Промышленный Интернет вещей на земле и в море: Программа исследований Inmarsat 2018

Введение

Человечество потребляет все больше. Сейчас нас больше, чем когда бы то ни было, мы привыкли к новым технологиям и постоянному доступу к информации, которую они привносят в нашу жизнь. Это оказывает значительное влияние на предприятия, работающие в основных отраслях – сельском хозяйстве, энергетике, морском, горнодобывающем, транспортных секторах. Производители вынуждены оптимизировать технологические и бизнес-процессы, должны отслеживать товары от производства до конечной точки назначения, поставщики должны получать максимум информации о товарах, которые они доставляют.

Данные, генерируемые такими передовыми интеллектуальными технологиями как Интернет вещей (IoT), меняют работу целых отраслей, становясь новым ориентиром для бизнеса. Теперь необходимо эффективно собирать информацию, создавая новую ценность для клиентов, пока конкуренты не отбили их.

Программа исследований Inmarsat

Inmarsat Research Program действует второй год. Исследование 2018 года сосредоточено на понимании путей того, как промышленный Интернет вещей затрагивает глобальные системы поставок и системы управления в сельском хозяйстве, энергетике, морской, добывающей и транспортной отраслях. В мае 2018 года Inmarsat уполномочил Вэнсона Борна, специалиста компании по исследованию технологических рынков, взять интервью у 750-ти респондентов об их опыте использования, отношении и ожиданиях от IoT в их организациях и в индустрии в целом.

Респонденты работали в компаниях с числом сотрудников от 500 человек и имели представление о принятии решений или влияние на инициативы по внедрению IoT. Однако профиль морских респондентов немного отличался – 46% опрошенных работали в компаниях с числом сотрудников менее пятисот человек.

Морская отрасль

Инструмент готовности Inmarsat IIoT позволяет сопоставлять сектора, организации и отрасли друг с другом на основе их готовности к IIoT. Ряд вопросов был задан 750-ти респондентам, ответы которых были переведены в баллы, оценивающие развитие IIoT в шести ключевых областях: внедрение, безопасность, подключение и технологии IIoT, навыки, данные, инвестиции и ROI. С использованием баллов респонденты были разделены на зрелость по отношению к IIoT – на отстающих (laggards), начинающих (starters), прогрессивных (progressives) и лидеров (leaders). С учетом того, что по разным данным более 90% мировой торговли осуществляется по морю, на тенденции в судоходстве постоянно оказывают влияние другие заинтересованные стороны в глобальной цепочке поставок, включая регулирующие органы. Сегодня избыточные мощности на контейнерном рынке, медленный рост спроса на сырье, мягкие тарифы на танкеры и простой лишнего тоннажа сосуществуют с рыночным позитивом, включающим в себя новые северные морские пути, рост поставок СПГ и спроса на круизный туризм.

Тем не менее, последствия глобального финансового кризиса 2008 года, падение на нефть 2014 года и ужесточение экологических норм продолжают формировать морскую повестку дня, когда владельцы находятся под давлением, повышая безопасность и сокращая расходы и выбросы.

Данное исследование рассматривает, как основанные на технологиях IIoT решения могут предложить морской отрасли простые способы ее «приведения в порядок» в ответ на растущие экологические проблемы: пути использования для повышения уровня безопасности и улучшения здоровья, а также раскрытия потенциала отрасли для повышения ее эффективности. Кроме этого, очень важно решить проблемы, препятствующие внедрению новых решений, включая отсутствие навыков и отраслевых знаний, а также укоренившуюся двойственность в отношении всего нового.

Особое внимание в исследовании уделяется так называемому «шлюзу» IIoT-решений (Industrial Internet of Things – Промышленный Интернет вещей), который одновременно удовлетворяет требованиям регуляторов и экономической эффективности. Например, в соответствии с Правилами IMO, ограничивающими выбросы судов и открывающими эру новых более дорогих видов топлива, судовые датчики, подключенные к IIoT, обеспечивают мгновенный ответ для мониторинга, отчетности и контроля использования топлива. Сегодня 65% судовладельцев уже имеют или тестируют IIoT-решения по расходу топлива, а еще 9% присоединятся к ним в ближайшие 12 месяцев.

