Создание глобальной конкурентоспособной инфраструктуры передачи, обработки и хранения данных на основе отечественных разработок — краеугольный камень модернизации производства при переходе к экономике Индустрии 4.0. Основой для этого перехода станет индустриальный интернет (IIoT)

Потенциал IIoT в России огромен, примеры внедрения промышленного интернета вещей в отдельных отраслях и производствах существовали задолго до объявления страной курса на «цифровизацию». Тем не менее, и в России, и в мире данное направление только набирает обороты и нуждается в утверждении концепций и стандартов, разработке нормативной базы и грамотном регулировании. Активизация рынка IIoT будет в значительной степени определяться поддерж­кой государства, уверены эксперты. Особенно в России, где рынок пока пополняют технологические решения преимущественно от международных поставщиков, а заказчикам не хватает понимания возможных сценариев их эффективного использования в условиях непроработанной инфраструктуры.

Проект дорожной карты по развитию технологий в области индустриального интернета был анонсирован российским правительством еще в 2016 году. А для того, «чтобы перейти к системной деятельности», в 2017 году на государственном уровне были утверждены дорожная карта «Технет» (в рамках проекта НТИ), посвященная внедрению IT-систем для управления промышленным производством, и программа «Цифровая экономика РФ», которая предполагает развитие промышленной сенсорики и индустриального интернета.

Главным «осязаемым» эффектом от развития экосистемы интернета вещей должен стать рост производительности и снижение себестоимости производства. Качественно изменятся и другие бизнес-процессы на производстве. В масштабах страны это будет означать повышение конкурентоспособности и новые рынки для отечественных производителей, для государства — увеличение бюджета, а значит, рост социальной сферы и улучшение качества жизни людей в целом.

 

Найти сильную сторону

Отечественный рынок компонентной базы и ПО для промышленного интернета вещей в России находится в стадии зарождения, констатируют эксперты. При этом Минкомсвязи РФ уже выступило за введение ограничений на использование устройств интернета вещей зарубежного производства в критических отраслях промышленности.

«Уже есть отдельные отечественные производители сетевого оборудования, но, несмотря на то, что разработка и сборка устройств происходит в России, все микрокомпоненты используются импортные», — указывает член правления Ассоциации «Национальная платформа промышленной автоматизации» (НППА), заведующий кафедрой smart city СибГУТИ Дмитрий Гоков.

Однако проблема не в том, что отечественные поставщики IT-решений отстают по технологическому исполнению и потому проигрывают международным вендорам. Зачастую наши продукты отличает высокое качество исполнения, кастомизированность и более низкая стоимость, чем у зарубежных, отмечает Дмитрий Лаконцев, руководитель Центра компетенций НТИ «Технологии беспроводной связи и интернета вещей» на базе Сколтеха. «Если говорить о компонентной базе, то здесь у нас большое отставание и все «железо» в основном зарубежное. Но самая интересная, самая маржинальная и дорогая часть в промышленном интернете вещей — это все-таки платформы и программное обеспечение. Потому что все, что касается компонентной базы — это стандартная промышленная автоматизация — уже давно сложившийся рынок, понятные игроки и лидеры. IIoT от классических АСУ ТП отличается как раз тем, что он не управляет процессом непосредственно, а оптимизирует его за счет использования огромных массивов очень разных данных. Поэтому IIoT — это больше про платформы и программные продукты, нежели датчики, которые тот же самый Siemens продает много лет», — поясняет руководитель ЦК НТИ.

Он убежден, что российская сильная сторона — программное обеспечение, обработка данных, математическое моделирование и разработка оптимизационных процессов. «Здесь мы вполне на уровне, а в чем-то даже и опережаем иностранных конкурентов. Краеугольный камень промышленного интернета вещей — понимание технологического процесса, умение с этого процесса собрать необходимые данные, и на их базе посредством математических моделей получить оптимизационные рекомендации. А хорошая математическая школа у нас все еще есть».

Имеются в России и разработчики программных IoT-платформ, поставляющие свои решения, в том числе, за рубеж. Однако в широком масштабе объемы производства и продаж пока очень незначительны, для их роста предстоит существенное совершенствование продуктов, отмечают в Ассоциации НППА. Например, потребуется серьезное развитие средств информационной безопасности, которая пока в отечественных системах не обеспечена на должном уровне.

