Текст книги "Интернет вещей. Новая технологическая революция"

Многие из нас считают IoT следующим этапом развития интернета, который использует основанное на интернет-протоколе (IP) распределенное облако для связи всего со всем. Старший вице-президент по системам управления предприятием и член IDC, занимающийся исследованием интернета вещей, Вернон Тернер сказал: «Считайте IoT сетью однозначно определяемых вещей, которые коммуницируют друг с другом без человеческого вмешательства на основе IP-связности». Довольно просто, правда? Кое-кто, включая меня, расширяет это определение, говоря о концепции, которую с подачи Cisco называют «интернетом всего» (IoE), или даже о цифровизации умных активов. IoE объединяет людей, процессы, информацию и все, что способствует повышению значимости сетевых связей посредством превращения информации в действия. Чтобы избежать излишних сложностей, в этой книге и IoE, и IoT называются IoT, то есть эти термины считаются синонимами.

Вот простой способ понять, что происходит: на первом этапе интернет связал людей с сетями, данными, процессами и друг другом. Сейчас, внедряя IoT, мы связываем все со всем. Иначе говоря, все, что может подвергнуться цифровизации, может стать и частью IoT. Влияние IoT на бизнес объясняет его революционный характер: взаимодействие всего со всем, по сути, преображает и создает новые производственные связи (рис. 1.3).

Рисунок 1.3. Два первых этапа интернета

Прежде всего, как замечает Тернер, IoT разрывает традиционные производственные связи. Это заставляет компании переосмысливать и переоснащать всю свою деятельность, включая дизайн продуктов, производство, маркетинг и послепродажное обслуживание, используя аналитику, совмещенную с безопасностью. Именно это и произошло в Harley-Davidson. Затем «умные» сетевые продукты расширяют традиционные каналы B2B и фактически уничтожают границы отрасли.

ИЗМЕНЕНИЯ СТАЛИ НОВЫМ СТАТУС-КВО.

Десять лет назад визионеры говорили о массовой кастомизации – способности кастомизировать продукты массового производства для нужд каждого конкретного покупателя. Кое-кто даже пробовал внедрить этот подход, но его эффективная реализация оказалась чересчур трудоемкой. В процессе возникали слишком долгие задержки, из-за которых расходы росли, а результаты запаздывали. Однако IoT делает стратегии вроде массовой кастомизации гораздо более практичными и экономически эффективными. Задержки не представляют проблемы. Все элементы производственной цепочки могут делиться информацией в реальном времени. Покупатели могут выбирать необходимые им компоненты. Поставщики и логисты могут видеть, какие компоненты заказаны, и быстро переоснащать системы, изменяя свои планы – при необходимости даже на ходу. Поток информации позволяет различным игрокам проверять, находятся ли необходимые компоненты на конвейере, когда идет сборка заказа конкретного покупателя, будь то автомобиль или костюм-тройка. Покупатели заказывают автомобиль, костюм или еще что-либо, выбирают желаемые компоненты и на выходе получают произведенный на заказ продукт. Daihatsu Motor Company уже использует 3D-принтеры, чтобы покупатели ее автомобилей могли сочетать 10 цветов и 15 основных узоров для создания собственных «скинов», которые применяются во внешнем оформлении автомобиля. Каждый продукт выходит с конвейера кастомизированным для конкретного покупателя. И в этом нет ничего особенного. IoT позволяет начать массовую кастомизацию.

Теперь представьте, какие возможности открываются при установлении связи всего со всем: конвейеров – с частями и компонентами; конвейеров – с поставщиками; продуктов – с поставщиками услуг; логистов – с транспортными компаниями, – причем в реальном времени. Дизайнеры получают возможность разрабатывать продукты, действительно необходимые людям; отделы продаж получают возможность продавать эти продукты именно в том виде, который нужен покупателям; а команды обслуживания и поддержки заранее определяют, где кроются потенциальные проблемы, и решают их еще до поломки. Все это ведет к сокращению расходов и повышению уровня удовлетворенности покупателей.

