Основные положения концепции индустриального Интернета вещей: предпосылки появления, предназначение, новизна в решении проблем

 Интернет вещей (ИВ) – это ни много ни мало инструмент кардинальной трансформации бизнес-процессов и характера социально-экономических отношений в обществе, позволяющий решить проблемы, не имеющие решения в рамках традиционной экономики.

ИВ меняет не только характер производственных процессов (тотальная автоматизация) и облик производимой продукции (полноценная реализация принципов программной определяемости и модульности), но и такие базовые экономические понятия, как собственность (вводится новая форма собственности – доступ), принцип разделения труда (ИВ – это фактически возврат к натуральному хозяйству, но с сохранением всех преимуществ разделения труда), занятость (переход от работы «на дядю» к работе на себя), занятость и деньги (порождение принципа разделения труда), классовая иерархия в обществе (при переходе на плоские системы управления и тотальную автоматизацию исчезает классовость не только в управлении предприятиями, но и в обществе) и т. д. (рис. 1).

 Предпосылки появления

Описание концепции ИВ имеет смысл начать с описания проблем, которые не имеют решения в традиционной экономике и которые переход на ИВ призван решить.

Проблема, собственно, одна – это общество потребления, точнее, общество пассивного потребления. Почему это плохо? Дело в том, что пассивное потребление, когда потребитель полностью исключен из процессов создания предметов потребления, неэффективно.

Фундаментальных причин этого две.

1. Производитель имеет весьма смутное представление о том, что, когда, где и в каком объеме нужно конкретному потребителю, да и сам потребитель этого зачастую не знает. Приобретая что-либо, мы оплачиваем не только прямые издержки производства купленного, но и издержки производителя на производство того, что никем не будет куплено. При этом купленный продукт представляет собой нечто универсальное, рассчитанное на «целевой потребительский сегмент» (в представлении производителя), а не на оптимальное удовлетворение потребностей конкретного покупателя.
2. Для предметов длительного пользования, находящихся в эксклюзивной собственности, характерен крайне низкий уровень их использования (утилизации). Например, личный автомобиль не используется 95% времени его нахождения в исправном, пригодном для использования состоянии. Следовательно, выкладывая, скажем, миллион рублей, за автомобиль, мы используем его лишь на 50 тыс. руб. за все время его существования.

Наряду с тем фактом, что потребитель в обществе потребления не может сам себя обеспечить практически ничем из того, что он потребляет, принцип разделения труда приводит к тому, что звеньев неэффективного взаимодействия «поставщик – потребитель» в B2B2C-цепочке создания продукта конечного потребления может быть очень много, десятки и даже сотни. И на каждом этапе взаимодействия накапливается неэффективность (рис. 2). В результате, оплачивая 100% издержек всех участников цепочки создания добавленной стоимости, конечный потребитель получает этой стоимости и возможности ее использования максимум десятые доли процента.

Корректору – дефис «оплачивать-то»

Все это приводит к грустной мысли о том, что современное общество потребления – гигантский механизм переработки ресурсов планеты в отходы, причем без всякой заметной пользы для него (рис. 3). С этим, наверное, можно было бы мириться и дальше, но проблема в том, что система разделения труда не позволяет большинству участников системы (экономически активному населению) обеспечить себя и своих близких даже базовыми благами цивилизации. Так, по данным Strategy Partners, глобальная экономика создает лишь 1,2 млрд постоянных, более-менее прилично оплачиваемых рабочих мест, и это на 5 млрд человек экономически активного населения. Причем по мере повышения уровня автоматизации производств и это количество рабочих мест сокращается.

То есть современная экономика может произвести любой товар или услугу в любом количестве, но не может этого сделать по той себестоимости, по которой товар или услугу могло бы себе позволить большинство участников цепочки производства. Круг замкнулся.

Концепция ИВ как решение проблемы неэффективного потребления

Да, круг замкнулся, но только если рассматривать «традиционную» экономику как нечто раз и навсегда данное человечеству. А сбросить шоры и посмотреть на возможность решения этой проблемы принципиально по-новому? Ведь, как известно, лампа накаливания получилась не в результате постоянного улучшения восковых свечей.