«Вопросу безопасности производственного оборудования в настоящее время уделяется достаточно серьезное внимание как за рубежом, так и у нас. Существует целый ряд решений. Но для их использования в России потребуются значительные изменения бизнес-процессов предприятий и их IT-инфраструктуры, которая сейчас организована преимущественно по принципу закрытого контура, несовместимого с технологиями IoT», — объясняет Дмитрий Гоков.

Преимущество международных компаний заключается в широком доступе к капиталу — на Западе есть огромный интерес к высокотехнологичным решениям со стороны крупного бизнеса. «Отечественных компаний, которые могли бы сравниться в производственном плане с такими гигантами, как Siemens, Huawei, Nokia, в России нет, — делится член совета АНО «Семантическое Общество», директор компании «Аилайн СНГ» Виталий Гумиров. — Кроме того, крупные зарубежные технологические игроки, специализирующиеся на программных решениях для промсектора, имеют несравнимо лучшие условия по финансированию своих научных разработок».

В России же крупные компании не готовы внедрять новые технологии и инвестировать в цифровизацию. Зачастую — не только по банальному недоверию традиционных производств к новым технологиям, но и из-за отсутствия доступной инфраструктуры, ее законодательного регулирования и сложности интеграции технологий IoT в существующую IT-среду.

 

Объединить усилия

По мнению Гумирова, единственным шансом отечественных компаний и предприятий-производителей компонентной базы и программных решений выстоять в этой конкурентной борьбе — объединяться. Хороший пример тому — ассоциация «Национальная платформа промышленной автоматизации», инициаторами которой стали новосибирские предприятия, специализирующиеся на разработке и внедрении цифровых решений в промышленном секторе. «Объединение, с одной стороны, помогает разработчикам при необходимости коллективно закрыть потребности заказчика, с другой — позволяет заказчику снизить риски зависимости от одного вендора», — добавляет он.

Развитие экосистемы венчурных инвестиций и технологического предпринимательства с вовлечением в процесс крупного российского бизнеса способны уравнять шансы отечественных разработчиков и международных компаний, считают представители технических вузов, на базе которых ведутся НИОКР по запросу компаний.

«Мы понимаем, что в России таких компаний, как, например, Samsung или Cisco, по факту меньше, и массового серийного производства на этих рынках в нашей стране нет. Поэтому, если необходимо создать комплексную автоматизированную систему, то, вероятнее всего, закупают железо зарубежного производства. Но мы должны понимать, что для внедрения технологий интернета вещей на предприятиях, в госучреждениях необходимы отечественные решения, ведь речь идет о национальной безопасности, — говорит ректор ТУСУР Александр Шелупанов. — Сегодня обязательно использование только отечественных средств защиты информации, но даже средства защиты информации разработчики в настоящее время пишут под зарубежные операционные системы. Если и менять кардинально ситуацию — то именно сейчас, поддерживая заинтересованные и способные к решению реальных задач университеты и компании».

Под санкции может попасть уникальное оборудование двойного назначения, но не компонентная база IIoT, считает Дмитрий Лаконцев. «Что касается глобальных рынков, то здесь не бывает общих решений, они сильны, только когда применяются в конкретной области, «заточены» под нее, — продолжает он. — Если говорить о металлургии, то у нас здесь есть специализированные решения. Мы постепенно набираемся опыта в России, который отсутствует у международных конкурентов, то же самое и в добывающей отрасли и трубопроводном транспорте, энергетике. Поэтому мы можем успешно переносить свои наработки отсюда в другие страны. Хороший пример — Yandex Data Factory сделала несколько удачных решений для металлургов на нашем внутреннем рынке. Их специалисты после закрытия Yandex Data Factory перешли к нам и еще в ряд фирм. Прямо сейчас мы совместно с компанией «Цифра» ведем переговоры с китайскими металлургическими гигантами».