Или представьте, что продукты, которые вы производите, могут связываться с вами и давать сигнал, когда изнашивается какой-либо элемент или когда конфигурация начинает работать некорректно. Вы получаете возможность эффективно сокращать незапланированное время простоя. Какие возможности открываются для менеджеров по продукту, которые узнают, что покупатели используют продукцию компании новым способом, даже не предусмотренным командой маркетинга? Возможности безграничны. Конечно, сегодня эти ценностные преимущества еще не повсеместны, но существует множество готовых к внедрению решений, которые гарантированно дадут вам быструю отдачу.

В то же время здесь нет никакого волшебства. Все верно: никакого волшебства, совсем никакого. Мы говорим о том же взаимосвязанном в цифровом отношении мире, который знаем сейчас, просто еще более продвинутом. По сути, мы используем знакомое нам облако и умную инфраструктуру, внутри которой каждое устройство цифровизовано и доступно в общей IP-сети. Да, есть кое-какие инновации: туманные вычисления, которые представляют собой особый тип облачных вычислений в пределах сети для обработки данных в реальном времени; технология блокчейнов, представляющих собой защищенные распределенные протоколы; и технология машинного обучения, которая стоит за прогнозной аналитикой в реальном времени. Однако ни одна из них не прибегает к волшебству. Это концепции, которые в настоящее время активно внедряются в промышленности (мы более подробно опишем их в главе 10). В них нет никакой экзотики и никакого волшебства.

Многие впервые услышали об IoT из бизнес-медиа или на бизнес-конференции. Но идея IoT не нова, в разных формах она существует уже много лет. Банки используют большие, распределенные сети банковских автоматов (банкоматов). Ритейлеры управляют крупными сетями POS-терминалов, а также активно используют метки радиочастотной идентификации (RFID), чтобы отслеживать движение миллионов учетных единиц. Производители подключают тысячи устройств для мониторинга и управления производством в сетях межмашинного взаимодействия (M2M). Коммунальные службы используют сетевые датчики и счетчики для множества задач, от выставления счетов до устранения неполадок. Каждая сеть достигает размеров десятков тысяч подключенных устройств.

Никто не называл эти первые сети интернетом вещей, к тому же они существенно от него отличались. Как правило, они имели дело только с одним типом подключенных устройств или одним приложением, их функции были крайне ограничены и четко определены, а также зачастую использовали закрытые протоколы вместо IP-протоколов и облачных технологий, которые господствуют в сетях и вычислениях сегодня. И все же их можно назвать ранними крупномасштабными попытками связать устройства с некоторым уровнем встроенного интеллекта и способности к взаимодействию с целью исполнения важнейших бизнес-функций. Они были предвестниками сегодняшнего IoT. Как и следовало ожидать, успешны были не все первые попытки внедрения IoT. От совместного предприятия GE и Cisco Industrial Ethernet до местных платформ цифровой рекламы, от активного внедрения RFID в торговлю до амбициозных планов умных городов, многие концепции начала 2000-х по той или иной причине опережали свое время. Однако по мере развития идеи IoT в последующее десятилетие разрабатывались все более надежные технологии, решения и бизнес-модели, которые начинали пользоваться все большей популярностью.

Насколько я помню, термин «интернет вещей» был предложен в конце 1990-х годов для описания растущих сетей RFID. Честно говоря, шесть лет назад, когда компания Cisco обдумывала, как лучше всего описать тенденцию к установлению связей между устройствами, машинами и вещами в IP-сетях и их подключению к интернету, было решено не придумывать новый термин. В Cisco просто предпочли перенять изначальную идею интернета вещей и применить ее к феномену, который мы наблюдали. В результате мы приспособили вчерашний IoT к определению IoT сегодняшнего, который представляет собой следующий этап развития интернета.

Первое поколение приверженцев интернета также не использовало термин «интернет вещей» для описания того типа бизнес-трансформации, который имеет место сейчас. Как я уже сказал, около шести лет назад возможности сетевого соединения стали резко возрастать. Первый этап развития интернета дошел до своего пика, подгоняемый расцветом облачных вычислений и распространением смартфонов и планшетов, которые позволяли нам устанавливать взаимосвязь друг с другом, с информацией, с процессами и используемыми сервисами. Однако эти устройства уже указывали путь ко второму этапу развития интернета – зарождающемуся сегодня интернету вещей.

