Концепция интернет вещей

ИССЛЕДОВАНИЕ

Щербинина М.Ю.1, Стефанова Н.А.1

1 Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, г. Самара

Концепция интернет вещей

АННОТАЦИЯ:

Для любой организации, в первую очередь, в период кризиса, важно переосмыслить происходящие вокруг изменения, оценить воздействующие на нее факторы, найти свои сильные стороны и придумать новые прорывные решения, которые помогут сократить издержки, повысить прибыль и привлечь новых клиентов. Целью данного исследования является раскрытие сущности понятия «интернет вещей», предпосылки его появления, значение для общества и предпринимательской деятельности на данный момент и в будущем. А также проанализированы основные платформы интернет вещей, создаваемые стандарты и перспективы развития данного направления.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: Интернет, Интернет вещей, межмашинное взаимодействие, ИТ-технологии, цифровые технологии, инновационные ИТ-продукты

JEL: D85, L86, 030

ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ:

Щербинина М.Ю., Стефанова Н.А. Концепция интернет вещей // Креативная экономика. — 2016. — Т. 10. — № 11. — С. 1323-1336. — doi: 10.18334/ce.10.11.37074

Щербинина Мария Юрьевна, кафедра электронной коммерции, Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, г. Самара

Стефанова Наталья Александровна, кандидат экономических наук, доцент, доцент кафедры электронной коммерции, Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, г. Самара

ПОСТУПИЛО В РЕДАКЦИЮ: 10.11.2016 / ОПУБЛИКОВАНО: 30.11.2016

ОТКРЫТЫЙ ДОСТУП: http://dx.doi.org/10.18334/ce.10.11.37074

(с) Щербинина М.Ю., Стефанова Н.А. / Публикация: ООО Издательство "Креативная экономика"

Статья распространяется по лицензии Creative Commons CC BY-NC-ND (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/) ЯЗЫК ПУБЛИКАЦИИ: русский

Введение

В настоящее время можно наблюдать проникновение цифровых технологий как в бизнес, так и в повседневную жизнь. Такая тенденция открывает новые возможности перед отдельными компаниями и целыми отраслями. Уже происходит интеграция предприятий и цифровых платформ, физического и виртуального мира, а также бизнесов самых разных отраслей: мобильных операторов и банков, телекоммуникационных и страховых компаний. Данный процесс связан с необходимостью обработки больших объемов данных, расширения каналов передачи данных, эффективной взаимосвязью машин между собой, что создает синергию классической и цифровой экономики.

Такая цифровая трансформация позволяет компаниям более точно предсказывать изменения на рынке и принимать решения на основе собранной, обработанной и проанализированной информации о различных составляющих предпринимательской деятельности. Одним из воплощений цифровой трансформации является понятие «интернет вещей».

Понятие «интернет вещей»

Термин «интернет вещей» (Internet of things, IoT) был предложен в 1999 году Кевином Эштоном, который предположил, что возможно связать несколько физических объектов («вещей») на производстве для обмена информацией и взаимодействия между собой и с внешним окружением. В 2010 году в результате стремительного распространения смартфонов и планшетных компьютеров понятие интернет вещей стало подразумевать не просто автоматизацию процессов на локальном производстве, но и более глобальное понятие, когда не только компьютер или смартфон, но и другие приборы, начиная с кофе-машины в офисе и заканчивая холодильником дома, подключены к интернету.

У обычных потребителей таких технологий жизнь становится комфортнее. В народном хозяйстве это способ экономии ресурсов и оптимизации производства [1]. Интернет вещей позволяет создавать динамические сети, состоящие из миллиардов элементов, взаимодействующих между собой (рис. 1). Таким образом обеспечивается связь между накопленным объемом данных и реальными объектами, для которых приложения, сервисы, сами устройства - это источники данных.

Рисунок 1. Экосистема потребительских устройств интернета вещей Источник: J'son & Partners Conculting

На данный момент структура интернет вещей состоит из слабо связанных между собой разрозненных сетей, каждая из которых была развернута для решения своих специфических задач. Но по мере развития интернета эти и многие другие сети будут подключаться друг к другу и использовать все более широкие средства безопасности, аналитики и управления (рис. 2).

