Автор Максат Камысов
Все более доступными для потребителя становятся различные «умные» устройства, и теперь общение с голосовым помощником, удаленный запуск робота-пылесоса или духовки по пути домой уже не кажутся чем-то из области научной фантастики. Много разговоров ведется и об умных городах и умном производстве, которые призваны сделать жизнь людей безопаснее и комфортнее, а промышленное производство – дешевле и результативнее. Все это примеры интернета вещей, который иногда называют новой нефтью XXI века.
Интернет вещей (Internet of Things, IoT) представляет собой систему из взаимосвязанных устройств в единой сети, которые могут собирать, анализировать, обрабатывать и передавать данные по беспроводной сети без участия человека. Спектр таких устройств крайне широк и не ограничивается компьютерами и смартфонами, частью интернета вещей может стать любое устройство, способное подключаться к сети. И применения этой технологии можно найти самые разные – магазины без продавцов, контроль брака на производстве, дистанционные хирургические операции и другие виды деятельности в перспективе могут стать обыденностью.
Итак, из чего это состоит и как это работает? Если коротко, то система состоит из датчиков, средств подключения, облачной платформы, инструментов обработки данных и в некоторых случаях пользовательского интерфейса. Датчики собирают данные и передают их в облако, где соответствующее программное обеспечение осуществляет обработку полученных данных и «принимает решение», автоматически действуя по заложенному алгоритму исходя из заданных вводных, или же уведомляет пользователя, и тогда уже финальное решение остается за ним.
Мировой рынок
IoT хорошо прижился в бизнесе, компании используют его, чтобы автоматизировать рабочие процессы и снижать трудозатраты. Специалисты отмечают, что применение технологии значительно удешевляет производство и логистику, а также повышает качество производимой продукции и предоставляемых услуг. Ведущие отрасли, в которых применяется технология, – промышленность, транспорт и логистика, однако IoT набирает обороты и в энергетике, сельском хозяйстве, торговле, транспортной отрасли, здравоохранении, жилищно-коммунальном хозяйстве и управлении городской средой, экологии и природопользовании. Растущий интерес со стороны бизнеса и популярность таких технологий, как умный дом, вкупе с повышением их доступности способствуют развитию IoT в целом.
Но интернет вещей – это не монолитная отрасль, он состоит из разнообразных наборов компонентов, варьирующихся в зависимости от сферы использования, поэтому оценки экспертов в отношении размеров рынка тоже разнятся. Усредненный прогноз предполагает, что к 2030 году мировой рынок технологий интернета вещей достигнет 3 трлн долларов. Для сравнения, в 2022 году объем мирового рынка составил порядка 478 млрд. В то же время эксперты из консалтингового агентства McKinsey & Company считают, что суммарный экономический эффект от внедрения интернета вещей, включая производство и сервисы, к 2025 году составит от 4 трлн до 11 трлн долларов.
Сегодня же наибольший объем рынка интернета вещей приходится на азиатский регион, несколько уступают ему по этому показателю Северная Америка, Европа и Ближний Восток. Лидерами мирового рынка IoT эксперты называют Китай и США. Эти страны вкладывают наибольшее количество средств в финансирование проектов интернета вещей как в виде частных инвестиций, так и со стороны государства.
Известно, что в Китае специальный фонд финансирования проектов интернета вещей имеет в распоряжении сумму в 14,6 млрд долларов. В США реализуется специальная программа по поддержке развития технологий IoT – Computing-Enabled Networked Physical Systems (CNPS). Поддержкой инициатив по разработке и развитию сектора IoT занимаются и в других странах. В Германии реализуется помощь отрасли в рамках инициативы «Индустрия 4.0», всего на ее развитие было выделено порядка 500 млн долларов. Активно вкладывается в интернет вещей и Южная Корея, где в 2020 году на автоматизацию производств, в том числе и за счет применения технологий IoT, выделили порядка 414 млн долларов.