Сегодня мы пользуемся надежной, основанной на стандартах глобальной сетевой инфраструктурой и мириадами сетевых устройств от всевозможных датчиков, счетчиков и приводов до автомобилей, автобусов, роботов и буров. Сканеры МРТ, офисные здания, целые города, даже мусорные баки – все они могут не только взаимодействовать друг с другом, но и генерировать, а часто и обрабатывать данные и работать с невероятным количеством приложений. Чтобы описать этот феномен, его размах и перспективы, люди стали пользоваться терминологией IoT. Сегодня IoT становится вездесущим.

Преобразовательная сила IoT очевидна на примере автомобильной промышленности. Вы в последнее время покупали машину? Машины становятся смартфонами на колесах. Они в течение долгого времени собирают данные отдельных подсистем и используют установленные в различных местах процессоры, чтобы осуществлять мониторинг и управлять всевозможными функциями. Производители автомобилей устанавливают основанные на стандартах высокоскоростные детерминированные сети, чтобы соединять все эти системы, производимые ими данные и вычислительную мощность, фактически формируя мобильный центр обработки данных. Они также подсоединяют эти мобильные центры обработки данных к интернету. Вскоре все автомобили будут умными и подсоединенными к сети.

Помните, раньше мы выбирали автомобили на основании их внешнего вида или ключевых характеристик вроде количества лошадиных сил и расхода топлива на сто километров? Если вы в последнее время не меняли автомобиль, мне жаль вас расстраивать, но ваша сегодняшняя машина уже стала динозавром, обреченным на вымирание. Если в машине нет даже Bluetooth-интерфейса, ее стоимость существенно снижается. Для большинства покупателей критерии покупки автомобиля кардинальным образом изменились. Сегодня при выборе машины смотрят на электронику и совместимость устройств. То же самое происходит и в других отраслях. И это связано с распространением IoT.

Как я уже сказал, сегодня, покупая машину, мы на самом деле покупаем смартфон на колесах (рис. 1.4) и мобильный центр обработки данных. Конечно, внешний вид и стиль по-прежнему довольно важны, но скорость и расход топлива для большинства из нас уже стоят на втором плане. Нам гораздо важнее, как происходит процесс взаимодействия с машиной и как автоматизируются задачи. Нам также важно, как машина взаимодействует с нами, говоря нам, когда сменить масло, не на основании пробега, а на основании состояния самого масла. Машина должна предупреждать нас и производителя о неполадках в двигателе, прежде чем какой-то из элементов перестанет работать. В следующие несколько лет и вовсе следует ожидать, что электромобиль будет забирать нас в любом удобном месте и везти туда, куда нам нужно. Все остальное останется в прошлом.

Рисунок 1.4. Смартфон на колесах

Старший вице-президент и генеральный управляющий компании NXP Semiconductors Асит Гоэль, ответственный за внедрение технологий IoT, отлично описал этот новый мир: «В умной, подключенной к сети машине технологии в конце концов должны заменить или существенным образом дополнить чувства водителя-человека. Для этого нужна целая армия датчиков, радаров, лазерных сканеров, камер, компьютерных процессоров, беспроводных и сотовых устройств связи, которая способна обеспечивать 360-градусный обзор окружающей обстановки и принимать важнейшие решения. Машина уже не просто вещь, а целая система вещей, которая с огромной скоростью передает генерируемые взаимосвязанными устройствами данные на мое портативное устройство, в профессиональную среду и далее».

Готова ли автомобильная промышленность к такой фундаментальной трансформации? Джеймс Бучковски из Ford Motor Company, главный инженер и директор отдела исследования электронных систем и сложных инженерных работ, стал идейным вдохновителем автомобильной электроники, включая разработку сетевых и беспилотных автомобилей. Он заверил меня, что отрасль должным образом работает с интеллектуальной мобильностью, что предусматривает сбор пользовательского опыта, создание программного обеспечения, совершенствование кибербезопасности, анализ данных и разработку новых бизнес-моделей мобильности.

