Internet Rzeczy coraz bardziej wpływa na nasze życie. Rewolucja czeka wszystkich i obejmie wszelkie dziedziny życia – od użytkowania sprzętu AGD, samochodów po korzystanie z usług medycznych. Zmieni się także przemysł i funkcjonowanie fabryk. Według IDC wydatki na Internet Rzeczy wyniosły w 2018 roku 722,5 miliarda dolarów, czyli o 14,6% więcej od szacunkowych wydatków w 2017 roku. W 2020 roku ich wartość ma osiągnąć 1 bilion USD, a w 2021 roku – 1,1 biliona dolarów.

────── Artykuł firmowy ──────

Już niebawem Internet Rzeczy zagości na dobre w naszym najbliższym otoczeniu. Większość wyposażonych w IoT urządzeń użytkowana będzie poza domami, ale zaliczają się do nich także telefony komórkowe, tablety, urządzenia przenośne, lodówki, czy ekspresy do kawy. Równie istotny wpływ wywrze ta technologia na poszczególne dziedziny gospodarki – od rolnictwa po służbę zdrowia. Znaczną część urządzeń IoT stanowić będą czujniki umieszczone w innych urządzeniach, a nawet w ciele pacjentów. Wielość zastosowań Internetu Rzeczy może zaskakiwać: od rozpoznawania twarzy w systemach bezpieczeństwa po inteligentne sygnalizatory świetlne, zoptymalizowane sieci energetyczne, inteligentne zarządzanie zużyciem wody, liczniki parkowania i tysiące innych, jeszcze nieodkrytych możliwości.

Współczesne samochody zjeżdżające z linii montażowych, zanim jeszcze przejadą pierwszy kilometr łączą się z Internetem. Gotowe do podłączenia z Internetem samoloty produkowane są przez zakłady lotnicze Airbus i Boeing. Także przemysł naftowy i gazowy, żegluga i inteligentne miasta wyposażane są w IoT. Urządzenia Internet of Things znajdziemy także w przemyśle, gdzie ma swoją nazwę własną – Przemysłowy IoT.

IoT w fabrykach

Wraz z rozwojem technologii IoT znaczące zmiany zachodzą w sposobie wytwarzania. Przykładem może być  Harley-Davidson, którego zakłady wyposażone zostały w dużą liczbę czujników połączonych z systemami produkcji przyczyniając się do optymalizacji wytwarzania. Właśnie dzięki informacjom zebranym z tych urządzeń udało się wykryć, że konstrukcja tylnego błotnika powoduje opóźnienia w procesie wytwarzania całej maszyny. Zdecydowano się zatem na przeprojektowanie tego elementu w taki sposób, aby wszystkie podzespoły we właściwym czasie przesuwały się po linii produkcyjnej, co pozwoliło usprawnić proces wytwarzania. W pomieszczeniach malarni fabryki Harley-Davidson czujniki wykorzystywane są do badania warunków, w tym m.in. do sprawdzania przepływu powietrza, wilgotności, pozwalając stwierdzić, czy są one optymalne w procesie malowania. Inwestycja w Internet Rzeczy, choć kosztowna, okazała się opłacalna. Według informacji podanych przez dostawcę systemu fabryka może obecnie wyprodukować w tym samym czasie o 25% więcej motocykli ponosząc przy tym niższe koszty produkcji. Przełomem, który dokonał się za sprawą Internetu Rzeczy jest jednak skrócenie czasu realizacji zamówienia. Przed jego wdrożeniem wyprodukowanie pojedynczego motocykla, jednego z 1700 dostępnych wersji, zajmowało 21 dni. Obecnie jest to zaledwie 6 godzin.

Podobnie jak Harley-Davidson, także fabryki Siemensa produkujące programowalne sterowniki wyposażone zostały w czujniki śledzące na bieżąco parametry produkcji. Dotyczy to zarówno fabryki w Ambergu w Niemczech, jak Chengdu w Chinach skąd rocznie z linii produkcyjnych schodzi po około 12 milionów urządzeń. Zainstalowane w tych fabrykach mikroczujniki śledzące proces montażu pomogły firmie praktycznie wyeliminować defekty. Statystyki mówią, że 99,99885% sterowników PLC produkowanych w tych zakładach pozbawionych jest jakichkolwiek defektów.

Aleksander Poniewierski

Partner / Global IoT Leader EY

IoT jest trendem podlegającym ciągłym zmianom. Po etapie typowego boom-u, kiedy to cały świat prognozował „tryliony” nowych sensorów i „biliony” dolarów, które miały pojawić się do roku 2020, nastąpił czas stabilizacji oczekiwań, któremu towarzyszyła rewizja realnych możliwości Internetu Rzeczy. Obecnie dominująca na świecie koncepcja IoT oraz co najważniejsze oczekiwania, jakie są wobec niej formułowane przez poszczególne branże są o wiele bardziej klarowne i realistyczne niż wcześniej. Kierunki działań wobec IoT wyznaczają obecnie dwa priorytety: zwiększenie efektywności wykorzystania zasobów mierzalnych przez sensory oraz generowanie nowych źródeł przychodów pochodzących z danych. W poszczególnych obszarach geograficznych widać wyraźnie jak różne akcenty kładzione są na stronę techniczną, biznesową i organizacyjną związaną z IoT. W niektórych regionach świata pojawiają się także specyficzne ograniczenia w stosunku do IoT wynikające z nowych regulacji, takich jak RODO w Unii Europejskiej lub innych, dotyczących ochrony infrastruktury krytycznej.