В результате интернет вещей позволит приобрести еще больше возможностей для открытия человечеству новых, обширных перспектив, а также даст возможность повысить потенциал производства и сократить издержки. Анализ последних нескольких лет показал, что инновационные разработки в сфере ИТ благоприятно воздействуют на жизнь общества в целом [3].

Интернет вещей

3. С использованием средств безопасности, аналитики и управления

2. Связаны друг с другом

1. Отдепьные сети

Рисунок 2. Интернет вещей как «Сеть сетей» Источник: [2]

Основные факторы, которые способствовали появлению понятия интернет вещей и его развитию в теоретическом и практическом плане [4]:

- увеличение пропускной способности интернета (позволяет обмениваться неограниченным количеством требуемых данных разных форматов);

- доступность интернета по дифференцированным каналам связи и в различных режимах (обеспечивает доступ пользователей и устройств к сети из множества мест с заданным качеством обслуживания);

рост количества устройств, имеющих доступ в интернет (формирует активно взаимодействующую среду пользователей и устройств и способствует возникновению соответствующих потребностей);

- разнообразие устройств, имеющих доступ в интернет (обслуживает развитие технологий и протоколов коммуникаций пользователей и устройств, а также реализации широкого спектра задач с помощью сети);

- формирование потребностей связанных с взаимодействием устройств в рамках глобальной информационной сети (способствует интересу к проблематике интенсивного общения пользователей и устройств в интернете множества коммерческих и общественных структур);

- расширение деловых проектов и связей в рамках интернета (формирует инфраструктуру, экономические и финансовые модели, поддерживающие развитие сети);

- разнообразие инновационных идей, проектов и бизнесов в рамках сетевого общения пользователей и устройств (активно развивает в теории и на практике формы и форматы сетевых коммуникаций);

- понимание очевидных преимуществ сетевого взаимодействия (привлекает ресурсы, информацию, предпринимателей и инвестиции);

- развитие инфраструктуры интернета вещей, в том числе: сетевое хранение данных, сертификаты идентификации и безопасности, защищенные цепочки данных, стандарты и регламенты взаимодействия (делает развитие сети стабильным и необратимым).

Межмашинное взаимодействие и интернет вещей

Одним из первых воплощений интернета вещей можно считать межмашинное взаимодействие (Machine-to-Machine, M2M). M2M -общее название технологий, позволяющих машинам обмениваться информацией друг с другом. Например, банкоматы или платежные терминалы имеют возможность автоматически передавать информацию по GSM-сетям о том, что у них закончилась наличность или, наоборот, что наличности слишком много и необходимо прибытие инкассаторов. Сегодня М2М-решения применяются в логистике, потребительской электронике, безопасности, медицине, промышленности, торговле, энергетике, ЖКХ и во многих других отраслях. Одним из подклассов M2M является межмашинное взаимодействие с использованием мобильных решений, для него также может использоваться аббревиатура M2M (англ. Mobile-to-Mobile). На данным момент Mobile-to-Mobile составляет значительную часть области межмашинного взаимодействия.

Глобальными лидерами в области M2M являются американские (AT&T, Verizone, Sprint и другие) и европейские (Telenor Connexion, Telstra, Vodafone и другие) операторы. На российском М2М-рынке ключевыми игроками являются сотовые операторы и банковский сектор. Свои решения предлагают сотовые операторы: МТС, Мегафон, Beeline, Tele2 и некоторые другие. Решений, несвязанных с Mobile-to-Mobile, в России пока мало. К ним можно отнести компанию М2М-Телематика и резидента Фонда «Сколково» компанию GO+.

Аналитики оценили российский рынок М2М в 3 млрд долл. на конец 2013 года. Объем мирового рынка эксперты оценивают в 250 млрд долл., а к 2022 году прогнозируют до 1,2 трлн долл. [5].