Обсуждение умных автомобилей привело вас в замешательство? Напрасно. Это только последний пример революции, которая охватила весь мир – и все отраслевые сегменты. На этом новом этапе трансформируется все: от маленькой пиццерии в Германии до транснациональной корпорации из списка Fortune 500 в США, от кафе-мороженого в Индии до новейших городов Китая и Кореи, от водяных насосов в Африке до ветряных электростанций в Европе. Коммерческие предприятия, правительства и неправительственные организации пытаются понять, как адаптироваться и добиться процветания в этом новом мире. Такова притягательность – и выгода – IoT.

Можно ли считать внедрение IoT необязательным? Можно ли отказаться от него? На некоторое время да, но это сопряжено с серьезным риском. Подумайте о лошадях и повозках в начале XX века. Торговля повозками и экипажами продолжалась еще пару десятков лет. Сегодня вся отрасль существует лишь для редких коллекционеров да особых случаев.

Интернет вещей запускает экономическое цунами, которое накроет все на своем пути. Тим Дженнингс, директор по научным исследованиям компании Ovum, которая занимается аналитикой и консалтингом и публикует список контрактов в сфере межмашинного взаимодействия и IoT, сказал мне, что IoT внедряется во многие отрасли. В настоящее время лидируют сферы производства, бизнес-услуг, энергетики и коммунального хозяйства, которые внедряют больше всего технологий IoT, а вслед за ними идут сектор перевозок, розничных и оптовых продаж, государственный сектор и отрасль здравоохранения. «По мере ускорения проникающей все глубже цифровой трансформации в различных отраслях промышленности интернет вещей становится главным механизмом цифровых операций. Исследования Ovum показывают, что его внедрение происходит в широком спектре взаимосвязанных бизнес-процессов, – заметил Дженнингс. – Первая волна внедрений, как правило, имела дело с отраслевыми механизмами использования технологий, но теперь мы наблюдаем появление межотраслевых приложений, построенных на базе IoT. В свете повышения бизнес-осведомленности мы ожидаем, что предприятия будут прибегать к более систематизированным подходам цифровизации своих процессов и операций и искать новые возможности для извлечения выгоды из интернета вещей».

Мы уже рассмотрели значение внедрения IoT на заводах на примере Harley-Davidson. В этой книге будут проанализированы и другие отрасли с особым акцентом на сегменте B2B, поскольку инновации именно в этой сфере сегодня подпитывают переход к интернету вещей.

Следует сказать, что в июле 2015 года Джеймс Маныйка и Майкл Чуй из McKinsey Global Institute опубликовали исследование, в котором оценили мировой рынок IoT в потенциальные 11,1 триллиона долларов к 2025 году при неизменных ценах[3]3
  Manyika, James, and Michael Chui. “By 2025, Internet of things applications could have $11 trillion impact”. McKinsey Global Institute, repurposed in Fortune, July 22, 2015. http://fortune.com/2015/07/22/mckinsey-internet-of-things/


[Закрыть].

Ударит ли это экономическое цунами по вашей отрасли? Несомненно. Рано или поздно оно ударит по всем отраслям и всем сегментам рынка. На рисунке 1.5 показаны первые девять отраслевых сегментов, которые ощутят на себе его влияние по мнению McKinsey.

Рисунок 1.5. Прогнозы McKinsey о затронутых сегментах отрасли

Само собой, Ovum и McKinsey не единственные наблюдают за развитием IoT и оценивают его перспективы. В мае 2016 года Вернон Тернер из IDC предсказал, что расходы на интернет вещей на мировом рынке вырастут с 692,6 миллиарда долларов в 2015 году до 1,46 триллиона долларов в 2020 году, причем совокупный среднегодовой темп роста составит 16,1 процента[4]4
  Vernon Turner, Carrie MacGillivray, Marcus Torchia, Madeleine Cinco, Milan Kalal, Monika Kumar, Roberto Membrila, Andrea Siviero, Yuta Torisu, Nigel Wallis. Worldwide Internet of Things Forecast Update, 2016–2020, #US40755516/IDC, May 31, 2016. https://www.idc.com/getdoc.jsp?containerId=US40755516


[Закрыть]. Более того, Тернер сказал мне: «Мы ожидаем, что число единиц установленного оборудования IoT возрастет с 12,1 миллиона в 2015 году до более чем 30 миллионов в 2020-м»[5]5
  Там же.


