Новый взгляд на вещи: что такое Internet of Things и как он помогает бизнесу зарабатывать

Как работает интернет вещей

Любое устройство, у которого есть кнопка «вкл/выкл», можно подключить к интернету, назначить ему IP-адрес и настроить обмен данными с другими устройствами или с сервером.

Интернет вещей (IoT — internet of things) — это технология, построенная на способности устройств обмениваться данными через интернет без участия человека.

Фитнес-браслет собирает данные о здоровье владельца и формирует для него рекомендации. Умный счётчик передаёт данные о расходе электричества в квартире на сервер управляющей компании. Система датчиков на производственной линии предупреждает о мелких сбоях и помогает не допустить серьёзной поломки.

В сфере городского ЖКХ интернет вещей позволяет эффективно управлять уличным освещением, уборкой снега, контролировать качество воздуха, своевременно информировать об авариях на теплотрассах и в котельных.

Сферы применения IoT разнообразны, но суть технологии остаётся неизменной. Она состоит из четырёх циклических элементов.

1. Сбор данных. Данные — это информация о свойствах объекта, которую нужно собрать и передать для дальнейшей обработки, например скорость пульса у бегуна или показания водомера в жилом доме. За сбор данных отвечают датчики устройств. Датчиков может быть несколько, например в том же фитнес-трекере есть и гироскоп, и датчик движения, и геолокация.
2. Передача данных. Чтобы обработать и интерпретировать данные, их нужно отправить на сервер. Сделать это можно с помощью Wi-Fi, Bluetooth, спутниковой связи, через сети LPWAN или через Ethernet. Выбор способа передачи данных зависит от требований к качеству связи и возможностей на месте.
3. Обработка данных. Когда данные попадают на сервер, программа их обрабатывает и принимает решение о выполнении определённых действий. ПО может дать команду другому устройству или обратиться к пользователю. Устройства получают ответ сервера напрямую, а пользователю для общения с программой нужен интерфейс.
4. Взаимодействие с пользователем. Интерфейс — это экран, на который выводятся результаты обработки данных и устройство ввода: тачпад, клавиатура или сенсор. Через интерфейс пользователь передаёт команду на сервер. С сервера она поступает непосредственно на устройства, которые по команде совершают действия в физическом мире: включают или выключают приборы, меняют настройки и режим работы.

Интернет вещей в ключевых отраслях экономики России

Решения на базе IoT используются везде, где есть задачи, связанные со сбором и передачей данных.

Кто внедрял IoT в 2023 году

Источник: IoT-Индекс

Розничная торговля. Видеокамеры в торговом зале собирают сырые данные. Система видеоаналитики отслеживает закономерности и формирует рекомендации: сколько человек должно быть в очереди на кассе, сколько единиц товара должно быть на остатке в выкладке. Как только на кассе или на полке происходит что-то нетипичное, система оповещения подаёт звуковой сигнал кассирам, мерчендайзерам или работникам склада.

За счёт внедрения таких IoT-решений розничные сети повышают средний чек и пропускную способность магазинов.

Промышленность. Интернет вещей решает вопросы, от которых напрямую зависит себестоимость производства:

• прогнозирования качества продукции,
• оценки состояния оборудования,
• предиктивной аналитики и профилактики простоев.

Результаты внедрения IoT-решений в промышленности бывают особенно наглядными. Так, установка температурных датчиков на трубопроводах сэкономила компании «Казаньоргсинтез» более 320 млн рублей.

Городское ЖКХ. Затраты на поддержание комфортной городской среды сильно зависят от скорости обмена информацией.  Технологии интернета вещей помогают ускорить такие процессы.

Если в котельной установлены датчики диагностики оборудования, они своевременно сигнализируют о риске аварии. На объект выезжают специалисты и проводят профилактическое обслуживание. Если системы раннего оповещения нет и авария всё же произошла, устранить её последствия обойдётся гораздо дороже. 

Больше всего IoT-решений в России реализовано в Москве.

• ГЛОНАСС-датчики контролируют перемещения снего- и мусороуброчной техники и помогают более эффективно распределять машины по городу.
• Более 260 000 элементов уличного освещения оборудованы системой контроля неисправностей и позволяют удалённо регулировать их яркость.
• Городская система видеонаблюдения на базе AI способна распознавать правонарушения и подавать сигнал полиции или охране.
• Приложения для построения маршрута поездки на базе данных с GPS-датчиков установлены на всех видах общественного транспорта.

Умный город. Из совокупности систем на базе IoT в сфере городского хозяйства формируется умный город. В прогнозах развития таких городов неизменно присутствуют проекты беспилотного общественного транспорта.