Технология M2M также получила развитие в направлении дистанционного мониторинга и управления процессами с помощью различных датчиков, сенсоров и меток. Самый известный пример

меток - Radio frequency identification (RFID). Подобные радиочастотные метки и датчики предоставляют возможность детально отслеживать процесс производства продукции, а также хранение готовых товаров на складе. Более того, они позволяют оптимизировать логистические и производственные цепочки, минимизировать расходы на транспорт, хранение и снизить значение человеческого фактора на всех этапах производства и продажи товаров [6]. «Умные продукты», снабженные RFID-метками или датчиками, обладающие собственным уникальным идентификатором, могут быть в любой момент отслежены, знают свою историю, текущее состояние и могут вовремя сообщить о неполадках в работе.

Сегмент M2M во многом является основой концепции интернета вещей, которая на его начальном этапе развития была фактически синонимом M2M. С развитием интернет-технологий концепция интернета вещей стала предполагать более широкое понятие, чем технологии M2M: на данный момент межмашинное взаимодействие подразумевает взаимодействие между машинами, которые используются в основном на производствах, интернет вещей же в первую очередь подразумевает взаимодействие между машиной и человеком.

Неотъемлемой частью интернет вещей являются информационные технологии. Датчики, процессоры и программное обеспечение входят в состав любого продукта во всех отраслях и дополняются аналитическими средствами. Такое сочетание позволяет выделять уникальную информацию, например, о скрытых потребностях клиентах и, соответственно, менять пути взаимодействия с ними. Разного рода инновации, возникающие на основе интернет вещей, могут проявляться на всех этапах бизнес-процесса. В зависимости от этапа или процесса, в который планируется их внедрить, возможны разные эффекты: в некоторых случаях уменьшатся издержки и оптимизируются складские запасы, а в других удастся привлечь дополнительных покупателей или увеличить средний чек [7].

Для успешной реализации решений на базе сети Интернет требуется техническая платформа, на которой можно будет выстраивать различные решения для рационального и эффективного достижения коммерческих преимуществ. Для создания различного уровня сложности архитектуры проектов предусмотрены как платформы свободного доступа, так и коммерческие платформы. Опытный пользователь при желании может сам выстроить подходящие решения или обраться к специалистам данной области. В данном направлении

работают несколько крупных корпораций (с каждым годом их число возрастает) по производству электронных устройств, программного обеспечения, информационных систем и так далее. Например, компания Intel Corporation, разработавшая Intel IoT Platform - платформу для интернет вещей в области автомобильной промышленности, энергетики, здравоохранения, промышленных систем, розничной торговли, умных зданий и домов, компания SAP SE, разработавшая платформу SAP HANA Cloud Platform for the Internet of Things для транспортной отрасли, энергетики, строительства, медицинских систем, розничной торговли, телекоммуникаций, обслуживания нефтепромыслов, металлургии, управления автопарком, управления активами. С 2015 года этим вопросом всерьез занялись Google Inc, Samsung Group, Microsoft и некоторые другие. Решения данных компаний для интернета вещей дают все необходимое для сбора информации на основе данных, получаемых от подключенных к сети людей, устройств и прочих объектов. Это дает возможность интегрировать всю информацию о компании-клиента в облако с помощью интернет-устройств нового поколения и трансформировать бизнес-процессы на новом уровне, развивая возможности самой компании и ее клиентов. Вычисления в памяти позволяют клиентам быстро разрабатывать, внедрять и управлять приложениями для интернета вещей и межмашинного взаимодействия.

На рисунке 3 представлены релевантные для IoT сервисы, которые сейчас доступны для использования в реальном бизнесе. При этом направление может быть как слева направо (сообщения передаются, приходя в итоге в какой-либо инструмент вывода), так и справа налево (когда пользователь, используя кнопку на веб-сайте, инициирует выполнение команды на конечном устройстве - например, датчике или спринклере).

Поскольку одного «рецепта» для проекта интернета вещей не существует, архитектура каждого проекта рассматривается отдельно -можно использовать как несколько сервисов, так и какой-то один, например, для хранения сообщений. Рассмотрим некоторые представленные на рисунке сервисы подробнее [8]:

- Event Hub (концентратор событий) - сбор больших объемов данных от различных сенсоров.