[Закрыть]. В июле 2014 года был опубликован отчет «Цикл зрелости новейших технологий – 2014», составленный Хью ЛеХонгом, Джеки Фенн и Рэндом Либ-ду Туа. В нем исследовательская и консалтинговая компания Gartner поставила IoT на вершину «кривой модной популярности технологий»[6]6
  LeHong, Hung, Jackie Fenn, and Rand Leeb-du Toit. “Hype Cycle for Emerging Technologies, 2014”. Gartner, July 28, 2014. https://www.gartner.com/doc/2809728/hype-cycle-emerging-technologies


[Закрыть] – так в Gartner называют шумиху, сопровождающую технологические прорывы. Забегая вперед, мы можем лишь надеяться, что шумиха уляжется, когда организации начнут разрабатывать самостоятельные инициативы в сфере IoT.

Как уже упоминалось, идея IoT не нова и уже более десяти лет существует в различных формах (вспомните о RFID, где информация о каждой проданной учетной единице передается по цепочке поставок). Почему же она наконец привлекла такое внимание? Я вижу три основных фактора:

• Различные бизнес-направления в лице их руководителей становятся главными покупателями технологий. Руководители бизнес-направлений заботятся о бизнес-показателях и ищут новые бизнес-решения, особенно те, что сокращают издержки, повышают продуктивность и – главное – доходность. Они ищут способы повысить общую эффективность оборудования и долговечность ресурсов и сократить время производства. Кроме того, они все больше внимания уделяют показателям устойчивого развития. Руководители бизнес-направлений относились к числу первых получателей выгоды на первом этапе развития интернета, который фокусировался на ИТ, поставщиках услуг и покупателях. Однако сегодня руководители бизнес-направлений начинают использовать технологии для получения бизнес-результатов. В результате, в отличие от первого этапа развития интернета, IoT обещает быть не переходом на основе технологий, а переходом на основе бизнеса, где технологии представляют собой инструмент достижения конкретных бизнес-целей. Да, руководители бизнес-направлений составляют и расходуют бюджеты, но они стремятся повысить как доходы от реализации продукции, так и чистые доходы. К примеру, некоторые производственные процессы сообщают о 160 %-ной окупаемости инвестиций, 20 %-ном сокращении затрат и 75 %-ном сокращении времени простоя в результате внедрения IoT. Руководителей бизнес-направлений такие результаты весьма привлекают, и в итоге они с готовностью открывают кошельки, чтобы профинансировать эти работы.

• Объединение информационных и операционных технологий повышает уровень взаимодействия и эффективности. Помните, недавно миллионы людей читали книгу Джона Грэя «Мужчины с Марса, женщины с Венеры»? В этом бестселлере говорилось, что представители разных полов так часто не понимают друг друга, словно мужчины и женщины происходят из разных, чуждых друг другу миров. Но кажется, что с разных планет происходят не только мужчины и женщины. Сегодня любая организация, начинающая внедрение IoT, наталкивается на проблему фундаментальной несогласованности ИТ и ОТ. Во многих случаях они «чужие» друг другу – используют разный арсенал технологий, разные сетевые архитектуры, разные протоколы, стандарты, модели управления и организации. Решение этой проблемы лежит в объединении ИТ и ОТ, которое началось лишь недавно. Возможно, для их объединения потребуется долгий кризис и крайне медленное восстановление. Возможно также, что появление IoT настолько увеличит количество сетевых связей между людьми, процессами, данными и всевозможными вещами, что ИТ и ОТ просто вынуждены будут объединиться. Однако главной движущей силой процесса (как будет показано в прекрасных примерах на страницах этой книги) остается необходимость беспроблемной передачи информации между заводами, инфраструктурой предприятия и облаком.

