Прикладные приложения интернета вещей (ИВ)

Прикладные приложения интернета вещей (ИВ, англ. Internet of Things Applications, IoT) предназначены для непосредственного применения интернета вещей в рабочих областях бизнеса, управления умными производственными активами и использования данных от датчиков. В общем прикладные ИВ-приложения обеспечивают большую видимость, понимание и эффективность, применяя на пользу предприятия данные от датчиков и управляя подключенными устройствами.

Прикладное применение интернета вещей (ИВ) как деятельность представляет собой использование связанных с ИВ технологий и решений для оптимизации бизнес-процессов, повышения эффективности управления производственными активами и получения аналитических данных на основе информации, поступающей от датчиков и других подключённых устройств. Эта деятельность включает разработку и внедрение специализированных программных продуктов, которые позволяют интегрировать физические объекты в информационные системы предприятия, обеспечивая их взаимодействие и обмен данными в реальном времени, что способствует более глубокому пониманию процессов и принятию обоснованных управленческих решений.

Ключевые аспекты данного процесса:

• управление умными производственными активами,
• мониторинг состояния оборудования и предотвращение его поломок,
• оптимизация логистических и складских процессов,
• сбор и анализ данных с датчиков для выявления тенденций и аномалий,
• автоматизация контроля качества продукции,
• повышение энергоэффективности и сокращение ресурсных затрат,
• обеспечение безопасности производственных и коммерческих объектов.

Таким образом, прикладное применение ИВ трансформирует традиционные подходы к управлению предприятием, делая процессы более прозрачными и управляемыми. Важную роль в этом процессе играют цифровые (программные) решения, которые обеспечивают интеграцию, обработку и анализ данных, поступающих от устройств ИВ, и позволяют реализовать потенциал технологии для достижения конкретных бизнес-целей.

Прикладные приложения интернета вещей предназначены для непосредственного использования технологий интернета вещей в различных сферах бизнеса и управления. Они позволяют эффективно интегрировать данные, получаемые от датчиков и других устройств, в бизнес-процессы предприятия, обеспечивая тем самым более глубокое понимание состояния производственных активов, инфраструктуры и других объектов, а также повышая прозрачность и управляемость процессов.

Функциональное предназначение таких систем заключается в автоматизации сбора и анализа данных, управлении подключёнными устройствами и оптимизации рабочих процессов на основе полученной информации. Прикладные приложения интернета вещей способствуют повышению эффективности работы предприятия, минимизации простоев, прогнозированию потребностей в техническом обслуживании и ресурсам, а также обеспечивают возможность реализации концепции «умного производства» и других современных подходов к управлению активами и процессами.

Прикладные приложения интернета вещей в основном используют следующие группы пользователей:

• производственные предприятия для мониторинга и управления оборудованием, оптимизации производственных процессов и повышения их эффективности;
• логистические компании для отслеживания перемещения грузов, управления складскими запасами и оптимизации цепочек поставок;
• сельскохозяйственные предприятия для контроля состояния почвы, погоды, здоровья животных и растений, оптимизации использования ресурсов;
• компании в сфере ЖКХ для управления инфраструктурой, контроля потребления ресурсов, мониторинга состояния зданий и инженерных систем;
• медицинские учреждения для мониторинга состояния пациентов, управления медицинским оборудованием и оптимизации рабочих процессов;
• розничные и оптовые торговые сети для управления запасами, оптимизации размещения товаров и анализа покупательского поведения;
• организации в сфере умного города для управления транспортными потоками, освещением, утилизацией отходов и другими городскими сервисами.

Агентское приложение устройства (Edge)

Функции Агентских приложений для устройств (англ. Edge Applications) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют устанавливать на устройства управляющие прикладные приложения (при операционной совместимости с устройством). Такие функции предоставляют возможность быстрой настройки и интеграции между сторонним устройством и IoT-платформой.

Администрирование

Возможность администрирования позволяет осуществлять настройку и управление функциональностью системы, а также управление учётными записями и правами доступа к системе.