Мы явно находимся в самом начале нашего пути к IoT. Новые технологии, такие как умная одежда, 3D-печать, дроны, беспилотные автомобили и автомобили с доступом в интернет, наряду с новыми бизнес-моделями трансформируют практически все современные отрасли, а также создадут новые отрасли и сегменты, о которых мы пока не подозреваем
Мачей Кранц, вице-президент группы стратегических инноваций компании «Cisco»
К ключевым компаниям отрасли эксперты относят технологических гигантов из США – Microsoft, Amazon, IBM, Google и других, которые в большей степени заняты разработкой облачных платформ, однако, в силу того что интернет вещей охватывает широкий спектр технологий, важными игроками рынка становятся и компании-разработчики оборудования, программного обеспечения, операторы сети, разработчики решений в области информационной безопасности и прочие. Среди ведущих компаний, наряду с названными выше, эксперты выделяют Alibaba Cloud (Китай), SAP (Германия), Baidu (Китай), Cisco (США).
Несмотря на неоднородность IoT, в последние годы определились три основных продуктовых направления, которые формируют рынок и задают вектор развития отрасли. Это отраслевые платформы, аппаратные и программные системы передачи данных, а также устройства и приложения для различных отраслей.
Первая группа включает в себя платформы, представляющие собой отраслевые решения. Среди них, по словам экспертов, на сегодня и в обозримом будущем лидерство будет принадлежать так называемому «промышленному интернету», который используется для автоматизации производств. Ожидается, что этот сегмент рынка к 2028 году достигнет отметки в 1,11 трлн долларов. На этом рынке главенство принадлежит цифровым гигантам, разрабатывающим «глобальные системы», среди них IBM (США), Amazon (США), Microsoft (США), Cisco (США), Oracle (США) и другие.
Среди аппаратных и программных систем главными направлениями стали трансиверы (устройства для приема и передачи данных) и сенсоры. Ключевые игроки этого рынка – компании Infineon Technologies (Германия), Texas Instruments (США), Analog Devices (США), Qualcomm (США), STMicroelectronics (Швейцария).
Рынок устройств и приложений для отраслей представляет собой самый разнородный сегмент, поскольку предлагает конкретные решения для конкретных задач. По этой причине эксперты считают, что рост этой части отрасли будет стабильным, но не слишком бурным ввиду его узкой специализации. В число компаний-лидеров в этом сегменте входят Dell (США), Advantech (Тайвань), Apple (США), Aeris Communication, HTC (Тайвань).
Интернет вещей в России
В России распространение интернета вещей началось относительно недавно, в 2016 году, когда было утверждено несколько ключевых стратегических документов, среди них дорожная карта «Технет», национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации» и другие. Важным этапом стало и постепенное формирование стандартов для отрасли, в частности, создание соответствующего технического комитета Росстандарта, а также утверждение в 2018 году Минпромторгом и Росстандартом «Перспективного плана стандартизации в области передовых производственных технологий на 2018–2025 годы».
Собственный национальный стандарт интернет вещей получил в 2019 году. Затем начался этап внедрения пилотных проектов, и сегодня интернет вещей в России главным образом используется в промышленности, ЖКХ, сельском хозяйстве. На ряде производств технология интернета вещей используется для осуществления экологического мониторинга, пожарной безопасности и предотвращения чрезвычайных ситуаций. Пилотные проекты в области ЖКХ предусматривают использование «умных» энергетических сетей и счетчиков, что уже отчасти реализуется.
Однако для повсеместного распространения технологии еще далеко. Россия испытывает характерные трудности в высокотехнологичных отраслях, требующих серьезных вложений в технологическую составляющую и производство «железа». Однако когда речь идет о программных и платформенных решениях, дело обстоит несколько лучше – во многом ввиду доступности открытого кода и наличия квалифицированных специалистов в сфере информационных технологий. В связи с этим российский рынок показывает рост, который, впрочем, существенно замедлился на фоне усложнившейся экономической ситуации. По оценкам экспертов, в 2022 году рынок интернета вещей в России составил порядка 1,7 млрд долларов, что составляет примерно 0,35% от мирового рынка. При этом в прошлом году рост значительно сократился – до 6% против прогнозируемых годом ранее 21%. Однако эксперты считают, что ситуация относительно стабилизируется в перспективе ближайших лет.