Важно не переоценивать результаты опросов, учитывая, что около половины респондентов, опрошенных в текущем исследовании, говорят, что они либо не стремятся, либо не ожидают больших изменений от внедрения IIoT-решений. Однако современные собственники, населяющие мир морской индустрии, где классовые сообщества, следящие за соблюдением стандартов безопасности, испытывают беспилотники для поддержки судовых инстпекций, где судовое видеонаблюдение приносит очевидные преимущества для безопасности экипажа и грузов, где для прогнозирования погоды и оповещении при бедствии используются цифровые платформы, присоединяются к IIoT.

Тем не менее, полномасштабная приверженность морских перевозок решениям, основанным на IIoT, будет также определяться конкурентными преимуществами, используемыми «лидерами IIoT», которые, как оказалось, представляют собой более крупный сегмент респондентов, чем ожидалось. В то время как судоходство имеет более чем справедливую долю «отстающих» IIoT, значительная часть респондентов в целом может рассматриваться признающей цифровые возможности, предлагаемые для сокращения затрат. Как показывают данные проведенного исследования, в ближайшие месяцы и годы будут определены ключевые области развертывания решений на основе IIoT. Ясно также, что некоторые морские компании не только не реагируют на растущую цифровизацию, но и через отраслевых стратегов и менеджеров ориентируются на большую работу по подготовке процедур, формирования навыков и укрепления безопасности, чтобы наилучшим образом воспользоваться открывающимися возможностями.

Внедрение

Двойственное отношение к новым технологиям в морской отрасли сегодня характеризуется готовностью некоторых игроков заниматься удаленной диагностикой, автоматизацией процессов и блокчйном, в то время как другие инвестируют не более чем в соблюдение нормативных требований.

Таким образом, консерватизм в морской отрасли опровергается значительной группой респондентов, идентифицированных в данном отчете как «лидеры» IIoT. Около 34% считают, что них есть «полностью развернутые» решения на основе IIoT, и эта доля опережает другие отрасли, такие как сельское хозяйство, энергетика и горнодобывающая промышленность.

В то же время, с «лидерами» соседствует большой фрагмент «отстающих» по сравнению с другими секторами, несмотря на то, что технологии IIoT имеют большие перспективы для сектора.

Движущей силой «лидеров» является необходимость сделать суда более экономичными, чистыми и безопасными, чем когда-либо прежде, при этом 56% морских респондентов используют или тестируют интеллектуальный мониторинг активов. На данный момент рыболовство несколько отстает от коммерческого судоходства, однако это неравенство может быть краткосрочным: 57% из 33-х опрошенных рыбохозяйственных организаций планируют освоить технологии IIoT в ближайшие два года.

Регулирование играет свою роль. Ограничение на выбросы вынуждает судовладельцев следить за потребленим топлива с помощью электронной отчетности: 47% респондентов уже используют основанные на IIoT-решения для мониторинга потребления топлива, которые 2023 году увеличатся до 100%. В области рыболовства нормативные требования исходят из того, чтобы рыбаки демонстрировали устойчивость вылова.

считает снижение страховых взносов одним из ключевых факторов внедрения IIoT

Безопасность также является одним из ключевых факторов при внедрении IIoT-решений. Например, 70% респондентов указали, что сокращение морских страховых взносов активно способствует внедрению IIoT-решений, и в этом случае 45% респондентов, отвечающих за судоходство (за исключением рыболовства), используют носимые устройства для отслеживания, а 39% намерены сделать это в течение двух лет.

Действительно, 1.6 млн работающих и отдыхающих моряков, желающих подключить IIoT-решение из удаленных мест, представляют собой еще одну переменную, характерную для морской отрасли: возможность коммуникации является вопросом благосостояния в рамках Конвенции о труде на море, а также имеет важное значение при выборе работодателя. Сегодня 25% предприятий морской отрасли получают преимущества в плане охраны здоровья и безопасности с помощью IIoT-решений, а 56% ожидают этого в будущем. Данное исследование показывает, что «здоровье и безопасность» являются вторым наиболее часто цитируемым драйвером для принятия решений по внедрению технологий IIoT.

