Интернет вещей и AIoT: как работают умные устройства и что это даёт бизнесу

По данным «Росатом Инфраструктурные решения», в 2023 году технологию интернета вещей (IoT) использовало как минимум 36 000 российских компаний. При этом к лету 2024 года более 54% организаций внедрили решения генеративного ИИ хотя бы в один процесс, показало исследование агентства «Яков и Партнёры». Успешная практика совместного применения технологий позволила сформировать новое перспективное направление — интернет вещей с использованием искусственного интеллекта (AIoT).

Разбираемся, как работают такие решения и какие возможности они открывают для бизнеса.

Что такое интернет вещей простыми словами

Это сеть физических устройств с датчиками и программным обеспечением, которые собирают, передают и обрабатывают данные через интернет. Технология позволяет удалённо контролировать и управлять процессами без участия человека.

Как работает технология

Базовый принцип строится на цепочке:

• датчики собирают данные с физических объектов;
• устройства передают данные в облако (например, через технологию беспроводной связи Bluetooth или стандарт беспроводной высокоскоростной передачи данных 4G);
• облачный сервер обрабатывает информацию с помощью алгоритмов аналитики;
• интерфейс позволяет пользователю вводить данные и получать рекомендации в удобном формате.

Технология может собирать и передавать данные в реальном времени между устройствами, облаком и пользователем. Данные обрабатываться и в изолированных сетях (актуально для медицины, где важна конфиденциальность) или через локальные серверы, которые агрегируют сигналы от слаботочных устройств перед отправкой в облако. Такая гибкость позволяет адаптировать решение под задачи бизнеса в реальном времени.

Из чего состоит система IoT

Система интернета вещей состоит из пяти компонентов:

• датчиков и сенсоров — они фиксируют параметры среды (температуру, давление, движение, влажность);
• устройств интернета вещей — это физические объекты (умные лампочки, промышленные станки, роботы-пылесосы) с встроенными модулями связи для передачи данных;
• сети и протоколов — это каналы передачи данных (беспроводные, спутниковые, мобильные), а также протоколы трансляции информации;
• шлюза, облачного сервера — шлюз объединяет и фильтрует данные, затем передаёт их в облако (удалённое хранилище для глубокого анализа);
• пользовательского интерфейса — это панель управления или мобильное приложение, которая позволяет вводить данные, управлять устройствами и получать аналитику в удобной для человека форме.

Где используют интернет вещей

Области применения интернета вещей охватывают десятки отраслей. Технологию используют в бизнесе, промышленности и даже в быту. Например, технология применяется в умном доме, где устройства работают как единая автоматизированная система. Бытовые приборы обмениваются данными: освещение, климат и система безопасности работают автоматически.

В масштабе умного города инновация применяется для автоматизации инфраструктуры: в управлении транспортом, освещением, сбором отходов, мониторинге экологических данных. Технология позволяет городам экономить ресурсы и повышать качество жизни населения. В промышленности IoT служит основой для роботизации и цифровизации бизнеса. Промышленный интернет вещей служит основой для индустрии 4.0, обеспечивая цифровизацию производства.

Кроме того, технология AIoT помогает прогнозировать поломки оборудования на основе данных, поступающих с устройств.

Что такое AIoT и чем он отличается от IoT

IoT активно применяется в быту, городской среде, коммунальной сфере, здравоохранении (RB.ru). Отдельный сегмент этой технологии сформировался в промышленности. 

Структура рынка интернета вещей (IoT)

Источник: iot.ru

Стандартная архитектура IoT включает четыре элемента:

• устройства с датчиками, которые собирают информацию и фиксируют необходимые события, например бытовые умные пылесосы, лампочки и розетки, камеры видеонаблюдения, модули на станках;
• средства передачи данных: беспроводные, спутниковые или мобильные каналы связи, — а также протоколы трансляции информации;
• шлюз (хаб, центральный узел) — оборудование, приложения и ПО, которое выполняет первичный сбор, анализ и передачу в облако собранных сведений;
• облако — удалённое хранилище, в которое через шлюз поступает информация. Она анализируется, и на основе выводов отправляются команды на устройства.

