IoT-революция: как устройства вокруг нас «поумнели» и помогают эффективнее строить процессы
XXI век очень похож на XVIII: мир стремительно меняется благодаря науке. Есть и отличия: в прошлый раз промышленная революция хоть и нарастила благосостояние обывателей, главные выгодополучатели оказались в производстве. Промышленная революция в разы увеличила производительность предприятий и их выручку, упростила контроль за технологическими процессами и создала условия для появления новых. В XXI веке мир снова на пороге масштабных перемен — в этот раз благодаря интернету вещей (IoT).
При поддержке
Спецпроект. Часть IX. IoT-революция
Читайте также:
Спецпроект. Часть I. Умные города
Спецпроект. Часть II. Big Data
Спецпроект. Часть III. Будущее рекламы
Спецпроект. Часть IV. Гонка кибервооружений
Спецпроект. Часть V. Карантинные уроки
Спецпроект. Часть VI. Идентификация и авторизация
Спецпроект. Часть VII. Облачные технологии
Спецпроект. Часть VIII. Будущее здравоохранения
Промышленная революция началась в XVIII веке в Великобритании. Паровые двигатели и станки позволили королевству стать лидером в торговле и производстве. На европейский континент инновации попали позже — все началось с бельгийского города Льеж, где британские инженеры установили паровые машины для отвода из шахт ненужной воды. Позже удалось автоматизировать и производство стали — концерн, основанный Джоном Коккерилем в 1817 году, до сих пор продолжает работу.
С этого момента ручной труд начали замещать машинным повсеместно. Ткани, уголь, сталь — все инновации применялись преимущественно в производстве. Обывателям оставалось радоваться лишь косвенным улучшениям качества жизни: товарному изобилию и растущим доходам. Впрочем, никто не жаловался: за первые 50 лет промышленной революции в Бельгии население небольшой страны увеличилось на 1,5 млн человек, а к концу столетия и вовсе в два раза. Главным местом проживания стал город. Его инфраструктуру усложнили и масштабировали для удобства выросшего количества жителей.
Спустя почти 200 лет человечество оказалось на пороге нового рубежа: мир меняет интернет вещей и его инфраструктура. При этом изменения происходят в сферах, максимально близких обывателю.
Революция — реальность
Судите сами — умные устройства и вещи окружают нас уже сейчас. От чайника и зубной щетки до робота-пылесоса и автомобиля — все они обмениваются данными с пользователем и делают повседневную жизнь проще. Гаджеты общаются между собой через интернет и образуют отдельную экосистему — интернет вещей (Internet of Things).
Internet of Things (он же IoT) бурно развивается: в 2016 году эксперты оценивали объем всего рынка IoT-инфраструктуры в $15 млрд, к 2024 году ожидается, что он вырастет до $130 млрд. Количество устройств, подключенных к инфраструктуре IoT, давно превысило количество пользователей интернета. В 2018-м их было около 15 млрд штук, а к 2023-му эксперты McKinsey предсказывают трехкратное увеличение этого показателя — до 43 млрд устройств.
Рост рынка IoT и количества устройств в мире почти ничем не ограничен. По сути, IoT-решения позволяют оцифровывать буквально все процессы, в которых участвует человек. Чем сложнее эти процессы, тем больше устройств потребуется.
В авангарде находятся технологии передачи данных. У нового типа устройств новые требования: быстрая скорость, низкая задержка и небольшое энергопотребление при обмене информацией. Гаджеты «общаются» не только с пользователем, но и между собой.
Самый распространенный способ «связать» устройства — с помощью сотовой сети. Современные решения хоть и позволяют использовать главные функции интернета вещей (например, удаленный доступ к устройствам), но не раскрывают его потенциал. Большой «зазор» между запросом пользователя и ответом устройства делает невозможным применение новых технологий, например, в медицине, где от скорости принятия решений зависят жизни людей, а также в энергетике, на промышленных предприятиях (технология «цифрового двойника» позволяет создать виртуальную копию объекта и полноценно управлять им из любой точки мира), в сельском хозяйстве, сфере ЖКХ, пассажирских и грузовых перевозках.