Эта необходимость подталкивает объединение ИТ и ОТ на технологическом, архитектурном и организационном уровне. Само собой, такое объединение ведет к столкновению культур. У обеих сторон есть целый список жалоб друг к другу. И у каждой есть вполне обоснованные опасения, которые необходимо устранить как можно быстрее. (Как уже упоминалось, для решения этой проблемы в Harley-Davidson собрали представителей обеих команд в одной комнате и не позволили им разойтись, пока они не обсудили все вопросы.) Несмотря на потенциальное столкновение культур, в течение последнего десятилетия сферы ОТ и отраслевые производства внедряли все больше информационных технологий, включая протоколы Ethernet и IP и даже облачные сервисы. В опубликованном в 2014 году исследовании компании Cisco «Извлекая выгоду из IoT: как перейти от строительства сетей к использованию знаний» Энди Норона, Роберт Мориарти, Кэти О’Коннел и Никола Вилла показали, что сегодня лидеры ИТ и ОТ понимают необходимость разделения ответственности за решения IoT, хотя им по-прежнему приходится обговаривать, кто именно ответственен за принятие решений на каждой стадии процесса внедрения[7]7
  Noronha, Andy, Robert Moriarty, Kathy O’Connell, and Nicola Villa. “Attaining IoT Value: How to Move from Connecting Things to Capturing Insights”. Cisco Systems, 2014. http://www.cisco.com/c/dam/en_us/solutions/trends/iot/docs/iot-data-analytics-whitepaper.PDF


[Закрыть]. Помогает и то, что организации, использующие все больше ИТ, отвечают перед руководителями бизнес-направлений, тем самым еще лучше согласуя технологическую и коммерческую программы предприятия.

• Закрытые/специализированные технологии уступают место открытым стандартам. В последние два десятилетия XX века отрасль производства прошла через так называемые войны стандартов, когда несколько лагерей производителей боролись за признание своих закрытых технологий стандартами коммуникации или безопасности конкретной отрасли. В итоге в продукты был внедрен ряд полустандартных технологий (включая закрытые расширения для открытых стандартов), который привязал покупателей к определенной группе производителей. Таким образом, несмотря на изначально добрые намерения, отрасль лишь сильнее отклонилась от общих стандартов. Добавьте это к огромному количеству существующих одноцелевых специальных или закрытых устаревших протоколов и получите закономерный результат – полный хаос, высокие издержки, малую долю инноваций и раздробленный рынок. Однако с тех пор все больше производителей стало перенимать стандартные, немодифицированные технологии Ethernet и IP и включать их в свою продукцию. Сегодня большинство конечных устройств снабжено интерфейсом Ethernet и наблюдается тенденция к унификации действительно открытых стандартов. Мы наблюдаем начало того же перехода и на других рынках, от транспортировок до здравоохранения и розничной торговли. Покупатели все чаще требуют открытых стандартов и операционной совместимости. Кроме того, ИТ и ОТ объединяют усилия, чтобы усовершенствовать существующие горизонтальные стандарты в соответствии с нуждами ОТ, и переходят на открытые стандарты в организациях и консорциумах с вертикальной стандартизацией. Согласно уже цитировавшемуся отчету Cisco, к 2020 году в мире будет не менее 50 миллиардов сетевых устройств[8]8
  Там же.


[Закрыть]. Даже если вместо 50 миллиардов их будет 30 или 7, эти цифры все равно поражают. Еще недавно в типичном производственном цеху было всего несколько сетевых устройств на каждого инженера; сегодня на каждого работника приходятся уже десятки устройств, а вскоре их будут и сотни. Объединение всех этих устройств в единую сеть на базе открытых стандартов не только представляет собой экономически эффективный и масштабируемый способ связать их друг с другом, но и служит ключом к открытию доходного потенциала IoT.

В этой книге будут обсуждаться все три этих фактора, а также новые конкурентные предложения, включая сетевое производство, удаленное производство, прогнозную аналитику и профилактические работы. Поскольку IoT только зарождается, отдельные сегменты отрасли лишь в последние несколько лет приступили к решению сопутствующих проблем.