IIoT, цифровая экономика и цифровая промышленность в России и мире

Статья для журнала: «Промышленная автоматизация».

Автор: Александр Герасимов, Директор департамента ИТ, ПО и облачных услуг J’son & Partners Consulting, 2019 г.

1. Немного теории: что такое IIoT и цифровая промышленность и какова ее роль в цифровой экономике

Экономика, согласно классическому определению, – это система взаимоотношений, возникающих в процессе создания, распределения и потребления продуктов (товаров) и услуг, то есть система взаимоотношений на каждом из этапов жизненного цикла продуктов и услуг. «Сердцевиной» экономики является производство (промышленность), если понимать под промышленностью любой процесс, приводящий к созданию добавленной стоимости (в процессе производства готового продукта, товара, средств производства). Как бы ни совершенствовались технологии производства и производимые продукты, всю предыдущую историю существования человечества отношения между людьми (на разных технологических переделах) оставались единственным видом отношений в экономике. Средства производства и производимая продукция сами по себе отношения между собой не выстраивали.

Применительно к цифровой экономике определение процесса создания добавленной стоимости можно сформулировать следующим образом: это использование все более автономных от непосредственного участия человека производственных и бизнес-процессов, имеющих свойство адаптивности (самооптимизации), основанное на применении математических моделей, описывающих взаимосвязи метрик этих процессов, с преимущественно прямым получением первичных данных в местах их возникновения от устройств и датчиков IoT, что позволяет достичь высокого качества данных (актуальность, релевантность, точность и полнота). То есть основой цифрового производства являются математические модели сквозных процессов производства и сбыта продукции («Интегрированная модель» на Рис. 1), позволяющие оптимизировать производство и сбыт по параметрам прибыльности, устойчивости бизнеса и минимизации негативного воздействия на окружающую среду.

В цифровой экономике основным объектом производственных и социально-экономических отношений являются интегрированные продукты-сервисы, так называемые продуктово-сервисные системы (Product-Service Systems, PSS) – см. Рис. 1, существующие одновременно в виде материальных элементов, и взаимодействующих между собой математических/программных моделей этих элементов, то есть в виде кибер-физических систем («умных» PSS). Основной бизнес-моделью для умных PSS является предоставление системе-потребителю «по требованию» функций системы-поставщика в том объеме и с тем качеством которые к конкретный момент времени необходимы потребителю, без перехода права собственности на физические компоненты системы. То есть кибер-физические системы способны самостоятельно выстраивать отношения (взаимодействовать) между собой, без непосредственного участия человека в этих процессах.

Таким образом, цифровая экономика образуется путем автономного, без непосредственного участия человека, взаимодействия цифровых (кибер-физических) систем, ее составляющих, с целью их взаимной оптимизации на основе автоматически исполняемых алгоритмов оптимизации. Главное условие установления взаимодействия – экономический эффект от взаимодействия систем должен превышать затраты на это взаимодействие. Человек участвует в этом процессе опосредованно, определяя правила (автоматически исполняемые алгоритмы или правила формирования алгоритмов) и выступая бенефициаром результатов взаимодействия.

Теперь более подробно об IIoT и его главном компоненте – IIoT-платформах, как основе цифровизации. Дело в том, что потребность в сквозной оптимизации обуславливает необходимость развития экосистем индустриальных (отраслевых) IoT-платформ и приложений (IIoT-платформ), содержащих интегрированные цифровые модели и/или инструментарий для их создания, и агрегирующих необходимые для их наполнения данные (Рис. 1). Для реализации этих функций IIoT-платформы должны обладать следующими возможностями:

- Платформа должна безопасно и с требуемым уровнем доступности осуществлять функции WAN-подключения и сбора данных с физических компонент продукта-сервиса, как самостоятельно, так и с использованием внешних специализированных интеграционных платформ.

- Для анализа/интерпретации данных телеметрии платформа должна иметь в своем составе цифровые двойники подключенных объектов, причем это относится как к производственной инфраструктуре, так и к производимым физическим компонентам продуктов-сервисов, для чего платформа должна иметь в своем составе или быть интегрированной с приложениями класса PLM/SLM как источниками цифровых моделей.

- Платформа должна выступать средством автоматизации производственных, и бизнес-процессов, то есть иметь в своем составе или быть интегрированной с приложениями реального времени для автоматизации производственных процессов (АСУТП/MES) и бизнес-процессов (BI, ERP), включая процессы разработки, производства и эксплуатации физических компонент (PLM).

Основной бизнес-моделью для экосистем IIoT-платформ и приложений выступает облачная модель, при этом в качестве источников данных облачные IIoT-платформы и приложения используют в том числе и «традиционные» информационно-изолированные локальные средства автомати