Возможности IoT, например, использует стартап Preteckt из американского города Мемфис. С помощью датчиков и сенсоров софт компании оценивает состояние грузовиков и при необходимости отправляет их на техобслуживание. По данным Preteckt, их технология позволяет сэкономить до $2700 с грузовика в год. Помимо многотонных тягачей, стартап предлагает использовать сенсоры и датчики в легковых автомобилях и общественном транспорте. Инвесторы верят компании — всего в нее вложили чуть больше $6 млн.
Помимо удаленной диагностики, технологии IoT позволяют существенно экономить на страховке. Установка устройства, передающего данные о техническом состоянии автомобиля и стиле вождения, доступна и в России. Датчики позволяют оценить, как часто автовладелец резко ускоряется и перестраивается, в какое время предпочитает передвигаться на автомобиле, максимальную скорость и даже боковое ускорение. При соблюдении всех условий максимальный размер скидки может составить 30%. Эксперты предсказывают этому направлению стабильный рост (на 21–25%) до 2026 года.
В случае страховой телематики и других похожих сценариев речь идет о работе с персональными данными. При этом пользователям не стоит переживать: устройства внутри инфраструктуры IoT обмениваются обезличенными идентификаторами.
«Большой зазор»
Самая горячая тема 2019–2020 годов — сети нового поколения 5G, о них буквально слагают легенды. В инфраструктуре IoT новые сети точно помогут решить проблему долгого отклика устройств. Но разобраться с проблемой «зазора» между запросом пользователя и откликом устройства может не только развертывание сетей 5G, но и существующая инфраструктура.
Специалисты оценивают готовность инфраструктуры предприятия к полноценной цифровизации на базе нескольких сотен параметров. Важнейшие — качественная и стабильная связь. Технология Narrow Band-IoT, которую использует МегаФон и другие операторы по всему миру, позволяет умным устройствам обмениваться информацией с минимальными энергозатратами, обеспечивает доставку сигнала сотовой сети в самых сложных условиях и оптимизирует объем передаваемого трафика.
Narrow Band-IoT незаменима в медицине, транспорте, ЖКХ и ресурсоснабжении. Ее используют 149 операторов в 69 странах. В Сингапуре, например, обсуждают интеграцию «умных» счетчиков с NB-IoT во все частные домохозяйства. Это позволит автоматически считывать с них данные о потреблении воды и состоянии инфраструктуры. Также подобные счетчики позволяют массово подключать умные устройства к сети без потери надежности сигнала и увеличивать отклик, а значит, использовать ресурсы более эффективно.
Программа разработана совместно с правительством страны и операторами ЖКХ (именно они предлагали возможные решения). Если все пройдет успешно, к 2024 году в стране установят более 1,4 млн умных устройств. Помимо этого, с помощью NB-IoT в Сингапуре надеются ввести в эксплуатацию сеть взаимосвязанных сенсоров и датчиков, тем самым повысив эффективность управления и использования общественных пространств.
В России тоже используют устройства с NB-IoT: например, у МегаФона много базовых станций (189 000), а в обслуживании более 9,2 млн M2M-SIM-карт, установленных в умных устройствах, в том числе и со стандартом связи NB-IoT. Также в стране принят закон о замене счетчиков и других приборов учета на умные по мере выхода их из строя или истечения срока службы. Осуществить апгрейд можно с 1 июля 2020 года. Продукты и сервисы, которые предлагает МегаФон и другие операторы по всему миру, отлично подходят для решения задач ЖКХ. Например, с помощью интернета вещей можно упростить сбор данных счетчиков, предсказать поломку, оценить состояние инфраструктуры. И все это не выходя из офиса или дома.
Технологии IoT комплексно меняют жизненно важную городскую инфраструктуру, цифровизуют ее, повышая тем самым эффективность использования и качество оказываемых услуг. От уборки и утилизации отходов до умных систем управления дорожным движением, пассажиропотоками, освещением и безопасностью — IoT делает город по-настоящему умным.
Эффективное управление водными ресурсами в городе с миллионами жителей — стратегическая задача и один из показателей качества жизни. В Китае, например, Huawei предлагает системы умного контроля качества и расхода водных ресурсов.