Тем не менее, десятилетняя фиксация затрат морского сектора также имеет центральное значение. Около 51% респондентов говорит, что потенциал получения новых доходов не учитывается при рассмотрении решений в области IIoT, в то время как 75% имеют или ожидают получить экономию средств. Одной из очевидных технологий является оптимизация маршрутов на основе IIoT: 57% владельцев уже используют ее, либо проводят испытания, что в итоге даст 66% без учета рыболовства. Респонденты предполагают, что решения на основе IIoT обеспечат большую автоматизацию (40%), повысят производительность (80%) и улучшат процесс принятия решений (81%).

Тем не менее, даже в случае издержек ожидания разделились: в то время как 33% опрошенных считают, что морские IIoT-решения принесут 10-20% экономии в течение 5-ти лет, 14% считают, что они не приносят никакой экономии вообще.

Ограничения на выбросы заставляют владельцев контролировать расход топлива с помощью электронной отчетности

Навыки

Сектор, в котором отдельные лица или небольшие группы имеют значительные полномочия по принятию решений, признавая собственное «отставание», вероятно выиграет от импорта и обмена новыми навыками.

С 1970-х годов навыки, формирующиеся в морском секторе, размываются под давлением проникающих в него новых технологий, несмотря на усилия регулирующих органов по гармонизации технологических стандартов: фаза обязательных информационных электронных картографических систем является одним из примеров того, как регулирование «замораживает» технический прогресс до тех пор, пока не будут установлены все последствия его влияния на безопасность в море.

опрошенных верит в прибыль компании от дополнительных навыков по IIoT

Решения на основе IIoT могут быть применены для повышения безопасности, экологических показателей и эффективности на море, будь то посредством регистрации деятельности моряков в режиме реального времени, мониторинга использования топлива или анализа судовых данных для диагностики. Вместе с тем, наиболее часто упоминаемый недостаток, выявленный в процессе применения IIoT (56% случаев), касается навыков принятия решений. Морская отрасль проявляет себя как отстающая кривая, когда дело доходит до навыков планирования, где 42% респондентов считают, что их организации выиграют от дополнительных навыков, против 37% среди всех опрошенных.

Во всех других областях морская отрасль не выделяется как «отстающая» на фоне сопоставимых секторов с точки зрения навыков, необходимых для реализации решений на основе IIoT. Тем не менее, следует отметить, что 53% респондентов считают, что дополнительные навыки по безопасности были бы полезны. В абсолютном выражении данному индикатору придает значительный вес горнодобывающая отрасль.

В морской отрасли отдельные лица или небольшие команды внутри компании-владельца могут обладать значительным влиянием на принятие решений на основе IIoT, но морская отрасль сама же и формирует «отстающие» тенденции: отсутствие навыков – это наиболее часто упоминаемый барьер для внедрения IIoT-решений. Респонденты называют недостаток навыков управления (41%), стратегического планирования (42%) и самой реализации (50%) в качестве причин, по которым морские компании не используют большинство IIoT-решений.

Правда в том, что большая часть технических знаний, ранее принадлежащая владельцам, была передана сторонним поставщикам судов и судового оборудования. Когда дело касается навыков, необходимо учитывать, что судовое оборудование может нести до 70% стоимости нового судна.

Поставщики оборудования сделали больше для судовых коммуникаций и аналитики big data, чем собственники судов

На самом деле именно поставщики, а не владельцы, сделали очень много для коммуникационной среды и аналитики big data, получили полосу для поддержки удаленного мониторинга оборудования, диагностики и профилактического техобслуживания. В данном исследовании 68% респондентов из числа моряков заявили, что они будут использовать внешнего партнера для содействия «некоторым» или «максимально возможным» усилиям по разработке решений на основе IIoT.