Согласно прогнозам, общий объем соединенных устройств, применяемых в различных сегментах мировой экономики, достигнет около 530 млн штук в 2019 году, при этом наибольшее число таких устройств будет в сфере энергетики и ЖКХ, на транспорте, в промышленности, здравоохранении и торговле. Пионерами внедрения инновационных решений в отечественную экономику, скорее всего, выступят те же отрасли, считают эксперты: энергетика, ЖКХ и, возможно, транспорт. «Вместе с тем, к сожалению, большинство отечественных предприятий, особенно федерального масштаба, плохо готовы к внедрению IoT. Использование данных технологий требует, как правило, полной замены не только инфраструктуры предприятия, но и изменения ключевых бизнес-процессов, если не модели бизнеса в целом», — отмечает Дмитрий Гоков.

ПО ДАННЫМ ПАО «МЕГАФОН»

 

5G: нескромное обаяние

Ключевой участник экосистемы индустриального интернета вещей — телеком-компании. Базу под проекты IIoT в России сектор телекома начал готовить одним из первых.

С 2015 года индустриальный интернет стал одним из стратегических направлений развития компании «Ростелеком». Платформа Restream IIoT, разработанная «дочкой» «Ростелекома», является транспортной платформой с гарантированным SLA и предоставляется клиентам по модели PaaS (платформа как сервис — Platform as a Service). В 2017 году «Мобильные ТелеСистемы» (МТС) совместно с Nokia открыли первую постоянно действующую в России лабораторию интернета вещей. На площадке представлены пилотные решения, а также можно познакомиться с коммерческими IoT-сервисами и совместно создавать новые.

И хотя одной из необходимых составных частей цифровой трансформации и технологического прорыва российской экономики принято считать сети 5G, целый ряд технологий претендуют на роль общепризнанного телекоммуникационного стандарта для сетей интернета вещей.

«Станет ли таковым формат 5G, будет зависеть от его применимости для IoT-сервисов, используемых потребителями. Возможно, сети 5Gбудут лидировать в сфере пользовательских сервисов умного города, а для взаимодействий machine-to-machine окажутся более эффективными другие технологии, особенно в условиях плотной городской застройки», — считает Дмитрий Гоков.

«Понятие «промышленный интернет» скорее стоит воспринимать как маркетинговый термин, т.к. какого-то отраслевого или международного стандарта, описывающего общие требования к связи на промышленных предприятиях, не существует, — поясняет технический директор территории «Дальний Восток и Сибирь» ПАО «МегаФон» Петр Солодовник. — Решения на базе беспроводных технологий — Wi-Fi, GSM, 3G, LTE и проч. — используются давно в самых разных областях: промышленности, горной добыче, сельском хозяйстве, мониторинге транспорта и многих других».

Разработка специализированных стандартов связи, предназначенных для обслуживания интернета вещей, началась в 2010-2011 годах, когда стало понятно, что число подключенных устройств будет расти в геометрической прогрессии, а использовать для обслуживания индустриального интернета вещей граж­данские сети не представляется возможным — как с точки зрения безопасности, так и по причине дефицита емкости существующих сетей.

На сегодня это уже три действующих стандарта и все они являются энергоэффективными, поясняет Петр Солодовник: «От одной батареи IoT-устройства могут работать до 6-8 лет, чего не могут предложить GSM- или 3G-датчики. А если говорить про стандарты LoRa и NB-IoT, то они, будучи узкополосными решениями, позволяют работать на большом расстоянии от ближайшей базовой станции — 15 км и больше. И с этой точки зрения узкополосные решения IoT для оператора связи менее затратны — для коврового покрытия таких городов, как Новосибирск или Красноярск, потребуется меньше базовых станций по сравнению с GSM. Более того, в них решен вопрос емкости — один сектор базовой станции может обслуживать до 100 тысяч устройств одновременно, а одна БС — 300 тысяч соответственно».

Первые сети NB-IoT уже запущены «МегаФоном» в ряде городов России, в Сибири они заработают в середине 2019 года. Средняя стоимость коммерчески доступных чипов для NB-IoT-устройств находится на уровне 6-7 долларов за штуку, что уже сегодня позволяет создавать готовые датчики и устройства стоимостью от 3 тысяч рублей. Решения на базе LoRa стоят еще меньше.