Развитие и распространение IoT в мире продолжается весьма интенсивными темпами, и уже в 2023 г. можно ожидать значительного продвижения ведущих экономик на пути цифровой трансформации бизнеса и повседневных практик населения. Например, все более доступной, персонализированной и ориентированной на пациента становится медицина, использующая системы удаленного мониторинга и онлайн-консультации. На транспорте благодаря IoT-решениям возможно будет значительно сократить расход топлива и снизить объемы выбросов в окружающую среду. Активно осваивает радикальные инновации и промышленность: для мониторинга производственных процессов и контроля параметров оборудования в режиме реального времени внедряются цифровые двойники, сенсоры и датчики IoT, что, помимо преображения традиционных технологических процессов, запускает изменения на уровне управления предприятиями и их последующий переход на новые бизнес-модели, в частности, описываемые в рамках концепций цифровых или виртуальных «фабрик будущего»
Константин Вишневский, директор Центра исследований цифровой экономики ИСИЭЗ НИУ ВШЭ
Ведущая роль по внедрению отечественных решений в область IoT принадлежит крупным российским телекоммуникационным компаниям, среди которых МТС, «Вымпелком», «МегаФон» и «Ростелеком». В большей степени они занимаются распространением решений на рынках B2C, B2B. Однако эти компании ведут и собственные разработки. Например, МТС, «МегаФон», «Билайн» и Mail.ru работают над собственными аппаратными и программными системами передачи данных интернета вещей. Производством аппаратного обеспечения с протоколами передачи данных российского происхождения занимаются компании Waviot и GoodWan. Разработки приложений и устройств для сельского хозяйства и железнодорожных перевозок ведут компании Cognitive Pilot, «Борлас», Rubetek, «iRZ Мониторинг», «Сеть 868», «Овен», ICB Com, Thingenix и прочие.
Российские разработки значительно уступают мировым с точки зрения аппаратных решений, поскольку большинство из них выполнены на зарубежной элементной базе, что в совокупности с последствиями санкционных ограничений резко негативно сказывается на состоянии отрасли в стране. Дело обстоит чуть лучше, когда речь заходит о программном обеспечении, однако тоже не без оговорок. Основным преимуществом российских решений эксперты называют более эффективные алгоритмы обработки данных, решения в области хранения данных и мониторинга, а также оперативную поддержку пользователей. Оговорка же состоит в том, что эти преимущества имеют смысл только на российском рынке, на зарубежных рынках они нивелируются, поскольку российские решения малоадаптивны для применения в других условиях. Все эти факторы значительно ограничивают конкурентоспособность российских решений и возможности для их выхода на мировой рынок. В то же время эксперты прогнозируют развитие индустрии и внедрения технологий IoT внутри страны.
Будущее
Неравномерность распространения, однако, не останавливает прогресс – технологии развиваются, и интернет вещей не исключение. Отраслевые эксперты отмечают, что после того как в ближайшей перспективе внедрение базовых технологий интернета вещей завершится, придет время и более сложных технологий. Однако начнется это с чего-то более привычного для обывателя – технологий умного дома и города, которые, становясь более доступными, будут разрастаться вширь и вглубь.
Сегодня эксперты считают, что устройства умного дома в основном представляются как приятные дополнения для жилища и маркетинговые уловки, они скорее напоминают игрушки, нежели по-настоящему функциональные устройства. Однако по мере развития потребительского интернета ситуация может в корне измениться. Например, настраиваемый умный холодильник, который способен оценивать оставшиеся запасы еды и заказывать недостающие продукты, или стиральная машина, предупреждающая об износе подшипников, выглядят уже намного более зрело и полезно, чем лампочка, которая меняет цвет освещения. Вообще, постоянная обратная связь устройства с производителем за счет постоянного подключения прибора к сети открывает новые возможности для сервиса и может даже изменить деловые отношения.
Так, по мнению отраслевых экспертов, уже в ближайшем будущем широкое распространение с высокой долей вероятности получит модель «товар как услуга». Такая практика существует уже сейчас – ее применяет компания Phillips, предлагающая услуги освещения вместо продажи ламп, а компания Xerox перешла к модели, в которой вместо продажи устройств сама занимается вопросами обслуживания, эксплуатации и ремонта. Еще один кейс – это компания Rolls Royce, которая теперь продает авиационные двигатели по методу pay per hour, предполагающему, что покупатель платит не за сам двигатель, но за каждый час его фактического использования. Количество таких кейсов продолжает расти, и интернет вещей ускоряет этот процесс, что делает ближе переход к экономике совместного пользования.