Анализ данных датчиков

Функции Анализа данных датчиков позволяют при помощи имеющихся в платформе типовых модулей, алгоритмов и обработчиков производить аналитические операции над данными датчиков, в том числе статистический и математический анализ прикладных данных. Такие функции предоставляют возможность получения выводов из данных сенсоров и датчиков непосредственно в Платформе интернета вещей (IoT).

Визуализация данных датчиков

Функции Визуализации данных датчиков в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют представлять полученные от IoT-устройств данные в графическом виде, удобном для контроля и анализа. Такие функции предоставляют возможность обращаться к графикам и диаграммам в составе отчётов или информационных панелей (дашбордов, виджетов).

Встроенная среда разработки (IDE)

Функции Встроенной среды разработки (IDE) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют использовать IoT-платформу для быстрой разработки прикладных приложений, программных продуктов, систем и сервисов интернета вещей на базе готовых компонентов платформы, а также с возможностью применения методов малокодовой (Low-Code) или бескодовой (No-Code) разработки.

Геопозиционирование

Функции Геопозиционирования в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют отслеживать местоположение умного устройства при помощи спутниковой системы позиционирования или методов ангуляции в сетях подвижной (мобильной) связи. Такие функции предоставляют возможность иметь в системе актуальные данные о географических координатах ИВ-устройства.

Диспетчеризация парка активов

Функции Диспетчеризации парка активов в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют массово управлять на прикладном уровне умными устройствами и умными активами (например, вендинговыми аппаратами, электросамокатами, оборудованием умного дома, оборудованием производственной площадки и прочими). Такие функции предоставляют возможность учёта, контроля и сопровождения парка устройств или целого цифровизированного промышленного объекта.

Импорт/экспорт данных

Возможность импорта и/или экспорта данных в продукте позволяет загрузить данные из наиболее популярных файловых форматов или выгрузить рабочие данные в файл для дальнейшего использования в другом ПО.

Искусственный интеллект (AI)

Функции Искусственного интеллекта (AI) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют применять алгоритмы машинного обучения, искусственных нейронных сетей и других методов ИИ над данными с умных устройств и датчиков. Такие функции предоставляют возможность получить пользу от технологий ИИ в приложениях Интернета вещей.

Межмашинное взаимодействие (M2M)

Функции Межмашинного взаимодействия (M2M, MTC) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют обеспечить автоматическое взаимодействие (без участия человека) между прикладными устройствами по стандартизированным прикладным протоколам машинной коммуникации. Таким образом обеспечиваются совместимость устройств и возможности сценарного обмена данными между умными устройствами.

Многопользовательский доступ

Возможность многопользовательской доступа в программную систему обеспечивает одновременную работу нескольких пользователей на одной базе данных под собственными учётными записями. Пользователи в этом случае могут иметь отличающиеся права доступа к данным и функциям программного обеспечения.

Наличие API

Часто при использовании современного делового программного обеспечения возникает потребность автоматической передачи данных из одного ПО в другое. Например, может быть полезно автоматически передавать данные из Системы управления взаимоотношениями с клиентами (CRM) в Систему бухгалтерского учёта (БУ). Для обеспечения такого и подобных сопряжений программные системы оснащаются специальными Прикладными программными интерфейсами (англ. API, Application Programming Interface). С помощью таких API любые компетентные программисты смогут связать два программных продукта между собой для автоматического обмена информацией.

Отчётность и аналитика

Наличие у продукта функций подготовки отчётности и/или аналитики позволяют получать систематизированные и визуализированные данные из системы для последующего анализа и принятия решений на основе данных.

Прикладное управление активами

Функции Прикладного управления активами в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют контролировать прикладные показатели состояния умного устройства и управлять его прикладными возможностями. Например, для умных транспортных средств такие функции будут предоставлять возможность состояния частей транспортного средства, данные о пробеге и местоположении и т.п.