 Na tle Europy Polska nie jest szczególnie wyróżniającym się rynkiem. Nie formułujemy wobec IoT specjalnych, indywidualnych wymagań, nie nakładamy też ograniczeń. Oczywiście możliwości lokalnego biznesu, który będzie mógł odnosić bezpośrednio korzyści z implementacji IoT są w Polsce dużo mniejsze niż np. w Niemczech, Francji czy we Włoszech. Niższa jest również w mojej ocenie świadomość biznesu i przedsiębiorców odnośnie korzyści, jakie niesie ze sobą ta technologia. Pomimo pewnych prób stymulowania przez władze centralne wzrostu tej świadomości oraz wspomagania rozwoju, nie widzę wyraźnego „pościgu za implementacją”. W zakresie korzyści, jakie nasz kraj może odnieść z zaakceptowania i wdrażania tej technologii, w szczególności w połączeniu ze sztuczną inteligencją, blockchain’em i usługami chmurowymi, wymienić należy bezwzględne zwiększenie konkurencyjności naszej produkcji oraz radykalną poprawę produktywności wytwarzania rożnego rodzaju dóbr. Efekty mogą przynieść zachęty do inwestowania w IoT i związane z nią inne nowoczesne technologie odnoszące się zarówno do sfery biznesowej jak i publicznej. Ważne jest zwrócenie uwagi na krótko i średnioterminowe korzyści wynikające z zastosowania tych rozwiązań. Do wspomnianych powyżej benefitów dodałbym również zwiększony poziom bezpieczeństwa oraz komfortu użytkowników tych technologii. Zwłaszcza rozwiązania dotyczące Smart City w tym obszarze są najpewniej jednymi z pierwszych korzyści widocznych dla obywatela i dających się odczuć przedsiębiorcom. Ostatnim elementem, na który chcę zwrócić uwagę jest zbliżająca się fala inwestycji w sieci 5G, dla których IoT jest podstawowym uzasadnieniem biznesowym.

Krótszy czas przestojów

Natychmiastowy dostęp do dostarczanych z czujników informacji pozwala przede wszystkim skrócić czas przestojów maszyn, ponieważ menedżerowie mogą wykryć wąskie gardła w procesach produkcji. Możliwe jest też usuwanie problemów związanych z utrzymaniem maszyn, zanim nastąpi przerwa w działaniu całej linii produkcyjnej skutkująca stratami finansowymi.

Firma Accenture podała, że technologia Internet of Things pomaga w obniżeniu średnich kosztów napraw o 12%, kosztów konserwacji o 30%, a przestojów nawet o 70%. Dzięki inteligentnym systemom zarządzania energią przemysłowy Internet Rzeczy pozwala również zaoszczędzić na energii elektrycznej, jednym z najistotniejszych kosztów w fabryce. Technologia IoT pozwala wykrywać m.in. największe odbiorniki energii, można także lepiej zarządzać dostawami prądu dostosowując godziny pracy maszyn poprzez zastosowanie właściwego harmonogramu pracy do cenników energii elektrycznej. Jeff Immelt, prezes GE ujął zmiany wiążące się z optymalizacją poprzez zastosowanie IoT następującymi słowami: „Jeśli wieczorem położyłeś się spać jako firma przemysłowa, rano wstaniesz jako firma zajmująca się oprogramowaniem i analizą.”

Predykcyjne utrzymanie ruchu

Najnowsza technologia IoT umożliwia monitorowanie stanu urządzeń opierając się na tanich i niskoenergetycznych czujnikach Internetu Rzeczy połączonych z analizą informacji w chmurze i sztucznej inteligencji (AI). Awarie skutkują także koniecznością ponoszenia kosztów naprawy i wymiany sprzętu, jak również odpowiadają za koszty niedotrzymania umów wynikających z opóźnień w dostawach. Stosowane obecnie rozwiązania wykorzystują algorytmy i analitykę danych pomagając przewidywać problemy lub awarie. W przeciwieństwie do tradycyjnych rozwiązań monitorowania stanu, współczesna technologia IoT nie wymaga infrastruktury przewodowej, serwerów ani anten i jest łatwiejsza do zintegrowania z istniejącą infrastrukturą. Sygnalizatory Bluetooth Low Energy (BLE) z czujnikami wibracji i temperatury mogą być instalowane w każdym rodzaju przemysłu i każdym zakładzie ułatwiając monitorowanie w czasie rzeczywistym cyklów pracy, temperatury i wibracji.