- Stream Analytics (потоковая аналитика), позволяющая определять запросы на «живых» потоках данных, поступающих из Event Hubs, за счет чего можно быстро реализовать их предварительную обработку и организовать реакцию на события.

Устройства

Аналитика

Event Hubs ш  * SQL Database * Machine ^^ Learning App Service

Va а Service Bus _ Table/Blob ^^ Storage Stream Analytics ÖO Power Bl

:: m Ä External Data Щ Sources ^ DocumentDB HDInsight _ Notification ] Hubs

Mobile Services

Logic Apps

Рисунок 3. Сервисы интернета вещей Источник: [8]

- Azure ML - технология машинного обучения, позволяющая обучить некоторую модель на имеющихся данных.

- Azure HD Insight - кластерная технология обработки больших объемов данных, получения различных срезов данных и агрегированных значений с помощью алгоритмов типа MapReduce.

- Облачная платформа Microsoft Azure - технологии хранения больших объемов данных различных форматов (реляционные СУБД Azure SQL, Azure Storage, СУБД NoSQL).

Дальнейшее развитие интернета вещей

Большинство технологий интернет вещей находятся сегодня в стадии выживания и роста. При этом, по мнению большинства экспертов, рынок интернет вещей имеет огромный потенциал. Его перспективное развитие должно включать следующие направления, представленные на рисунке 4.

Этапы развития интернета вещей можно отразить с помощью так называемого HypeCycle (кривая Гартнера), брендового графического инструмента, разработанного и используемого компанией по ИТ исследованиям и консалтингу «Gartner» для представления зрелости, усвоения и социального применения высоких технологий. На рисунке 5 показано положение интернета вещей на данной кривой по Гартнеру.

Рисунок 4. Основные направления развития рынка интернет вещей

Источник: [4]

expectations

A

Smart Advisors -Micro Data Centers -Digital Dexterity -Soltware-Defined Security -Neurobus ness -Citizen Data Science -Biochips -loT Platform -Connected Home-Altective Computing -

Smart Robots I

3D Bioprmting Systems (or Organ Transplant < Volumetric Displays -Human Augmentation -Brain-Computer Interface -Quantum Computing -

- Advanced Analytics With Self-Service Delivery -Autonomous Vehicles

- Intemot of Things -Speech-to-Speech Translation

- Machine Learning -Wearables

- Cryptocurreneies

- Consumer 3D Printing

- Natural-Language Question Answering

) Hybrid Cloud Computing

I Augmented Reality ^ ~ Enterprise 3D Pnnting

- Gesture Control

Bioacoustic Sensing/

People-Literate Technology -Digital Security

Cryptoci*rency Exchange

- Virtual Reality -Autonomous Field Vehicles

- Virtual Personal Assistants

- Smart Dust

As ot July 2015

Innovation Trigger

Peak of Inflated Expectations

Trough of Disillusionment

Slope of Enlightenment

Plateau of Productivity

Plateau will be reached in:

O less than 2 years O 2 to 5 years

time

• 5 to 10 years

obsolete

Д more than 10 years  before plateau

Рисунок 5. Положение интернета вещей на кривой по Гартнеру

Источник: [9]

В данном цикле существуют 5 основных фаз:

- Innovation trigger - начало инновации. Происходит открытие / инициация новой технологии. Появляются истории, подтверждающие данную концепцию и вызывающие широкий интерес общественности. Часто на этом этапе возникают бесполезные продукты, коммерческая жизнеспособность которых не доказана.

- Peak of Inflated Expectations - пик «раздутых» ожиданий. В медиа появляются многочисленные истории успеха, часто сопровождающиеся историями о провалах. Некоторые компании принимают какие-то меры по внедрению этих технологий, многие - нет.

- Trough of Disillusionment - спад, разочарование. Интерес падает вследствие сложностей и провалов внедрения технологий и неудачных экспериментов. Производители инноваций вносят изменения в технологии или уходят. Инвестиции продолжаются только в случае, если выжившие производители модифицируют свой продукт для удовлетворения ранних последователей.