«5G — это, в первую очередь, консьюмерская технология (consume), бизнес-игра, начатая игроками телеком-рынка и не имеющая прямого отношения к развитию технологий промышленного интернета, — считает Виталий Гумиров. — Не один десяток сим-карт необходимо будет поставить промышленному предприятию средних размеров для того, чтобы полностью автоматизировать все производственные и коммунальные процессы. И все эти интеллектуальные приборы будут генерировать трафик — сокращая расходы и оптимизируя процессы в одних секторах и наращивая расходы на трафик в другом».

Технология 5G помимо высокой скорости передачи данных (1 Гбит/с и выше) отличается еще и предельно низкой задержкой (Latency) — 2-5 миллисекунд. Например, это позволит диспетчеру дистанционно перехватывать управление беспилотными автомобилем, военному эффективно управлять на расстоянии роботом-сапером, врачу — проводить хирургические операции, и т.п.

В глобальном смысле сети 5G будут ориентированы именно на промышленность, нежели на частных пользователей. На b2c-рынке кроме роста скорости мобильного интернета 5G ничего не дает конечному потребителю, в то время как в области автоматизации предприятий выводит работу сетей на принципиально иной уровень.

К примеру, по данным ПАО «МРСК Сибири», тестирующего в рамках пилотного проекта с ПАО «МегаФон» применение сетей 5G, энергоэффективность данной технологии в 100 раз выше чем у 3G, а это значит, что датчики, вшитые в спец­одежду сотрудников энергетической компании, будут без подзарядки до семи лет оперативно отслеживать и передавать не только геопозицию персонала, но и другие параметры — например, положение тела, напряженность электрического поля и прочие. Но уже в начале пути видны трудности, с которыми придется столкнуться, отмечают в компании — это сегодняшняя неготовность конечных устройств к приему сигнала 5G.

«Стандарты типа NB-IoT и LTE-M для России станут переходными технологиями от устаревшего GSM (на котором сегодня работает подавляющее большинство m2m-решений типа контроля автопарка) к новейшему 5G, который как стандарт еще окончательно не утвержден и о коммерческом использовании которого в промышленных целях можно будет говорить не ранее, чем через 5-7 лет», — резюмирует топ-менеджер ПАО «МегаФон».

 

Цена вопроса

Хотя уже заявлено, что стандартизация технологий и решений 5G должна завершиться к 2021 году, вопросы, во сколько обойдутся сети нового поколения операторам и на чьем оборудовании они будут разворачиваться в России, остаются открытыми, если не сказать болезненными.

Точную стоимость развертывания сетей 5G назвать сегодня не представляется возможным, т.к. сам стандарт еще окончательно не утвержден: нет ни готового операторского оборудования, ни коммерчески доступных пользовательских устройств. Но по самым грубым прикидкам, стоимость сети 5G для одного оператора, скорее всего, превысит затраты на развертывание сетей 2G и 3G вместе взятых. Предполагается, что стандарт 5G в России будет работать в частотном диапазоне 2,6-4 ГГц, а значит, для покрытия одной и той же территории потребуется установить на 25-30% больше базовых станций.

«Кроме того, 5G потребует расширения пропускной способности волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), а также не до конца ясна ситуация с энергопотреблением как самих БС, так и абонентских устройств», — говорит Петр Солодовник. По его словам, в условиях больших затрат с большой долей вероятности развитие инфраструктуры 5G будет осуществляться по технологии RAN-sharing — когда одну и туже сеть два или более оператора строят и эксплуатируют совместно. Это позволяет каждому из них сократить капитальные затраты на 30% и более. По такой технологии, например, в 2011-2012 году строили свою сеть 4G «МегаФон» и «Скартел» (бренд Yota).

Как и в случае со всеми предыдущими стандартами связи — GSM, 3G, 4G — основными поставщиками операторского оборудования 5G выступают три глобальных игрока: Huawei, Nokia, Ericcson — и еще порядка ключевых 10 компаний, которые разрабатывают вспомогательные сетевые решения. Поэтому в области телекома не приходится говорить о каком-либо отечественном импортозамещении, констатируют представители отрасли. И отмечают, что это свойственно не только для России, но и для многих развитых европейских стран, таких, как Германия, Франция, Великобритания и других.

Изображение: GOODNEWSFINLAND.RU