Michał Pukacz

Członek zarządu Polskiego Klastra Badań i Rozwoju Internetu Rzeczy

Polskie przemiany gospodarcze wpisują się w tendencje ogólnoświatowe dlatego przewidujemy, że wzrost liczby urządzeń, inwestycji oraz wydatków na IoT będzie kontynuowany, podobnie jak ma to miejsce w innych krajach. Dotyczy to w szczególności rozwiązań Smart City. Rosnące zainteresowanie Internetem Rzeczy spowodowane jest coraz wyższym zaufaniem do tej technologii, a jednocześnie jeszcze częściej dostrzegane są wymierne korzyści ekonomiczne miast, które już takie rozwiązania wdrożyły. Coraz więcej firm zacznie wykorzystywać rozwiązania IIoT w celu optymalizacji wydajności procesów przemysłowych. Działania te w perspektywie najbliższych lat staną się koniecznością pozwalającą uzyskać przewagę konkurencyjną. Sądzimy, że IoT odnotuje najszybszy wzrost w  sektorze konsumenckim.

Wyróżnić możemy trzy główne bariery, które obserwujemy we wdrażaniu rozwiązań z obszaru IoT. Pierwsza, niezwykle ważna, nie tylko w Polsce ale i na świecie, to szeroko rozumiane bezpieczeństwo i ochrona prywatności. Brakuje standardów dotyczących bezpieczeństwa danych, co ma szczególne znaczenie dla infrastruktury newralgicznej. Konieczna jest certyfikacja rozwiązań IoT i za takim rozwiązaniem systemowym jako Klaster staramy się lobbować. Jak ważne są to kwestie widzimy w świetle ostatnich wydarzeń w Polsce i tzw. „afery szpiegowskiej”, czy chociażby dużego wzrostu wykorzystania urządzeń IoT do ataków DDoS. Druga przeszkoda w rozwoju IoT to szeroko rozumiana bariera społeczno-legislacyjna. Konsumenci często postrzegają nowoczesne technologie jako zagrożenie. Istotna jest ciągła edukacja oraz wprowadzenie przejrzystych regulacji prawnych o zasięgu międzynarodowym (europejskim) i ogólnoświatowym w kwestiach związanych z wykorzystaniem pasma radiowego, normami dla promieniowania elektromagnetycznego i ochrony środowiska.  Patrzymy na te przepisy globalnie, tak jak globalna jest sieć. Ostatnia, trzecia, to bariera technologiczna. Coraz więcej rozwiązań IoT wymaga, bądź będzie wymagać wyższej przepustowości sieci, mniejszych opóźnień w przesyłaniu danych i coraz większej szybkości przepływu. Z pomocą przychodzi nam sieć 5G, która wpłynie na szerszy rozwój i wykorzystanie technologii z obszarów automotive, robotyki, wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości, sztucznej inteligencji czy uczenia maszynowego. Z chwilą, gdy przezwyciężymy te wszystkie bariery dopiero wówczas będziemy mogli mówić o pełnym rozkwicie Internetu Rzeczy.

Polski Klaster Badań i Rozwoju Internetu Rzeczy zajmuje się szeroko rozumianym IoT na terenie całego kraju. Świadczymy usługi eksperckie, doradcze i edukacyjne. Jesteśmy jedną z nielicznych jednostek definiowanych jako tzw. Digital Hub, który posiada program akceleracji dla branży IoT automotive. Współpracujemy z wieloma podmiotami zajmującymi się IoT, dzięki czemu możemy zwiększyć innowacyjność i konkurencyjność Polski w tym kluczowym obszarze.

W ekonomii przemysłu szczególne znacznie odgrywa wczesne wykrywanie awarii, czyli konserwacja predykcyjna. Niezależnie od tego, która kategoria sprzętu zawodzi i powoduje przerwy w pracy, ze statystyk wynika, że koszty przestojów wynoszą średnio od 30 000 USD w zakładach przetwórstwa żywności do 87 000 USD w przemyśle petrochemicznym i nawet 200 000 USD w fabryce motoryzacyjnej. Przemysłowy Internet Rzeczy pozwoli zakładom osiągnąć wymierne korzyści czyli m.in. oszczędności, poprawę jakości produkcji i przewagę konkurencyjną. Narzędziem pozwalającym wykorzystać potencjał IoT jest Siemens MindSphere, który pomoże m.in. oszczędzać energię elektryczną, tworzyć raporty o stanie produkcji, wspomagać tworzenie harmonogramów czy zapewnić predykcyjną konserwację maszyn. Część tych funkcjonalności jest lub będzie dostępna w postaci wstępnie przygotowanych aplikacji w systemie MindSphere, które wystarczy dostosować do specyfiki firmy i wdrożyć. Nie ogranicza to jednak możliwości opracowywania zupełnie nowych, autorskich rozwiązań dostosowanych do specyficznych potrzeb zakładu produkcyjnego. Wszystko zależy wyłącznie od pomysłowości i inwencji twórczej inżynierów.

Pobierz whitepaper ”Od chmury do Internetu Rzeczy – droga do cyfrowego przemysłu”