- Slope of Enlightenment - наклон / угол просвещенности. Появляется большее число примеров того, как можно получить пользу от применения данной технологии. Предприятия лучше и глубже понимают данную технологию. Производители выпускают продукты

второго и третьего поколений. Многие предприятия запускают пилотные проекты, но консервативные компании остаются осторожными.

- Plateau of Productivity - стабильность продуктивности. Начинается использование большинством, т.е. инновация становится мейнстримом. Критерии оценки жизнеспособности производителя становятся более четкими.

Интернет вещей недавно прошел стадию начала и сейчас находится на стадии пика «раздутых» ожиданий [10]. Для стабильности продуктивности данной технологии понадобится около 10 лет.

Важную роль в его развитии будет играть создание стандартов, которые нужны для управления четырьмя главными аспектами интернет-вещей: связи, взаимодействия, конфиденциальности и безопасности. Сейчас данные стандарты и технологии обеспечения безопасности находятся в стадии создания. Разработкой данных стандартов занимается несколько групп компаний, таких как:

- The AllSeen Alliance - первая группа разработки стандартов для интернета вещей. Была основана некоммерческой организацией Linux Foundation. На данный момент в нее входят больше 50-ти организаций, включая Microsoft, Qualcomm, LG, Sharp и Panasonic. AllSeen ищет способ создать универсальные фреймворки для приложений. Для передачи данных используются такие технологии, как WiFi, Ethernet, Powerline, Bluetooth, 6LoWPAN, ZigBee и Z-Wave. Особый упор сделан на совместимость устройств от разных производителей, в качестве платформы будут использованы популярные операционные системы Android, iOS, Linux, OpenWRT, Windows и OS X. Для обеспечения должного уровня защиты и конфиденциальности AllJoyn шифрует данные, передаваемые между устройствами;

- The Open Interconnect Consortium (OIC) - поддерживается Intel, Atmel, Broadcom, Dell. Главной задачей видят разработку общих требований для совместимости умных устройств. На базе этих требований уже создан фреймворк с открытым исходным кодом, получивший название IoTivity. Цель OIC не в том, чтобы предложить очередную версию стандартов, а сделать свою реализацию эталонной;

- The Thread Group - сформирована подразделением Google Nest Labs. Включает больше восьмидесяти участников: Samsung, ARM Holdings, Silicon Labs и другие. Цель этой группы всячески поощрять производителей устройств для умных домов за использование их стандартов связи по сети. В отличии от других альянсов Thread сделали

ставку на радио протокол с низким уровнем потребления энергии 6LoWPAN;

- HomeKit - поддерживается Apple и дает возможность производителям устройств ставить лейбл «Совместимо с iPhone». HomeKit предоставляет набор инструментов для разработчиков для создания приложений для умного дома. Устройства, работающие с помощью HomeKit, передают данные в зашифрованном виде;

- Industrial Internet Consortium - основан Intel, Cisco, AT&T, GE и IBM. Включает более 150 участников, которые занимаются совместной разработкой стандартов связи между устройствами. ICC заключило стратегическое соглашение с OIC о широком распространении информации, касающейся стандартов совместимости устройств. Определение стандартов безопасности и конфиденциальности IIC возложило на компанию CyberX и софтварного гиганта SAP.

Интернет-вещи в своей основе формируются лидерами ИТ-рынка и во многом зависят от их технических и технологических новинок. Однако генерирование идей и их первичная проверка возможны в рамках персональных проектов, startup-бизнесов, корпоративных spin-off или иных малых подвижных форматах [11]. Так, в 2016 году, компания SAP решила поддержать начинающих разработчиков из Сколково, предлагающих новые технологические решения. Для дальнейшего развития сотрудничества с российскими разработчиками SAP Labs открыла в Москве Центр интернета вещей, который будет работать на базе Лаборатории совместных инноваций. Это четвертый в мире подобный Центр SAP - три других действуют в Германии, Франции и Японии. Предполагается, что в Центре будут отрабатываться отраслевые сценарии применения технологий интернета вещей для промышленной и сырьевой индустрии, сельского хозяйства, транспорта, медицины и прочего.