Структура продуктов и технологий IoT

Источник: АНО «Цифровая экономика»

Стремительное развитие искусственного интеллекта привело к появлению систем, совмещающих потенциал IoT и ИИ. По мнению Вячеслава Береснева, исполнительного директора Ассоциации лабораторий по развитию искусственного интеллекта (АЛРИИ), AIoT — это следующий и к тому же очень перспективный этап эволюции автоматизации. Для такого тезиса есть серьезные «Решения AIoT, который объединяет технологии искусственного интеллекта и интернета вещей, не только собирают данные, но и автоматически анализируют их, принимая решения в реальном времени», — добавляет эксперт.

В AIoT искусственный интеллект играет роль «мозга», а интернет вещей — «тела». Данные используются для поддержки процесса машинного обучения ИИ, что позволяет корректировать и подстраивать возможности системы с учётом ситуации.

Конфигурация, сфера применения и спектр решаемых задач AIoT определяется в зависимости от внедряемых технологий ИИ. Это могут быть системы интеллектуального управления и поддержки принятия решений, компьютерного зрения, обработки естественного языка, биометрии, кибербезопасности, генерации изображений, распознавания речи и пр.

Как бизнес применяет AIoT

Промышленность

На металлургическом комбинате была внедрена система система интернета вещей, в которой модули транслировали данные о параметрах печей и качестве нагрева сляба (заготовок) в центральный узел. По полученной информации оператор самостоятельно вычислял необходимое время извлечения изделий из печи. Это приводило к непродуктивным паузам в производстве.

В 2023 году предприятие внедрило в систему IIoT комплекс ИИ. На основе машинного обучения с использованием сведений от датчиков печи программа натренировалась рассчитывать и настраивать оптимальную паузу перед выпуском слябов. Алгоритм взял на себя функции определения точного времени извлечения заготовок. За первые восемь месяцев работы решения экономический эффект составил 72,6 млн рублей.

Сельское хозяйство

В 2024 году на маслоэкстракционном заводе ГК «Благо» в Воронежской области внедрена платформа интернета вещей на базе сервиса SberMobile AIoT. На основе решения запущен цифровой двойник производства, который собирает необходимые технологические и целевые показатели с датчиков. Система анализирует полученные сведения и формулирует рекомендации по оптимизации технологических процессов переработки сырья.

С платформой AIoT специалисты в режиме реального времени контролируют параметры функционирования всех цехов завода, прогнозируют возникновение неполадок, определяют график профилактических и ремонтных работ, мгновенно реагируют на нештатные ситуации и более эффективно управляют всеми процессами.

Внедрение платформы повысило показатель общей производительности оборудования (Overall Equipment Efficiency, OEE) на 2%. Решение для цифровой трансформации бизнеса окупилось за первые 9 месяцев работы.

Торговля

В 400 магазинах российской розничной сети была внедрена AI-система оценки и стимулирования спроса. В качестве устройств IoT выступили 2,8 тыс. рекламных экранов с камерами в точках продаж. Изображения из торговых центров транслируются на узел, где система на основе искусственного интеллекта в режиме реального времени классифицирует гостей магазина по 19 признакам, включая эмоции человека. В зависимости от типа посетителя на экраны транслируется подходящее рекламное послание. За счёт тренировки на основе поступления новых данных ИИ увеличивает эффективность взаимодействия с покупателями.

Система позволяет маркетологам измерять интерес посетителей к товарам, повышать продажи на 20—40% за счёт трансляции целевых рекламных сообщений и измерять показатель конверсии из просмотров в продажи.

Строительство

AIoT на базе лазерного сканирования автоматически выявляет отклонения строящегося объекта от исходной 3D-модели. LiDAR-сканер снимает строительную площадку и записывает точное положение каждой точки в пространстве.

Алгоритмы машинного обучения убирают с полученного изображения всё лишнее, а затем сопоставляют картинку с исходной 3D-моделью объекта. С помощью цветовой кодировки AI показывает, какие геометрические отклонения присутствуют у уже возведённых элементов.

Транспорт

На металлургическом комбинате внедрена система автоматической оценки заполнения самосвалов и вагонов рудой. Набор камер в карьерах фиксирует процесс погрузки. Алгоритм в режиме реального времени оценивает качество заполнения самосвалов и вагонов.