Программный интерфейс приложения (API)

Функции Программного интерфейса приложения (API) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют использовать программные интерфейсы для быстрого построения новых приложений интернета вещей. Такие функции предоставляют возможность использовать ИВ-платформу для быстрой интеграции с окружающими информационными системами.

Телеметрия и телеуправление

Функции Телеметрии и телеуправления в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют получать данные непосредственно с умных устройств, датчиков и сенсоров, преобразовывать эти данные из цифрового (бинарного) вида к нужному формату прикладных данных и сохранять на сервере, а также отправлять управляющие сигналы умным устройствам, приводам и актуаторам. Такие функции предоставляют возможность работать с умным оборудованием на прикладном уровне по стандартным прикладным протоколам, или по настраиваемым протоколам.

Управление мобильным устройством

Функции Управления мобильным устройством в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют выполнять аппаратное управление ресурсами мобильного устройства по стандартам управления мобильными устройствам (англ. Mobile Device Management).

Управление подключениями

Функции Управления подключениями в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют вести учёт, контролировать параметры и анализировать статистические параметры сетевых подключений умных устройств для одного или нескольких видов связи. Такие функции предоставляют возможность сохранять контроль над объёмом используемого трафика, частотой сеансов связи и прочими параметрами сетевых подключений ИВ-устройств.

Управление устройством

Функции Управления устройством в Платформах интернета вещей (IoT) позволяют контролировать техническое состояние устройства, производить управление конфигурацией и состоянием устройства и его составных частей (включая блоки ввода/вывода, прикладные периферийные устройства, вычислительные компоненты, включая блоки памяти, процессорные модули, сетевые модули и прочие). Такие функции предоставляют возможность осуществлять полноценное техническое управление умным IoT-устройством.

LoRa связь

Поддержка LoRa (англ. Long Range) связи в Платформах интернета вещей (IoT) позволяет применять данную технологию передачи данных в нелицензируемом диапазоне частот. Стандарт передачи LoRa часто используется для передачи данных в автономных датчиках наблюдения и для решения задач жилищно-коммунального хозяйства.

LPWAN связь

Поддержка LPWAN (англ. Low-power Wide-area Network) связи в Платформах интернета вещей позволяет строить прикладные IoT-приложения с применением беспроводных сетей передачи данных на дальние расстояния. Группа стандартов связи LPWAN включает технологии, спеициально разработанные для распределённых сетей телеметрии, межмашинного взаимодействия и интернета вещей.

NB-Fi связь

Поддержка NB-Fi (англ. Narrow Band Fidelity) связи позволяет использовать данный открытый LPWAN-протокол беспроводной передачи данных малого объёма в рамках Платформы интернета вещей (IoT).

NB-IoT (5G) связь

Поддержка NB-IoT (англ. Narrow Band Internet of Things) связи в Платформах интернета вещей (IoT) позволяет применять стандарты GSM-связи 5 поколения (5G) при построении приложений интернета вещей.

ZigBee связь

Поддержка ZigBee связи в Платформах интернета вещей позволяет применять спецификацию сетевых протоколов верхнего уровня ZigBee для организации связи с умными устройствами в прикладных IoT-приложениях.

Архитектура блокчейн

Использование Архитектуры блокчейн в Платформах интернета вещей позволяет применять в IoT-приложениях цепочки блоков транзации и применять иные архитектурные принципы блокчейн для взаимодействия с умными устройствами. Таким образом возможно применять в приложениях интернета вещей прозрачные, но нераскрытые или псевдо-анонимные операции.

Обеспечение безопасности

Обеспечение безопасности в Платформах интернета вещей (IoT) предполагает использование специальных выделенных модулей защиты информации, соответствующих тем или иным стандартам информационной безопасности.

Проводная связь

Поддержка Проводной связи в Платформах интернета вещей (IoT) позволяет строить приложения для управления умными устройствами, соединяемыми с сервером посредством проводной (стационарной) связи.