Однако эксперты обращают внимание и на вещи менее привычные. По их мнению, отраслями, которые ожидает динамичное развитие в ближайшем будущем, станут интернет медицинских вещей, искусственный интеллект вещей, а также спутниковый интернет вещей.
В области медицины рынок решений интернета вещей за пятилетний период с 2017 года вырос почти в четыре раза, и в прошлом году объем этого рынка составил порядка 158 млрд долларов. Особым толчком к росту этого сегмента IoT послужила пандемия коронавируса, которая придала особую ценность диагностическим устройствам, оборудованию для мониторинга состояния пациентов, системам учета медикаментов и прочим. В инновационном порядке часть таких технологий уже применяются, в том числе и в России. Постепенно внедряются непрофессиональные устройства для пациентов, снимающие биомедицинские показатели, а также профессиональные устройства для врачей, например, тонометры, носимые УЗИ-аппараты и другие, используемые для непрерывного мониторинга хронических или послеоперационных пациентов.
Технологии IoT могут применяться в медицине и для более комплексных вещей, например, для формирования оперативной и оптимальной маршрутизации карет скорой помощи к пациентам с инфарктом – с постоянным отслеживанием местонахождения машины и состояния пациента, или же могут быть использованы во время проведения операций. Например, в Московском спинальном нейрохирургическом центре в рамках пилотного проекта демонстрировали операцию с использованием сети, состоящей из мобильного МРТ-аппарата, робота и мониторов врачей, которые обменивались друг с другом данными, в то время как руководитель центра наблюдал за процессом онлайн.
И точно так же, как любая компания, которая блаженно игнорировала Интернет на рубеже веков, те, кто игнорирует Интернет вещей, рискуют остаться позади
Джаред Ньюман, американский журналист
Также очень вероятно, что уже в ближайшем будущем нас ждет так называемый спутниковый интернет вещей, который тестируется уже сейчас. Эта технология IoT в потенциале позволит объединять устройства на земле и на орбите планеты в сети с использованием спутниковой связи. Это прежде всего значительно повысит доступность сервисов, которые сейчас недоступны по причине технических ограничений наземной инфраструктуры.
По оценкам экспертов, сетевое покрытие охватывает всего 15% от поверхности планеты, и использование спутниковой связи должно решить эту проблему. Полное покрытие сетью, по мнению отраслевых экспертов, даст серьезный импульс таким отраслям, как логистика и управление грузами, поскольку непрерывная связь в любой точке планеты открывает новые возможности для их оптимизации за счет широкого использования беспилотных технологий. Спутниковый интернет вещей уже имеет прецеденты – к примеру, машиностроительная компания Kobelco Construction Machinery заключила договор с компанией Iridium, предоставляющей услуги спутниковой связи. Согласно договоренности, тяжелая техника Kobelco оснащается устройствами, которые обеспечивают постоянное двустороннее спутниковое соединение с платформой управления удаленными активами. Это позволяет машинам KCM быть частью единой сети, устройствами которой возможно управлять в режиме онлайн, где бы они ни находились. Кроме того, эти устройства постоянно передают данные о состоянии машин, что дает возможность предупредить неисправности.
Также эксперты ожидают, что интернет вещей в дальнейшем войдет в симбиоз с другой высокотехнологичной отраслью – искусственным интеллектом. Зародившийся на стыке двух технологий искусственный интеллект вещей в будущем станет мощнейшим инструментом для цифровизации и оптимизации промышленных и бизнес-процессов. Симбиоз IoT и ИИ позволит системам не только собирать данные, но и систематизировать их, находить им практическое применение, выявлять сложные взаимосвязи и предикторы в технологических процессах и на их основе прогнозировать будущее. Так, искусственный интеллект вещей сможет, например, проанализировав полученные от заводского оборудования данные, предоставить пользователю рекомендации по оптимизации рабочего процесса, поскольку обучающиеся нейросети будут способны «осмыслить» происходящие на производстве процессы и «обратить внимание» на детали, ускользающие от человеческого взгляда.