Они уже развернуты в Шэньчжэне (при участии China Telecom, Ningbo Water Meter и местных коммунальных служб) и тоже используют технологию NB-IoT, о которой мы рассказывали выше. Умная система помогает автоматически учитывать расход воды в частных домохозяйствах, следить за уровнем воды в реках и оценивать качество воды с помощью датчиков, подключенных к сети.
Похожим образом автоматизировать учет водных ресурсов можно и в России — МегаФон разработал решение «Онлайн-мониторинг воды». Оно сделает работу водоканалов более прозрачной и обеспечит уровень автоматизации, необходимый для дальнейшей экономии и улучшения качества водоснабжения.
Больше всего выгоды от решений IoT получают секторы реальной экономики. ЖКХ, розничная торговля, производство — это сферы с отлаженными бизнес-процессами, эффективность которых можно повысить с помощью интернета вещей. Рынок IoT продолжает расти в том числе и из-за создания государственными органами разных стран законодательных актов, которые касаются умных устройств, а также закономерного желания бизнеса значительно увеличить эффективность и снизить издержки производства. Помимо этого, IoT позволяет предприятиям соответствовать существующим экологическим нормам и снижать пагубное влияние на окружающую среду. Например, с помощью сервиса экомониторинга от МегаФона компании могут автоматизировать учет и обработку необходимых параметров и принимать на их основе управленческие решения.
Платформа и искусственный интеллект
Связь между устройствами интернета вещей чаще всего происходит в облаке, в рамках платформы. Ее задача: собирать, анализировать и давать доступ к данным с устройств, датчиков и сенсоров.
Такие решения уже существуют — например, в Японии. Их используют в медицине для наблюдения за пациентами. Информация с сенсоров, которые на них надеты, передается в облако для анализа, а после результаты получают исследователи в лаборатории. Это упрощает разработку лекарств и персонального курса лечения для каждого пациента. Решение «Дистанционный мониторинг здоровья» запустил и МегаФон: платформа помогает врачам наблюдать состояние пациентов, корректировать лечение и, если вдруг что-то идет не так, записать на прием или вызвать скорую.
Еще одно применение — в самостоятельном ежедневном контроле. Вшитые в одежду сенсоры тоже отправляют данные в облако и выдают персональные рекомендации. И да: фитнес-браслеты и умные часы — это тоже IoT.
Как и в XVIII веке, мы в самом начале становления новых способов автоматизации быта и производства. IoT-революция только начинается. Данных с датчиков и сенсоров настолько много, что обработать их вручную практически невозможно. Следующий этап — интеграция в новую инфраструктуру искусственного интеллекта. Сначала для поддержки решений человека-оператора, а после — для полностью автоматической работы систем.
На основе данных IoT искусственный интеллект (ИИ) может построить математические модели, способные предсказывать аварии, снижение качества воды и нагрузку на сети энергоснабжения. Аналитики Deloitte подсчитали, что использование ИИ в IoT позволит снизить время на регулярное обслуживание инфраструктуры на 20–50%, а его стоимость — на 5–10%. Эффективное время работы увеличится до 20%.
Симбиоз IoT и ИИ уже используют: например, разработанная Alibaba система ET City Brain позволяет оптимизировать использование общественных пространств и улиц. Она работает в китайском городе Ханчжоу — с момента запуска загруженность дорог в нем снизилась на 15%. Следующий этап — умные дома и здания, полная автоматизация авиаперевозок, промышленного производства и добычи полезных ископаемых, рассуждают эксперты. А в Японии ИИ в IoT используют для помощи медикам. Новые технологии упрощают наблюдение за пациентами и пожилыми людьми — при острой нехватке персонала удаленный доступ к показателям пациента позволил эффективно распределить имеющихся сотрудников.
Очевидно, что исследователями, экспертами и компаниями не раскрыта большая часть возможного применения интернета вещей. Новая научно-техническая революция не только упростит существующие процессы, но и создаст новые. Уже сегодня у МегаФона есть собственная IoT-платформа с возможностью интеграции решений для ЖКХ, транспортной индустрии и энергетики. Портфель доступных клиентов услуг постоянно расширяется — в нем наверняка найдется решение даже для самых нестандартных задач.