CC BY
55
36
НОВАЯ ИНДУСТРИАЛИЗАЦИЯ: ТЕОРЕТИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АСПЕКТ
К ВОПРОСУ О СУЩНОСТИ И ТЕХНОЛОГИЯХ ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ
Колбанёв Михаил Олегович
доктор технических наук, профессор,
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный экономический университет», кафедра информационных систем и технологий г. Санкт-Петербург, Российская Федерация. E-mail: mokolbanev@mail.ru
Верзун Наталья Аркадьевна
кандидат технических наук, профессор,
ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный экономический университет», кафедра информационных систем и технологий г. Санкт-Петербург, Российская Федерация. E-mail: verzun.n@unecon.ru
Нестеренко Евгения Сергеевна
ассистент ,
ФГБОУ ВО «Крымский Федеральный университет им. В.И. Вернадского», кафедра экономической теории г. Симферополь, Российская Федерация. E-mail: Nesterenko.E.S@yandex.ru
Аннотация: В статье проведен ретроспективный анализ становления и развития дефиниции «интернет вещей». Авторами выделены формы представления контента в интернете. Сформулирована авторская трактовка термина «интернет вещей». Разработана универсальная схема эволюции вещей на примере сельскохозяйственной техники. Предложена обобщенная схема взаимодействия технологий интернета-вещей, состоящая из трех уровней: базовые технологии интернета-вещей, технологии сегментов и технологии третьей платформы информатизации. Авторами освещены экономические эффекты от внедрения интернет вещей и предложены возможности, доступные при использовании технологий интернета вещей.
Ключевые слова: цифровая экономика, интернет вещей, цифровые технологии, интернет, умная вещь. JEL: O32, O33, Q16
TO THE QUESTION OF THE ESSENCE AND TECHNOLOGIES OF THE INTERNET OF THINGS
Kolbanev Mikhail Olegovich,
doctor of technical Sciences, Professor,
Professor of the Department of information systems and technologies Saint Petersburg state University of Economics, Saint Petersburg, Russian Federation
Verzun Natalia Arkadyevna,
candidate of technical Sciences, associate Professor,
associate Professor of the Department of information systems and technologies Saint Petersburg state University of Economics, Saint Petersburg, Russian Federation
Nesterenko Evgeniya Sergeevna,
assistant of the Department of economic theory
V. I. Vernadsky Crimean Federal University,
Simferopol, Russian Federation
Abstract: The article provides a retrospective analysis of the formation and development of the definition of «Internet of things». The authors highlighted the forms of content presentation on the Internet. The author's interpretation of the term «Internet of things» is formulated. A universal scheme for the evolution of things on the example of agricultural machinery has been developed. A generalized scheme of interaction between Internet of things technologies is proposed, consisting of three levels: basic Internet of things technologies, segment technologies, and technologies of the third Informatization platform. The authors highlight the economic effects of the introduction of the Internet of things and offer opportunities available when using Internet of things technologies.
Keywords: digital economy, Internet of things, digital technologies, Internet, smart thing.
В современном мире интернет стал одним из важнейших изобретений за всю историю человечества. Интернет повлиял на современное образование, связь, бизнес, науку, государственное управление и все человеческое общество. Интернет охватывает сегодня все формы межличностного общения, позволяя обеспечивать функционирование вербального и невербального взаимодействия между людьми. Развитие интернет происходит путем все более глубокого учета особенностей различных предметных областей. Общественное значение интернет изменяется по мере развития доступного контента. Существуют следующие формы представления контента в интернете:
WEB 1.0. Статический (информирующий) контент. Предоставление доступа к информационным ресурсам в основном в статическом режиме при минимальной интерактивности пользователей. Данные на Web-сайтах предоставляются внешней аудитории и представляют собой описание того или иного объекта или процесса. Ресурсы, управляемые профессиональными редакторами, контент-менеджерами и журналистами, не теряют своей важности, необходимости и актуальности и в рамках 3-й платформы.
WEB 2.0. Интерактивный (социальный) контент. Организация интерактивного обмена данными между пользователями и Web-сайтами. Пользователи имеют возможность формировать содержание Web-сайта и, используя его сервисы, организовать информационное взаимодействие друг с другом [1]. Мощными системами, объединяющими многие технологии, являются социальные сети.
WEB 3.0. Контент вещей. Не только люди, но и физические, и виртуальные вещи, включая и Web-сайты, могут взаимодействовать друг с другом, инициировать транзакции, информировать пользователей, оказывать влияние на контент, вовлекать в сеть пассивно идентифицируемые объекты. Создаются социальные сети умных вещей для обмена данными в интересах человека.
WEB 4.0. Нейронет - новая среда информационного обмена, использующая мозго- машинные (нейрокомпьютерные) интерфейсы.