В рейтинге Минстроя РФ, помимо Екатеринбурга, Москвы и Санкт-Петербурга, есть и относительно небольшие умные города. В их числе Тюмень, Дубна, Ханты-Мансийск и Иннополис, город-спутник Казани.

Умный дом. Инженерными системами частного дома можно управлять дистанционно. А ещё их можно обучить в соответствии с режимом дня владельца, например включать кондиционер за полчаса до его возвращения с работы или варить кофе к определённому часу утром.

В систему умного дома могут входить: системы вентиляции и кондиционирования, освещения, отопления, безопасности, крупные и мелкие бытовые приборы.

Для передачи данных и взаимодействия с пользователем элементы системы оборудованы термостатами, датчиками и микроконтроллерами. Взаимодействие с облачным сервером идёт через центральное устройство. Это может быть умная колонка, смартфон или планшет со специальным приложением.

Агробизнес. Рентабельность сельского хозяйства зависит от многочисленных параметров состояния почвы, рельефа местности, активности сорняков, вредителей и прочего. Для анализа изменений и повышения эффективности управления ресурсами всё в большем объеме используется интернет вещей (IoT). 

Использование лёгких беспилотников (дронов), оборудованных камерами, позволяет инспектировать огромные площади сельхозугодий и принимать решения на базе полученной информации. Данные с камер дронов поступают на сервер, где их обрабатывает и интерпретирует специализированное ПО.

Обученные нейросети способны оценить состояние посевов, процент сорняков, качество почвы, составить карту дренажных канав и выполнить общие картографические работы. На основании сводной информации агрономы корректируют посевные и уборочные кампании и улучшают показатели.

В животноводстве широко применяются датчики, которые в режиме реального времени передают информацию о пульсе и температуре крупного рогатого скота. Это позволяет вовремя изолировать заболевших животных, менять рацион питания и добиваться снижения смертности поголовья.

Логистика. В складской логистике интернет вещей, как пример, используют для мониторинга остатков на складах, контроля температуры и влажности в помещениях, координации работы погрузчиков и другой складской техники.

На транспорте интернет вещей обеспечивает трекинг грузов и машин, оптимизацию маршрутов и прогнозную аналитику. Кроме того, IoT-системы способны распознавать некомпетентное или нецелевое использование транспорта и оборудования.

Строительство. Обеспечить безопасность на строительной площадке бывает сложно из-за невнимательности самих рабочих. У этой проблемы есть IoT-решение — носимые беспроводные датчики. Они позволяют отслеживать соблюдение техники безопасности, правил использования оборудования, потенциальные угрозы на стройплощадке.

IoT-решения поддерживают внедрение технологии BIM (building information modeling) — виртуального моделирования строительных объектов. Создание цифровой версии будущего строения даёт представление о его физических характеристиках, допустимых нагрузках, позволяет точнее рассчитать конструктивные и инженерные решения.

Также строители активно применяют IoT-решения из сферы логистики, поскольку транспортировка, хранение и учёт грузов входит в каждый цикл производства работ.

Медицина. IoT позволяет организовать наблюдение за состоянием пациента 24 часа в сутки. При этом и медперсонал и сам пациент могут заниматься своими обычными делами, мониторинг происходит в фоновом режиме и охватывает все состояния больного — в покое и под нагрузкой.

Технологии IoT одинаково востребованы для ранней диагностики серьёзных заболеваний и в реабилитационных программах. При массовом внедрении они позволяют снизить себестоимость медицинских услуг, ведь самую объёмную и рутинную работу теперь выполняют датчики, объединённые с помощью ПО в единую систему.

Огромные объёмы обезличенных данных пациентов имеют ценность и для фундаментальных медицинских исследований. Они позволяют точнее определять закономерности течения заболеваний и действия препаратов.

Рынок интернета вещей в России

Аналитики ожидают более чем двухкратного роста российского рынка IoТ за 10 лет — с 165 млрд рублей в 2022 году до 350 млрд рублей к концу 2032 года. Доля программного обеспечения составит около 27% от всего рынка IoT и достигнет 84,5 млрд рублей.

Наибольший спрос на IoT-решения сосредоточен в торговле, информационной безопасности, строительстве и инжиниринге.

Интернет вещей в России в 2023 году:

• 36 000 компаний-пользователей.
• 30% из них — в ЦФО. В среднем одна компания в 2022—2023 годах тратила 1,3—12 млн рублей в год затраты на ПО и инфраструктуру IoТ.
• 80% пользователей используют самые популярные модули, такие как диспетчеризация, видеоаналитика и безопасность.