Носимые устройства с датчиками могут применяться в телемедицине, они регистрируют показатели жизнедеятельности человека, выявляют отклонения, о которых человек может сообщить врачу, или врач сам может посмотреть нужные данные. Чаще всего это устройства для персонального пользования. При этом нужно понимать, что системы интернета вещей не могут самостоятельно принимать решение о состоянии пациента – тут всегда нужен врач. Такая объективная аналитика, позволяющая обойтись без врача, появится только тогда, когда мы сможем доверять решениям компьютера больше, чем решениям эксперта-человека
Даниил Лоханин, руководитель направлений PaaSи IoT, VK Cloud
Таких впечатляющих результатов технологии IoT смогут достичь только при условии наличия достаточных вычислительных мощностей, постоянного доступа к базам данных и облачным хранилищам. Одним из способов удовлетворить эти требования может стать использование туманных вычислений и облачного интернета вещей. В случае с интернетом вещей применение туманных вычислений станет промежуточным звеном между устройством и облаком и позволит фильтровать полученные данные, часть из них обрабатывая локально, а другую, более требовательную в отношении вычислений, отправляя в облако для дальнейшего анализа. Этот фактор должен способствовать значительному ускорению отклика устройств, а также дать возможность технологиям IoT масштабировать и упрощать связь между устройствами. Сегодня этими вопросами занимаются компании Alibaba, Amazon, Google, Microsoft и другие технологические гиганты.
Однако не обходится и без проблем, которые предстоит решить. Помимо того, что для повсеместного внедрения интернета вещей должны сложиться все необходимые технологические, социальные, финансовые и другие условия, для отрасли существуют и сдерживающие факторы. В первую очередь речь идет о безопасности. Глубокое проникновение технологий в бизнес-процессы, а также в жизни людей и целых городов пробуждают переживания о сохранности персональных данных. Недоверие возникает к технологиям IoT по причине того, что система устройств с большим количеством звеньев ассоциируется с большей уязвимостью для хакерских атак и хищения данных. И эксперты ожидают, что по мере распространения технологии хакеры будут обращать на нее все большее внимание. Сегодня мировая общественность предпринимает попытки разработать единый стандарт для решения проблемы безопасности, однако однозначного ответа на этот вызов пока еще нет.
Возвращаясь к стандартам, стоит отметить, что они всегда представляют собой головную боль для новых технологических отраслей. Это характерно и для IoT: производители устройств в зачаточных условиях индустрии используют собственные стандарты, что создает трудности для взаимодействия. Возникают сложности и другого свойства, так, крупные компании на текущем этапе могут подавлять и выдавливать с рынка более мелких игроков, что существенно снижает конкуренцию. Также проблемы могут возникнуть и у потребителя – например, в случае замены старого устройства на новое или при расширении сети приборов, которые могут попросту оказаться несовместимыми. Однако эксперты считают, что со временем эта проблема решится, когда наметятся несколько оптимальных стандартов, которые станут эволюционировать на основе различных требований, исходя из имеющихся мощностей, возможностей и потребностей.
Еще одна важная проблема кроется в самих людях – пользователях, а именно, в их опасениях по поводу технологий IoT. Города боятся становиться умными, граждане опасаются того, что «умные» системы, решающие проблемы города, вторгаются в их личную жизнь и превращают их жизненные пространства в цифровые концлагеря. Доминик Вайс, уполномоченный Венского Агентства по умному городу, считает, что потребуется немало времени и усилий, чтобы убедить рядового горожанина в благе от применения интернета вещей. Это нетривиальная задача, и она может решиться к следующему поколению, если администрации городов сосредоточатся на создании действительно полезных и привлекательных сервисов, которыми захотят пользоваться все горожане, а не только небольшой круг «продвинутого» населения.
Эти и другие проблемы несколько тормозят массовое внедрение технологий IoT, однако как в свое время интернет перевернул жизнь человечества, породив огромный пласт новых специальностей и целые отрасли экономики, так и технологии интернета вещей, вероятно, окажут серьезное влияние на производство, структуру экономических отношений, быт и другие области человеческой жизни уже в ближайшем будущем, по мере решения проблем со стандартами, пользовательским доверием, связью, совместимостью и прочим.
Позитивные перспективы интернета вещей, в представлении специалистов, перевешивают недостатки, и множество разнообразных кейсов применения IoT для оптимизации бизнеса, производства, медицины и прочих отраслей представляют собой живые тому подтверждения. А это в свою очередь говорит нам о том, что будущее уже наступает.
©«Новый оборонный заказ. Стратегии»
№ 2 (79), 2023 г., Санкт-Петербург