Сотовая связь (GSM: 2G, 3G, 4G)

Поддержка Сотовой связи (GSM: 2G, 3G, 4G) в Платформах интернета вещей (IoT) позволяет применять стандартные подключения к сетям сотовой связи на базе стандартов GSM разных поколений. В случае применения такого вида связи, умное устройство взаимодействует с сервером посредством стандартных сетей сотовой связи.

Спутниковая связь

Поддержка Спутниковой связи в Платформах интернета вещей позволяет строить IoT-приложения, где устройства взаимодействуют с сервером посредством спутниковых сетей передачи данных. Спутниковые сети связи обладают наилучшими показателями покрытия сигналом связи, что позволяет строить ИВ-приложения для умных мобильных активов, выходящих далеко за границы покрытия антен связи малого и среднего радиуса действия.

При выборе программного продукта из функционального класса Прикладные приложения интернета вещей необходимо учитывать ряд ключевых факторов, которые определят пригодность продукта для решения конкретных бизнес-задач. Важно оценить масштаб деятельности предприятия: для крупных корпораций с разветвлённой структурой и множеством производственных площадок потребуются решения с высокой масштабируемостью и возможностью интеграции с существующими корпоративными информационными системами, тогда как для небольших предприятий акцент может быть сделан на простоту использования и невысокую стоимость внедрения. Также следует проанализировать отраслевые требования и стандарты: например, в фармацевтической промышленности важны строгие протоколы контроля качества и соответствия нормативным актам, в то время как в сельском хозяйстве приоритет может быть отдан возможностям мониторинга и анализа больших объёмов данных с датчиков, отслеживающих состояние почвы и погодных условий.

• совместимость с существующими ИТ-инфраструктурами и корпоративными системами (ERP, CRM и др.);
• поддержка необходимых протоколов связи и стандартов взаимодействия устройств в рамках ИВ;
• возможности аналитики и обработки данных, получаемых от датчиков и других устройств;
• наличие механизмов обеспечения безопасности данных и защиты от несанкционированного доступа;
• масштабируемость и возможность расширения функционала в соответствии с ростом бизнеса;
• поддержка облачных технологий и возможности удалённого доступа к данным и управлению устройствами;
• наличие средств для визуализации данных и создания отчётности, адаптированных под нужды конкретного бизнеса;
• соответствие отраслевым стандартам и нормативным требованиям (например, требованиям к защите персональных данных, промышленным стандартам безопасности и т. д.).

Не менее важно обратить внимание на техническую поддержку и качество обслуживания со стороны поставщика программного продукта, а также на наличие обучающих материалов и возможности для повышения квалификации персонала. Следует также оценить уровень кастомизации продукта: некоторые решения предлагают широкие возможности для настройки под специфические задачи бизнеса, в то время как другие имеют более жёстко заданный функционал и могут не подойти для реализации уникальных бизнес-процессов. Кроме того, необходимо учитывать сроки внедрения и окупаемость инвестиций в ИВ-решения, оценивая потенциальный рост эффективности бизнес-процессов и сокращение издержек за счёт использования данных от подключённых устройств.

Прикладные приложения интернета вещей (ИВ) предоставляют предприятиям инструменты для оптимизации рабочих процессов и повышения эффективности за счёт использования данных от подключённых устройств и датчиков. Преимущества таких решений заключаются в следующем:

• Повышение оперативности принятия решений. Благодаря мгновенной передаче данных от датчиков и устройств возможно оперативно анализировать ситуацию и принимать обоснованные управленческие решения, что снижает время реакции на изменения и потенциальные проблемы.

• Оптимизация производственных процессов. ИВ-приложения позволяют мониторить и управлять производственными активами в реальном времени, выявлять узкие места и оптимизировать рабочие процессы, что ведёт к сокращению простоев и повышению производительности.

• Снижение затрат на обслуживание и ремонт. Постоянный мониторинг состояния оборудования и прогнозирование поломок позволяют планировать техническое обслуживание, минимизировать непредвиденные расходы и снизить простои, связанные с аварийными ремонтами.