Принцип «судно на связи» (connected ship)

Энергоэффективность и экологическая ответственность

На протяжении более 10-ти лет коммерческие и нормативные факторы удерживали судоходство под неослабевающим давлением. Жесткий, чем когда-либо прежде, контроль топлива, представляющего 50-60% эксплуатационных расходов и выбросов, является одним из главных «шлюзов» IIoT-решений.

14000TEU-контейнеровоз преодолевает 12000 миль между Шанхаем и Роттердамом в течение 26 дней.	Топливо для судов – главная статья операционных расходов. 14000TEU-контейнеровоз потребляет 200-220 тонн тяжелого мазута в день, используя HFO (мазут) с содержанием серы до 3.5%	C 2020 года IMO ограничит содержание серы в топливе до 0.5% во всем мире. С 2018 года ЕС вводит электронную отчетность о потреблении топлива; IMO также теперь согласна с тем, что к 2050 году выбросы CO2 сократятся вдвое.	Спутниковая связь создает экосистему для инструментов IoT, повышающих эффективность, безопасность и благополучие судов.
Эффективность контейнерных перевозок зависит от масштаба экономии	Исходя из этого, судно мощностью 14000TEU будет выбрасывать SOx 18.5 тонн в день и CO2, эквивалентно 80г/км/TEU	Ограничения IMO 2020 сами по себе обязывают владельцев использовать топливо HFO/низкое содержание серы $200 за тонну; $40000 и больше в день для судна 14000TEU	Контроль топлива показывает, что IoT-решения для судов содержат множество выгод по затратам и соблюдению норм

Безопасность

Кибербезопасность стала больше беспокоить морскую отрасль в связи с цифровизацией и внедрением IIoT-решений, увеличивающих риски.

Уязвимость судоходства от действий киберпреступности была подчеркнута вирусом NotPetya в июне 2017 года, воздействие которого по некоторым оценкам стоило одной из крупнейших судоходных групп в мире порядка 50 миллионов долларов. Его распространение может объяснить, почему исследования по кибербезопасности в настоящее время больше сосредоточены на вопросах о способах хранения данных (55%), плохой сетевой безопасности (50%) и возможного неправильного или нецелевого использования данных (44%), а не на целенаправленных атаках (39%).

На самом деле, около 87% морских респондентов либо полностью согласны, либо готовы согласиться с тем, что процессы в их организации по защите от неправильного обращения с данными могут быть улучшены. Морская отрасль также считается одной из наименее подверженных внешним угрозам безопасности, которые могут быть следствием несоблюдения требований по регулированию данных поставщиками или партнерами (16%), по сравнению с другими секторами.

Проблемы с кибербезопасностью являются следствием внутренних проблем, например, с хранением данных

Хотя угрозы кибербезопасности, возможно, и не исходят, главным образом, от целенаправленных атак, 72% морских респондентов тем не менее в какой-то степени или полностью согласны с тем, что процессы в их компаниях по борьбе с хищениями, нанесением ущерба оборудованию и программному обеспечению или информации о них могут быть более активными. Между тем, 53% считают, что больше навыков в области безопасности могут дать решения на основе IIoT.

Однако морское сообщество существенно перегибает палку, когда дело доходит до навыков организации собственной безопасности: только 37% респондентов сообщает об инициативах по обучению, направленных на повышение уровня безопасности, причем только 25% работают над новыми политиками безопасности IIoT и только 18% пользуются помощью квалифицированных в области безопасности сотрудников.

Одной из причин относительно низкой активности в решении проблем уязвимости в морском секторе может быть ответ 56% респондентов о том, что сотрудник, отвечающий за информационную безопасность (CISO) просто не участвует в инициативах компании в области IIoT, в то время как 32% респондентов, ответивших таким образом, считают, что это крайне необходимо, а выдающиеся 24% - что CISO не следует участвовать в разработке решений на основе IIoT!