В процессе реализации хозяйственной деятельности в рамках цифровой экономики человек использует не только интернет, информационно-коммуникационные, но и сквозные технологии [2]. В рамках Национальной технологической инициативы сквозные технологии были определены как ключевые научно-технические направления, которые оказывают наиболее существенное влияние на развитие рынков. По сути же, к сквозным относятся те технологии, которые одновременно охватывают несколько трендов или отраслей.
В рамках федерального проекта «Цифровые технологии» были разработаны дорожные карты по следующим технологиям: искусственный интеллект, робототехника, большие данные, система распределенного реестра, квантовые технологии, новые производственные технологии, промышленный интернет, беспроводная связь, виртуальная и дополненная реальности.
В условиях масштабного развития цифровой экономики мы наблюдаем формирование новой концепции и парадигмы, которая рассматривает проникновение в жизнедеятельность общества различных вещей/объектов, которые посредством беспроводных и проводных каналов связи способны взаимодействовать и сотрудничать друг с другом.
Мы считаем, что одной из основных и базовых технологий цифровой экономики являются технологии интернета вещей, так как эта технология направлена на поставку патронов и данных, поэтому мы остановимся на исследовании данной концепции подробнее.
Целью статьи является проведение исследования становления и развития дефиниции «интернет вещей» для определения ключевых технологий интернета вещей.
Термин «интернет вещей» возник в ХХ веке, когда появились первые бытовые приборы, подключённые к сетям связи. В 1990 году выпускник MIT Дж. Ромки подключил к интернету свой тостер. Это первый официально зарегистрированный объект из мира интернета вещей. Дефиницию «интернет вещей» (Internet of things, IoT) предложил в 1999 году К. Эштон, который предположил, что возможно связать несколько физических объектов («вещей») на производстве для обмена информацией и взаимодействия между собой и с внешним окружением [3].
В 2012 году компания Rand Europe дает следующие определение: «Интернет вещей происходит из сегодняшнего Интернета, путем создания всепроникающей и самоорганизующейся сети связанных, идентифицируемых и адресуемых физических объектов, позволяющих осуществлять разработку приложений через ключевые вертикальные отрасли за счет использования встроенных чипов, датчиков, приводов и недорогой миниатюризации» [4]. Концепция интернета вещей, как глобальной инфраструктуры, обладающей принципиально новыми свойствами, была разработана в рекомендациях МСЭ-Т Y.40xx/Y.206x в начале XXI века. В рекомендациях приведено следующее определение: «Интернет вещей - это глобальная инфраструктура информационного общества, обеспечивающая передовые услуги за счет организации связи между вещами (физическими или виртуальными) на основе существующих и развивающихся совместимых информационных и коммуникационных технологий» [5].
МСЭ рассматривает интернет вещей как очередной этап развития технологий сетей связи, расширяющий возможности сетей следующего поколения (NGN) и определяющий направление движения к сетям будущего (FN). Концепция МСЭ, предполагая возможность сетевого обслуживания не только людей, но и любых устройств (вещей), без жесткой привязки к сети интернет. Можно предположить, что интернет вещей приведет к модернизации протокола IP, который ориентирован на совершенно другой круг задач.
K. Patel и S. Patel считают, что интернет вещей состоит из трех категорий, как показано ниже: «интернет вещей - это интернет трех вещей: люди с людьми; люди с машинами/вещами; вещи/машины с вещами/машинами, взаимодействующие через интернет» [6]. Цель интернета вещей состоит в том, чтобы позволить вещам быть связанными в любое время, в любом месте, с чем угодно и кем угодно.
Исследовательская компания Gartner рассматривает понятие «интернет вещей» как некую сеть физических объектов, содержащих средства для взаимодействия с внешней средой и между друг с другом, а также для передачи информации о своём состоянии и приёма распоряжений.
Представители McKinse дают менее абстрактное определение: интернет вещей - это датчики и приводы, встроенные в физические устройства и подключенные к интернету через проводные или беспроводные сети.
Следует отметить, что использование интернет вещей возможно в двух направлениях: создание умных подключенных продуктов (от создания умных часов и терморегуляторов до роботизированных помощников по дому и даже подключенных автомобилей) и сбор данных для улучшения результатов деятельности компаний (данное направление включает промышленный Интернет вещей, с помощью которого участники рынка реализовывают сбор данных с оборудования и анализируют их в целях оптимизации своих процессов, прогнозирования и предотвращения проблем и, в конечном итоге, создания более совершенных экосистем для производства товаров и услуг).