• Улучшение качества продукции и услуг. Сбор и анализ данных с датчиков помогают выявлять факторы, влияющие на качество, и оперативно вносить коррективы в процессы, что способствует повышению уровня удовлетворённости клиентов.

• Усиление контроля и безопасности. ИВ-приложения обеспечивают возможность отслеживания местоположения и состояния активов, контроля доступа к определённым зонам и предотвращения несанкционированного использования ресурсов, что повышает общий уровень безопасности на предприятии.

• Интеграция данных и систем. Приложения интернета вещей позволяют интегрировать разрозненные системы и источники данных в единую информационную среду, что облегчает обмен данными между подразделениями и внешними партнёрами, улучшая координацию и сотрудничество.

• Повышение гибкости и адаптивности бизнеса. Использование ИВ-приложений даёт возможность быстро адаптироваться к изменяющимся рыночным условиям и потребностям клиентов, оптимизировать ресурсы и масштабировать бизнес без значительных дополнительных затрат.

Для того, чтобы быть представленными на рынке, Прикладные приложения интернета вещей должны иметь следующие функциональные возможности:

• сбор и обработка данных с датчиков и других устройств в режиме реального времени,
• управление подключёнными устройствами и активами с возможностью удалённого контроля и настройки,
• реализация алгоритмов для анализа состояния и прогнозирования работы оборудования на основе полученных данных,
• обеспечение взаимодействия между различными устройствами и системами в рамках единой IoT-инфраструктуры,
• предоставление интерфейсов для настройки параметров работы устройств и визуализации данных с них.

В 2025 году на рынке прикладных приложений интернета вещей ожидается усиление тенденций к интеграции искусственного интеллекта и машинного обучения для анализа данных с датчиков, развитие технологий блокчейн для обеспечения безопасности и прозрачности взаимодействия устройств, расширение применения низкокодовых и безкодовых платформ для разработки IoT-решений, а также рост интереса к устойчивым и энергоэффективным технологиям в IoT. Среди ключевых трендов можно выделить:

• Интеграция AI и ML. Применение алгоритмов машинного обучения для прогнозирования состояния оборудования и оптимизации производственных процессов на основе анализа потоков данных от IoT-устройств.

• Блокчейн в IoT. Использование распределённых реестров для создания надёжных и защищённых каналов обмена данными между устройствами и системами, что повысит доверие и безопасность в IoT-экосистемах.

• Низкокодовые платформы. Рост популярности инструментов, позволяющих быстро разрабатывать и внедрять IoT-приложения без глубоких знаний в программировании, что ускорит цифровизацию бизнеса.

• Энергоэффективность. Разработка IoT-устройств и приложений с минимальным энергопотреблением, что особенно важно для удалённых и труднодоступных объектов.

• Конвергенция IoT и 5G. Расширение возможностей IoT за счёт высокой скорости и низкой задержки сетей пятого поколения, что позволит реализовывать более сложные и требовательные к пропускной способности приложения.

• Устойчивое развитие. Внедрение IoT-решений, способствующих снижению экологического воздействия и оптимизации использования ресурсов, например, в управлении отходами и энергопотреблением.

• Персонализация и кастомизация. Развитие приложений, которые позволяют адаптировать IoT-решения под конкретные потребности предприятий и индивидуальных пользователей, повышая тем самым их эффективность и удобство использования.

Китай

Alibaba Cloud IoT

Россия

МТС Мобильные сотрудники, AggreGate Network Manager, AggreGate Building Automation, AggreGate MES, Триафлай, Rightech IoT Cloud, AggreGate SCADA/HMI, Пирамида, Waliot, Inspark IoT Platform, Zyfra Industrial IoT Platform, Alphalogic

Франция

EcoStruxure

США

FactoryTalk, Google Cloud IoT, Amazon AWS IoT

Германия

Bosch IoT Suite, Cumulocity IoT