Заключение

Сегодня интернет вещей подходит к этапу, на котором разнородным сетям и множеству датчиков предстоит объединиться для взаимодействия под управлением единых стандартов. Эта цель требует от коммерческих организаций, государственных учреждений, стандартообразующих органов и учебных заведений общих усилий, направленных на достижение единой цели. Чтобы интернет вещей обрел популярность у обычных пользователей, операторы и другие участники рынка должны разработать приложения, значительно повышающие качество жизни людей.

Наконец, интернет вещей - это новый этап эволюционного развития интернета. Поскольку прогресс человеческого общества во многом зависит от превращения сырых данных в полезную информацию и знания, интернет вещей может привнести в жизнь много нового и положительного.

ИСТОЧНИКИ:

1. Колтынюк Б.А., Вольфсон М.Б. Электронный бизнес и электронные предприятия в

постиндустриальной экономике // Проблемы современной экономики. - 2012. -№ 2. - С. 166-168.

2. ЭвансД. Интернет вещей: как изменится вся наша жизнь на очередном этапе развития

сети [Электронный ресурс] // Компания Cisco Systems. - 2011. - Режим доступа: http://www.cisco.com/web/RU/news/releases/txt/2011/062711d.html

3. Шорина А.А., Стефанова Н.А. Инновации, меняющие будущее // Актуальные проблемы

гуманитарных и естественных наук. - 2015. - № 9-1. - С. 78-80.

4. Тюрин В.А. Интернет вещей: новые возможности - Сеть. Факторы [Электронный ресурс]

// Megamozg.ru. - 2016. - Режим доступа: https://megamozg.ru/post/25334/

5. Кириллова Э.И. Что такое М2М, кому это нужно и как будет развиваться [Электронный

ресурс] // RusBase. - 2014. - Режим доступа: http://rb.ru/howto/m2m/

6. Салмин А.А. Анализ интернет-технологий современной электронной торговли //

Теоретические и прикладные вопросы науки и образования: Сборник по материалам конференции. В 16 ч. Ч. 2. - Тамбов: Консалтинговая компания «Юком», 2015. - 164 с. - С. 138-139.

7. Бубнова М.Ю., Крюкова А.А. Социальные клиентоориентированные технологии в

деятельности современных компаний // Экономика и социум. - 2014. - № 3-4. -С. 65-67.

8. Microsoft и Интернет Вещей? Статья вводная — о том, как мы видим эту концепцию

[Электронный ресурс] // Хабрахабр. - 2015. - Режим доступа: https://habrahabr.ru/company/microsoft/blog/261367/

9. Hype cycle for emerging technologies 2015 [Electronic resource] // Gartner Inc.. - Mode of

access: http://www.gartner.com/technology/home.jsp

10. Андреева О.Ю., Батуева Я.К. Лидеры инноваций: потребители интернета вещей //

Шумпетеровские чтения. - 2014. - Т. 1. - С. 89-94.

11. Ларичева Е.А. Некоторые аспекты становления креативной экономики // Проблемы

современного антропосоциального познания. - Брянск: Брянский государственный технический университет, 2015. - 211 с. - С. 163-166.

Maria Yu. Shcherbinina, the Chair of E-commerce, Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics, Samara

Natalia A. Stefanova, Candidate of Science, Economics, Associate professor, Associate professor of the Chair of E-commerce, Povolzhskiy State University of Telecommunications and Informatics, Samara

Concept of Internet of things

ABSTRACT

In the period of crisis, it is important for any company to reconsider changes that happen around it, to assess the factors that affect it, to find its own advantages and to invent new disruptive solutions that will help to reduce expense, to increase profits and to attract new customers. The purpose of this study is to disclose the essence of the concept of "Internet of things", conditions for its emergence, its current and future significance for the society and the business. Main platforms of Internet of things, standards and development prospects of this direction are analyzed.

KEYWORDS: Internet, Internet of things, M2M connectivity, IT-technologies, digital technologies, innovative IT-products