Самые популярные IoT-сервисы

Источник: IoT-Индекс

По данным исследователей, на внедрение IoT российские компании тратят около 13% ИТ-бюджета, а добиваются сокращения расходов на 17% и роста доходов на 30%.

Наиболее активного развития аналитики ждут от таких сегментов, как ЖКХ, умный дом, промышленность, транспорт и логистика.

Плюсы и минусы интернета вещей. Что препятствует внедрению IoT в России

Плюсы:

• Эффективность. Датчики не устают от однообразной работы, не ошибаются, работают 24/7 или в любом другом графике, который настроит пользователь системы. Автоматизированный сбор данных позволяет принимать более обоснованные решения и экономить ресурсы.
• Снижение издержек. На производстве IoT-системы помогают экономить сырьё, электроэнергию и трудозатраты, что удешевляет производство и доставку товаров.
• Прозрачность. Процесс принятия решений на основе данных становится более прозрачным. Это помогает исключить человеческий фактор в виде коррупционных мотивов и некомпетентности или как минимум снизить их влияние.

Минусы:

• Поглощение рабочих мест. IoT-технологии берут на себя объёмные рутинные задачи, над которыми раньше трудились целые отделы на предприятиях. В результате сокращается количество рабочих мест, люди рискуют потерять работу.
• Хрупкость сложных систем. Интеграция процессов и устройств в единую сеть повышает продуктивность, но снижает отказоустойчивость системы. Любой сбой в программном обеспечении или некорректная работа отдельных устройств способны заблокировать работу всей системы. Для крупного предприятия или системы умного города такие последствия недопустимы.
• Риски конфиденциальности данных. В первую очередь это касается потребительских систем: умного дома, умной бытовой техники, медицинских и фитнес-гаджетов. Подключённые к интернету устройства накапливают персональную информацию, которая может быть использована третьими лицами во вред пользователю. 
• Уязвимость. Сеть IoT-устройств может стать объектом хакерской атаки, как и любая другая система в сети интернет. В такой ситуации правонарушители могут перехватить контроль над работой инфраструктурных объектов умного города или предприятия.

Международные стандарты совместимости устройств разных производителей пока не выработаны. На следующем этапе интеграции IoT-систем это может стать проблемой.

Российские эксперты принимают участие в разработке международного стандарта для интернета вещей совместно со специалистами из других стран. Работа ведётся более пяти лет. Итоговый документ под названием Internet of Things (IoT) — Trustworthiness principles был опубликован в мае 2024 года на сайте Международной организации по стандартизации (ISO).

Основные препятствия для внедрения IoT-технологий в России:

• высокая стоимость внедрения технологий;
• недостаток квалифицированных кадров, неготовность действующих сотрудников переучиваться; 
• опасения из-за рисков несанкционированного доступа к данным IoT;
• технологическая непригодность существующих систем предприятия для внедрения новых способов сбора данных.

Внедрение любых новых технологий должно опираться на систему риск-менеджмента предприятия. В первую очередь важно исключить риск внезапной остановки производства и прямых финансовых потерь. При тестировании IoT-решений можно сохранять резервную систему сбора учёта данных на случай внештатной ситуации.

Технические перспективы развития интернета вещей

IoT не является чем-то обособленным и активно развивается во взаимодействии с другими цифровыми технологиями. Вот три основных тренда 2024 года.

• Облачные сервисы. При запуске IoT-проектов большинство компаний предпочитают облачные серверы для более лёгкого масштабирования системы. При этом чувствительную информацию бизнес предпочитает хранить и обрабатывать в контуре компании, чтобы сохранять контроль над данными.
• Развитие связанных технологий. IoT-решения всё чаще объединяют с технологиями на базе AI, блокчейна и киберфизических систем (CPS). 
  
  CPS помогает IoT-устройствам быстрее и точнее реагировать на изменения внешней среды. Блокчейн обеспечивает безопасность хранения данных в децентрализованных реестрах. Искусственный интеллект позволит создать умные устройства, способные выбирать оптимальное решение из нескольких вариантов без вмешательства человека.
• Рост благодаря использованию сетей 5G. Сеть нового поколения обеспечивает скоростную передачу данных и тоже способствует развитию рынка интернета вещей. Но исключение Wi-Fi-роутера из системы передачи данных ведёт к возникновению новых проблем с конфиденциальностью для подключённых устройств.

• Чтобы быть в курсе важных трендов и мнений ведущих экспертов, следите за нами в телеграм-канале. О развитии навыков управления, личностном росте пишем в «Дзене». Про технологии и развитие в IT — в блоге на VC.