Слева и справа – так видимо?

Давайте посмотрим вокруг и попытаемся найти уже существующие системы, работающие с высокой эффективностью (утилизацией ресурсов) и, если их найдем, попытаемся понять принципы, на которых они основаны.

Такие системы действительно существуют. Это системы, построенные на принципах модели облачных вычислений. Нетрудно заметить, что они на порядок эффективнее аналогичных традиционных (рис. 4).

ИВ – это возможность распространить внедрение модели облачных вычислений не только на вычислительные функции, но и на любые другие функции любых не ИТ устройств.

Для этого необходимо, чтобы любой предмет, созданный человеком, был программно-определяемым (software defined), т. е. существовал бы одновременно в виде физического объекта и в виде математической (программной) модели, а набор сенсоров обеспечивал бы взаимосвязь между физическим объектом и его программной моделью. При этом функции (возможности) такого устройства в значительной степени определялись бы не аппаратно, а программно, и на физическом уровне он бы представлял собой набор унифицированных модулей.

В таком случае появляются две возможности.

1. Программную модель можно делить между неограниченным количеством пользователей, что в пределе снижает стоимость даже чрезвычайно сложных и дорогих программных моделей практически до нуля в расчете на одного потребителя.
2. Функции программно-определяемого устройства можно предоставлять «по требованию», т. е. тогда и в том объеме, который нужен потребителю в конкретный момент времени, причем с индивидуальными настройками, а физическую часть устройств можно программно (на уровне управления) объединять в неограниченно масштабируемые виртуальные пулы ресурсов.

На выходе получаем идеальную модель взаимодействия поставщика и потребителя, когда производитель поставляет ровно то, что нужно потребителю, и использует для производства ровно тот объем ресурсов, который необходим. И так по всей цепочке создания добавленной стоимости, сколь бы сложной и протяженной она ни была. При тотальной автоматизации вся цепочка здесь представляет собой набор автоматически взаимодействующих автоматических процессов, где единственным живым существом является сам потребитель. Он же производитель того, что сам потребляет.

Индустриальный ИВ

Когда говорят о применении ИВ в индустриях (не только в промышленности), обычно подразумевают дальнейшее повышения уровня автоматизации производственных и бизнес-процессов. Но на самом деле, как уже было сказано, ИВ как таковой и индустриальный ИВ в частности – это изменение принципов организации производства и взаимодействия в цепочке «поставщик – производитель – потребитель» (см. таблицу).

Таблица. Основные различия между Интернетом вещей (индустриальным Интернетом вещей –  IIoT) и традиционной автоматизацией

Технологической основой для таких изменений служат платформы ИВ, они являются ключевым звеном всей экосистемы Интернета вещей, играя роль посредника: устройства и компоненты решения могут передавать данные в широком диапазоне форматов, используя различные протоколы связи. А механизм абстракции позволяет использовать полученные данные в другом месте цепочки ценности (аналитика, бизнес-логика, интеграция с корпоративными системами, разработка приложений) – рис. 5.

Источник: First Analysis, J’son & Partners Consulting

Переход на использование платформ ИВ дает возможность реализовать программную логику АСУ как взаимодействующих между собой облачных сервисов («облако управления», «платформа ИВ»), перейти от жестко иерархически выстроенных информационно изолированных АСУ, где устройства (объекты контроля и управления) подключаются только в низовые АСУ – АСУ технологическими процессами (АСУТП), на непосредственное, без участия человека и промежуточных АСУ подключение объектов управления в «облако управления», исполняющее весь необходимый функционал (программные алгоритмы обработки данных и управления) как низовых систем управления, так и систем управления уровня предприятия. То есть «облако управления» одновременно выполняет функции универсального средства интеграции и функции исполнения сколь угодно сложных и разнообразных алгоритмов управления. За счет использования механизма открытых прикладных интерфейсов программирования (Application Programming Interface – API) обеспечивается возможность подключения к «облаку управления» любых устройств и любых АСУ без необходимости внесения изменений в подключаемые устройства и системы, а также возможность реализации логики обработки поставляемых в «облако управления» данных с использованием готовых шаблонов, а при их отсутствии – встроенных средств разработки программных приложений. Эффект больших данных, накапливаемых в таких платформах ИВ, и применение технологий машинного обучения позволяют автоматизировать процессы совершенствования, программно исполняемых «облаком управления» алгоритмов, т. е. оптимизировать алгоритмы управления по мере накопления исторических данных, поступающих от широкой номенклатуры устройств и АСУ, что в принципе невозможно в информационно изолированных АСУ.

