КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИНДУСТРИИ 4.0 КАК ОСНОВА ДЛЯ РАЗВИТИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ

CONCEPTUAL FRAMEWORK FOR INDUSTRY 4.0 AS A BASIS FOR THE DEVELOPMENT OF THE INDUSTRIAL INTERNET OF THINGS

Igor Anisimov

student, Department of Information Systems, Moscow State University of Technology "STANKIN",

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматривается сущность Индустрии 4.0, которая выступает как основа для развития Интернета вещей, а также, анализируется ее важность в сфере промышленности на современном этапе развития РФ.

ABSTRACT

This article examines the essence of Industry 4.0, which acts as the basis for the development of the Internet of Things, and also analyzes its importance in the field of industry at the present stage of development of the Russian Federation.

Ключевые слова: Индустрия 4.0, Интернет вещей, промышленная революция, цифровизация, концепция развития.

Keywords: Industry 4.0, Internet of Things, industrial revolution, digitalization, development concept.

Как известно, развитие так называемого «Интернета вещей» изначально легло в основу концепции «Индустрия 4.0», ключевыми целями которой являются:

- смена способов производства, включая контроль производства в режиме реального времени;

- максимально тесная взаимосвязь технологических и бизнес-процессов.

Следует отметить и тот факт, что производство уже давно и планомерно вступает в стадию Индустрии 4.0, инфраструктура и производственные мощности которой самостоятельно способны понимать свое окружение и обмениваться данными по разного рода каналам связи. По сути, в наши дни в процессе производства участвует большое число датчиков, регистрирующих с отличительно высокой точностью разного рода параметры своего физического окружения, а отдельные элементы производственной системы уже и вовсе могут принимать самостоятельные решения, которые касаются производства, базируясь на встроенных процессорах и программах аналитики [1, с. 23-26.].

Таким образом, подобная инфраструктура в промышленности внедряется не только «с нуля», но и может начать полноценно функционировать на любых действующих предприятиях. Идея о большом числе разного рода датчиков, собирающих информацию об окружающем мире, обменивающихся ей друг с другом и передающих на специальные устройства для обработки и принятия решений, представляется весьма разносторонней и гибкой по своему существу.

Индустрия 4.0 – это своеобразный вариант перехода на полностью автоматизированное цифровое производство:

- которое контролируется интеллектуальными системами в «реальном времени» и в постоянном взаимодействии с внешней средой;

- которое выходит за границы одного предприятия, с возможностями по объединению в глобальную промышленную сеть Интернет вещей большого числа предприятий.

Как известно, в отличие от уже завершившихся первых трех промышленных революций, суть Индустрии 4.0 представляется не только в создании и появлении новых технологий, но и во внедрении всех уже существующих технологий в одну общую систему. Так, например, в рассматриваемом IoT появились новые технологии, позволяющие все существующие наработки, созданные за последние 20-30 лет, перенести в реальное производство и сделать их максимально доступными для широкого применения. При этом, все необходимые составляющие для этого уже имеются и осталось только достигнуть такого состояния, когда из них соберут общую, полноценную структуру. Но тут же возникает вопрос: какими являются главные элементы Индустрии 4.0 [2]?

По сути, Индустрия 4.0 во многом завязана на технологии Интернета вещей и ее основу составляют шесть ключевых элементов, так или иначе имеющих отношение к Интернету вещей:

– функциональная совместимость. По ней, все киберфизические системы, люди и «умные» производства обязаны иметь возможность общаться друг с другом путем «Интернета вещей» и интернет-услуг;

– виртуализация. В этом случае «умное» предприятие обязано иметь виртуальную копию, которая создается за счет объединения данных, полученных со стороны датчиков с виртуальными имитационными моделями производства;

– децентрализация. По ней, все киберфизические системы должны принимать самостоятельные решения в рамках «умных» производств;

– функционирование, включая сбор и анализ данных, должно происходить исключительно в режиме реального времени;

– ориентация на услуги. Здесь, киберфизические системы, люди и «умные» предприятия обязаны иметь возможность по оказанию услуг через сеть-Интернет;

– модульность. «Умным» предприятиям необходима гибкая адаптация ко всем изменяющимся в течение времени требованиям и условиям [4, с. 23.].