Дальнейший анализ данных указывает, что 77% морских респондентов идентифицируются как «отстающие» или «начинающие», когда дело доходит до изменений, предназначенных для решения проблем безопасности IIoT.

Между тем, более информированные морские респонденты, как представляется, верят в интеллектуальный менеджмент безопасности IIoT: в то время как ни один из респондентов не сообщает о методах интеллектуального управления безопасностью на основе IIoT и только 2% находится в стадии испытаний данного подхода, 34% сказали, что данные методы будут внедрены в течение следующих 12 месяцев.

Использование данных

Как и подобает в отрасли, где моряки в качестве основного способа выживания выбирают более безопасные суда и работу, морские респонденты чаще всего ссылаются на мониторинг состояния здоровья и безопасности в качестве причины для сбора данных, используемых в IIoT-решениях.

Однако давление, оказываемое издержками отрасли и экологическими соображениями, также являются вполне очевидными: там, где 43% респондентов используют или планируют использовать данные в целях охраны здоровья и безопасности, возможности экономии средств и экологический мониторинг (40% суммарно) на основе IIoT-решений отстают.

Что особенно важно, исследования ясно показывают, что морская аудитория рассматривает отставание в доступности данных как наиболее важное препятствие на пути успешной оптимизации решений на основе IIoT. На вопрос, почему ваша компания не может наилучшим образом использовать данные, собранные с помощью IIoT-решений, 51% респондентов сегмента морских перевозок обвинили временной разрыв между сбором данных и доступностью для их использования. Это на 11% опережало любое другое объяснение.

Этот вывод свидетельствует о том, что, если в режиме реального времени будет предоставляться больше данных, у морского сектора появится больший интерес к IIoT-решениям, поскольку, ему свойственен сбор данных с целью повышения производительности (38%) и более эффективного управления запасами/активами (36%). Это безусловно должно позволить поразительным 12% морских респондентов, сообщающим, что они не собирают данные и не имеют на этот счет планов, пересмотреть свое отношение к использованию информации.

Несвоевременная доступность данных тормозит успешность IIoT-решений

Тот факт, что в среднем 34% морских респондентов (в среднем 29%) считает себя не имеющими навыков сбора/использования данных и 10% заявляет, что не знает, кто имеет доступ к собранным данным, несомненно, создает дополнительные препятствия для широкого внедрения IIoT-решений. Однако эта неосведомленность не связана с сознательным отсутствием обмена информацией. В то время как 31% морских респондентов говорят, что данные, полученные с помощью IIoT доступны только для департаментов, участвующих в развертывании IIoT-решений, менее 21% говорит, что такие данные ограничены доступом старшего руководства и IT-департаментов.

готовы или уже используют данные для повышения стандартов здоровья и безопасности

Технологии подключения и IIoT

Учитывая глобальное присутствие спутниковой связи и тот факт, что суда все чаще используют ее для обеспечения эффективной работы, благополучия и безопасности экипажей, неудивительно, что в морском секторе не в полной мере осознаются проблемы связи в качестве препятствий для внедрения IIoT-решений.

Лишь 20% морских респондентов ссылаются на подключение как препятствие для внедрения решений на основе IIoT внутри компании – ниже, чем в любом другом секторе. Этот вывод имеет важно значение, поскольку морской сектор в наибольшей степени зависит от спутниковой связи для внедрения IIoT-решений. Ни один респондент не выразил несогласия с утверждением о том, что спутниковая связь «обеспечивает важнейшую поддержку» их сетей связи IIoT.

Около 69% морских респондентов говорит, что для поддержки своих решений на основе IIoT они полагаются на спутниковую связь, тогда как 66% используют радиосети. Пожалуй, наиболее примечательным является широкое использование VSAT в морском секторе. 41% респондентов используют VSAT для поддержки своих IIoT-решений, в то время как средний показатель использования VSAT в целом ряде отраслей составляет всего 9%. Одним из уточнений является различие между судоходством и рыболовством, где VSAT упоминается 50% респондентов, но только 15% рыбаков.