Потенциал для перехода на принципы индустриального ИВ в России

В России пока нет Интернета вещей. А что есть? Есть распределенные системы телеметрии (рис. 6) с ограниченной функциональностью проприетарного ПО и низким соотношением стоимости и экономических результатов применения. Как следствие, масштаб использования даже этих примитивных систем телеметрии, измеряемый количеством подключенных к системам телеметрии устройств, в России невелик – лишь около 20 млн штук, что кратно меньше, чем количество подключенных пользовательских устройств (а должно быть наоборот).

Развитие отраслевых рынков (сфер применения) распределенных систем телеметрии находится под влиянием различных факторов, однако в целом развитие всех этих рынков характеризуется одной общей тенденцией. Это тенденция перехода от проприетарных изолированных систем мониторинга, осуществляемого со значительным участием персонала (фактически традиционных диспетчерских систем), к открытым экосистемам сервисов, ориентированных на телеметрию с аналитикой реального времени и телеуправление с решением задачи взаимной оптимизации работы различных систем и ресурсов.

Развитие отраслевых рынков систем телеметрии в России в этом направлении, очевидно, приведет к формированию открытых экосистем разработчиков. Разработчиков как сенсоров и исполнительных устройств IoT/M2M, способных взаимодействовать с различными системами/приложениями, так и разработчиков приложений, реализуемых в формате облачных сервисов и способных через механизм открытых API взаимодействовать с различными сенсорами и исполнительными устройствами вне зависимости от того, кто является их владельцем.

Несмотря на то что ИВ подразумевает неизбежность кардинальной трансформации принципов управления предприятием, к которой пока никто в России не готов, переход на использование Интернета вещей в России объективно необходим, поскольку только так можно решать стоящую чрезвычайно остро задачу одновременного повышения качества и снижения издержек, причем по всей цепочке формирования добавленной стоимости. Так, в России наблюдается беспрецедентное по длительности снижение реальных располагаемых доходов населения, которое началось еще в ноябре 2014 г. и соответственно длится уже более двух лет подряд. В результате, по данным экспертов Центра экономических и политических реформ (ЦЭПР), российским семьям приходится тратить бóльшую часть своего дохода (в среднем 70–80%) на самое необходимое. Российские семьи с одним ребенком, в которых работают оба родителя, тратят от 53 до 134% (т. е. уходят в минус) своего дохода на продукты питания, простые лекарства, хозтовары, оплату жилищно-коммунальных услуг и проезд в общественном транспорте. Если детей в семье двое, а кормилец один, обязательные расходы могут превышать заработанное более чем в два раза.

Таким образом, распространенная в России бизнес-практика перекладывания производителем на потребителя своих постоянно растущих из за инфляции и общей низкой эффективности бизнеса издержек становится крайне затруднительной, во всяком случае в конкурентных отраслях экономики, ввиду отсутствия денег у конечных потребителей. Следовательно, это становится невозможным и во взаимоотношениях поставщиков и потребителей в цепочках B2B-взаимодействия. То есть речь идет о необходимости оптимизации издержек по всей B2B2C-цепочке создания добавленной стоимости, что как раз и решается с помощью концепции Интернета вещей, позволяющей значительно оптимизировать издержки, реализовав сквозные автоматизированные бизнес-процессы, причем без существенных капитальных затрат.