При этом, базовыми принципами, на которых строится Индустрия 4.0, являются:

1. Совместимость, которая заключается в способности машин, иных устройств и людей взаимодействовать друг с другом посредством Интернета вещей (1оТ).

2. Прозрачность, когда в виртуальном мире создается цифровая копия реальных объектов, и в результате собирается максимально полная информация обо всех процессах, происходящих с оборудованием, «умными» продуктами и производством в целом.

3. Техническая поддержка, когда компьютерные системы помогают людям более правильно принимать решения на основании сбора, анализа и визуализации всей необходимой информации.

4. Децентрализация управленческих решений, когда происходит делегирование некоторых из таких решений различным киберфизическим системам.

Исходя из вышеуказанных принципов Индустрия 4.0 предполагает максимально эффективное использование природных и технических ресурсов, такое же энергосбережение, вторичную переработку всех отходов и получение из них новых, ходовых товаров, сырья или энергии.

Как уже говорилось ранее, умное производство невозможно без «Интернета вещей». Умные устройства, сенсоры и датчики подключаются к IoT-платформам, анализирующим постоянно поступающую информацию из внешнего мира. Результаты такого анализа являются базисом для последующего планирования работы всех отдельных элементов и систем, важными частями которых они являются.

Такие IoT-платформы весьма активно применяются на современном производстве, в логистике, мореходстве и иных отраслях, где их присутствие необходим в нынешних реалиях. Искусственный интеллект и машинное обучение дают возможность умным системам реагировать на разного рода внешние факторы, адаптируя к текущим условиям режим своей работы. Благодаря всеми этому производственные процессы никогда не останавливаются.

Таким образом, промышленный Интернет вещей развивается быстрыми темпами. Так, например, еще в 2018 году инвестиции в эту отрасль увеличились на 50% [2], а в целом, объем рынка IoT в России растет на 18,3% ежегодно.

Безусловно, Интернет вещей и Индустрия 4.0 - это не самые новые технологии, но это совершенно новый подход к производству и потреблению, который выстраивается на сборе больших данных, их обработке и использовании для совершения действий и операций независимо от человека. Таким образом машины могут самостоятельно оптимизировать и настраивать собственную работу [3].

Можно сказать, что четвертая промышленная революция - Индустрия 4.0 - это носитель серьезных рисков, связанных с вероятным коллапсом существующей системы мироустройства и возникновением глобальной нестабильности [5]. Индустрия 4.0 - это шаг в будущее производства, настоящая промышленная революция, в основе которой лежат базовые технологии концепции Интернета вещей [1, с. 26.]. Индустрия 4.0 во многом завязана на технологии Интернета вещей, без которого попросту невозможно умное производство современной России: все существующие в данный момент времени умные устройства и иные современные девайсы так или иначе подключаются к IoT-платформам, которые анализируют получаемую от них информацию. При этом, стоит заметить, что развитие Интернета вещей и Индустрии 4.0 должно привести к еще большему снижению количества человеческого труда на производстве. На многих заводах тысячи человек до сих пор занимаются мониторингом работы машин. При этом, по многочисленным прогнозам, в течение ближайших 20 лет около 40-50% рабочих мест будут полностью автоматизированы [3].

Список литературы:

1. Зараменских Е.П. Интернет вещей. Исследования и область применения: монография / Е.П. Зараменских, И.Е. Артемьев. - М.: ИНФРА-М, 2020. - 188 с.
2. Соколов Д. Индустрия 4.0: Big Data, цифровизация и рост экономики, 2020. [Электронный ресурс]: https://habr.com/ru/post/507822/ (Дата обращения: 24.08.2021)
3. Пасько И. Что нужно знать об Индустрии 4.0 и Интернете вещей, 2015. [Электронный ресурс]: https://runet.news/articles/4826 (Дата обращения: 24.08.2021)
4. Куликов О.А. Концепция «Индустрия 4.0» как основа реиндустриализации промышленного сектора // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Экономика. Управление. Право. - 2020. - Т.20. - вып.1. – С.22-28.
5. Индустрия 4.0 - от интернета вещей к революции всего, 2018. [Электронный ресурс]: https://vc.ru/flood/34748-industriya-4-0-ot-interneta-veshchey-k-revolyucii-vsego (Дата обращения: 25.08.2021)