Система на основе компьютерного зрения устранила проблему недостаточной или избыточной загрузки, которая существовала при визуальном контроле процесса со стороны оператора. Внедрение решения снизило расход ГСМ для самосвалов на 2,9%, внеплановые простои на комплексе крупного дробления упали на 4,5%, а годовой объём выпускаемой готовой продукции увеличился на 1—2%.

Какие преимущества получает бизнес от AIoT

Александр Сысоев, руководитель направления «Инфраструктурные решения» компании КРОК, выделяет четыре преимущества, которые отличают AIoT от традиционных технологий IIoT.

• Предсказание поломок оборудования. Искусственный интеллект может прогнозировать неполадки до их возникновения. Это значительно сокращает простои и снижает расходы.
• Адаптация продуктов и услуг под запросы клиентов. AI учитывает нужды покупателей, что делает процесс взаимодействия с продуктами и услугами более персонализированным и удобным.
• Выявление уязвимостей и предложение решений по их устранению. AIoT позволяет определять потенциальные проблемы в работе предприятий и предлагать пути решения, что способствует повышению безопасности и улучшению качества продукции.
• Оптимизация взаимодействия с продуктами и услугами. Системы AIoT способствуют более комфортному использованию умных устройств и сервисов, что особенно актуально в условиях растущей популярности таких решений.

Состояние и перспективы рынка AIoT в России

О масштабах распространения AIoT можно говорить исходя из количества внедрений таких решений в бизнесе. Так, по данным АНО «Цифровая экономика», 27% российских компаний применяют AI в сочетании с IoT. Бума внедрения технологий AIoT эксперты ожидают в ближайшие 3—5 лет. 

Рынок AIoT в России демонстрирует заметный прогресс, опираясь на передовые технологические тренды. Александр Сысоев подчёркивает: «Среди ключевых тенденций развития AIoT в России выделяются внедрение таких систем в умные города и инфраструктуру, развитие облачных хранилищ данных, а также активное применение в промышленности». В свою очередь, Вячеслав Береснёв добавляет, что в ближайшие годы рынок будет двигаться в сторону edge computing и спроса на предиктивную аналитику и автономные системы.

По мнению Вячеслава Береснёва, российский рынок AIoT находится на начальной стадии, но его потенциал огромен. «Этому способствуют государственная поддержка, интерес со стороны промышленных и сельскохозяйственных предприятий, а также развитие инфраструктуры 5G», — уточняет эксперт. 

Александр Сысоев добавляет, что по мере распространения такие технологии будут становиться доступнее и дешевле, что также положительно скажется на перспективах рынка.

Тенденции и риски AIoT

Однако на пути развития AIoT возникают  и значительные препятствия. Бизнес сталкивается с нехваткой специалистов, высокими затратами и проблемами кибербезопасности. Как отмечает Береснев: «Отсутствие оборудования и технологий, особенно в части чипов, высокая стоимость внедрения и длительный срок окупаемости станут ключевыми барьерами». 

Кроме того, изменения в законодательстве и необходимость адаптации к стремительно обновляющимся технологиям создают дополнительные сложности. Будущее AIoT в России зависит от способности компаний преодолевать эти вызовы, сохраняя фокус на инновациях.

Вопросы и ответы

1. Для чего нужен интернет вещей?
   Для автоматизации сбора данных, удалённого управления процессами и повышения эффективности бизнеса.
2. Интернет вещей — это технологии только для крупных компаний?
   Нет, решения масштабируются под задачи малого и среднего бизнеса.
3. Технология требует постоянной поддержки?
   Да, необходимы обновления ПО, мониторинг безопасности, обучение персонала.

Вывод

Технологии интернета вещей дают бизнесу данные. Искусственный интеллект анализирует и преобразует большие данные, помогает быстро находить решение бизнес-задач. Использование технологий позволяет прогнозировать сбои, персонализировать сервис и оптимизировать процессы. Рынок IoT (интернета вещей) в России растёт, но успех внедрения зависит от проработки архитектуры, оценки рисков и выбора надёжных партнёров.

• 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.