Превосходство морских спутниковых сервисов демонстрирует оценка респондентами сетей, поддерживающих подключение IIoT. Здесь спутниковые сети являются «номером 1» с заметным отрывом (51%), доля VSAT отмечена 22%, а радиосети 21%.

ставят в работе IIoT-решений спутниковое подключение на первое место

Покрытие сети, безопасность и стоимость были наиболее часто цитируемыми соображениями, определяющими выбор подключения при внедрении IIoT-решений.

Морская отрасль не видит проблем с подключением при внедрении IIoT-решений

Доминирование спутниковых сетей в морском пространстве и сбор данных о характеристиках судов также обуславливают низкий уровень освоения новых технологий, поддерживающих IIoT-решения. Около 50% морских респондентов (45% в судоходстве и 64% в рыболовстве) не используют никаких других технологий, а еще 16% не знают о каких-либо альтернативных технологиях.

Такие технологии как LoRaWAN, BlueTooth, Sigfox, SigB и ZigBee сейчас не вызывают эмоций, хотя RFID и играет определенную роль при отслеживании активов и направления движения судна с 16% респондентов, использующих данное решение, поднявшись до 30% среди японских респондентов.

Инвестиции и рентабельность вложений

Морские компании собираются инвестировать значительные суммы в IIoT в течение следующих трех лет, генерируя среднее значение на респондента в 2.5 млн долл. США

Стоит учитывать, что бюджеты IIoT-решений в морском секторе часто выходят за рамки чисто IT-расходов, учитывая, что затраты на IIoT и подключение судов частично учитываются операционными бюджетами, а также бюджетами безопасности и обучения, поддерживающими внедрение новых технологий.

Если это так, морская индустрия предлагает несколько точек входа для решений на основе IIoT сверх стратегического влияния старших менеджеров.

Более глубокий анализ результатов в морском секторе, тем не менее, характеризует его в большей степени «отстающим» (18%) и «начинающим» (61%), нежели в других отраслях, и соответственно меньшей долей «прогрессивных» (19% против 32% в целом).

средней экономии затрат  прогнозируется в течение пяти лет при использовании IIoT-решений

Запланированные расходы на IIoT, закладываемые морскими компаниями под инвестиции в предстоящем периоде, позволяют считать данное направление технологией нового поколения номер один.

Респонденты ожидают, что в течение следующих трех лет на IIoT будет потрачено больше средств, чем на облачные вычисления и анализ big data (по 6%), что является еще одним свидетельством веры сектора в IIoT.

Вместе с тем, средние расходы на IIoT существенно различаются: примерно четверть респондентов (24%) ожидают, что в течение следующих трех лет они инвестируют свыше трех млн долл. США, а 15% говорит, что они потратят за тот же период менее ста тысяч долл. США. Хотя объемы операций, естественно, будет диктовать, сколько компании могут или должны тратить на технологию, такое несоответствие наглядно демонстрирует различия в подходах к внедрению IIoT-решений в морском бизнесе.

Очевидно, что не все морские предприятия имеют одинаковые бюджеты на НИОКР, и большая доля морских респондентов не предполагает использовать готовые решения в своих перспективных проектах внедрения. Примерно 64% респондентов заявило, что они используют или планируют использовать внешние источники для оказания поддержки и максимально возможного осуществления стратегий развертывания IIoT, в то время как 48% на постоянной основе обращаются за внешней помощью к собственному руководству.

Респонденты ожидают, что в течение следующих трех лет на IIoT будет потрачено больше средств, чем на облачные вычисления и анализ больших данных (по 6%), что является еще одним свидетельством веры сектора в IIoT

Морские компании рассматривают решения IIoT способными помочь им сэкономить деньги, но менее уверены в своей способности генерировать новые доходы. Хотя сегодня экономия средств незначительна (2%), ожидается, что она возрастет до 3% в течение 12 месяцев, до 7% в течение трех лет, а затем резко – до 14% к концу пяти лет. Доходы от IIoT-решений, как ожидается, будут расти не столь быстро, достигнув 7% за пять лет по сравнению с 1% в настоящее время.