Исследователи Cisco IBSG полагают, что сам переход от «интернета людей» к «интернету вещей» произошел в промежутке между 2008 и 2009 годами, то есть это тот период, когда число
подключенных к сети предметов превысило количество людей. Уже в 2010 году в результате глобального распространения телефонов, планшетов и компьютеров, количество подключенных устройств выросло до 12,5 млрд, когда количество населения Земли составляло 6,8 млрд человек. Получается, что впервые в истории на каждого человека стало приходиться более одного подключенного устройства (1,84 устройства на душу населения) [7]. В мире растет количество «подключенных» устройств (по оценкам отраслевых аналитиков, в 2020 году их будет от 20 до 50 млрд единиц), и вместе с ним увеличивается число примеров применения интернета вещей» в экономике: энергетике, промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве, сельском хозяйстве, транспорте, здравоохранении и др. [8].
Под вещами авторами понимается физический или виртуальный объект, который имеет идентификатор и подключен к сети. Вещь, которая не имеет никаких возможностей кроме коммуникации с другими вещами, называется устройством [9]. С появлением интернета и массовым применением различных гаджетов «вещь» прошла эволюцию и существенно трансформировалась (рисунок 1). Многие предметы стали одновременно и материальными, и виртуальными объектами.
Рисунок 1 - Универсальная схема эволюции вещей на примере с/х техники
Следовательно, с нашей тоски зрения, интернет вещей - это совокупность взаимосвязанных объектов двух типов: умных вещей, которые способны взаимодействовать по эфирной сети между собой и с окружающей их средой без участия человека, и цифровых образов этих вещей, которые размещены в вычислительных облаках.
Существует огромное разнообразие сенсорных устройств и актуаторов, систем обработки и коммуникационных систем, несмотря на их огромное количество разновидностей, все умные вещи имеют однотипное построение (рисунок 2).
Разработанная обобщенная схема взаимодействия технологий интернета вещей представлена на рисунке 3.
На первом уровне схемы к технологиям интернета вещей мы отнесли следующие технологии [10, 11]:
- технологии идентификации позволяют отличить вещь от любой другой вещи. в реальном мире идентификатором может служить любой материальный параметр, в виртуальном - кодовое
обозначение или сетевой адрес терминала, в цифровой экономике - сочетание одного и другого;
Аналоговый АЦП
сенсор —*
Цифровой
сенсор
с.
с
н 03
« IX о о.
н о о
(и =
'—1 (и
№ о
С
Сенсорная система
Память
Процессор
^—
Операционная система, протоколы свячи, алгоритмы обработки
Система обработки
Антенна
Модуль радиосвязи
Ком м у н и ка цио н н ая система
Рисунок 2 - Модель умной вещи
Рисунок 3 - Технологии и сегменты интернета вещей
- технологии всепроникающих сенсорных сетей используют радиосигналы для организации взаимодействия между вещами. главными критериями выбора технологии ставятся энергетические и пространственные характеристики сенсорных полей, а не только битовая скорость передачи данных;
- технологии энергоснабжения умных вещей обеспечивают их продолжительную автономную работу (использование миниатюрных источников энергии, тепла человеческого тела, кинетической энергии от ходьбы или нажатия на клавиши, беспроводной подзарядки от электромагнитных сигналов и др.);
- сенсоры для измерения характеристик вещей и их внешнего окружения основаны на
естественных законах физики (механика, колебания и волны, молекулярная физика и термодинамика, электродинамика, оптика, теория относительности, квантовая физика и др.), химии, биологии, географии, астрономии и геологии;
- вычислители разной степени интеграции необходимы для проведения предварительной обработки данных (микропроцессоры, микроконтроллеры, микрочипы, устройства без аналого-цифрового преобразования и др.).
На 2 уровне представлены технологии потребительских и глобальных сегментов интернета вещей. В потребительских сегментах создаются технологии, предназначенные для использования отдельным человеком или ограниченной группой людей, в глобальных сегментах - технологии, вовлекающие большие массы потребителей на значительных территориях и оказывающие влияние на общественные отношения.
Третий уровень представлен технологиями 3-й платформы информатизации, которая объединяет информационные технологии облачных вычислений, интернета вещей, больших данных, широкополосного мобильного доступа и наложенных сервисов. Она обеспечивает объемные характеристики информационных систем более петабайтов при сохранении, терабиты и петафлопсы в секунду при распространении и обработке соответственно. Это означает, что сложность информационных и экономических систем стала соизмеримой, появилась возможность информационного моделирования процессов функционирования не только отдельных компонентов экономических систем, а всей экономики в целом [12].
Корпорация Ростех подготовила дорожную карту сквозной технологии «Промышленный интернет» по нацпроекту «Цифровая экономика». Внедрение промышленного интернета вещей даст экономический эффект в 5,5 трлн руб.. Под ним госкорпорация имеет в виду сумму дополнительной выручки и экономии за счет внедрения технологии в разные сферы экономики. Наибольшую ценность даст внедрение в несырьевой промышленности и добыче полезных ископаемых - в каждой отрасли более чем по 1 трлн руб. В сельском хозяйстве, электроэнергетике и логистике эффект превысит 500 млрд руб. Экономические эффекты от внедрения интернет вещей исходя из полученных данных исследования PwC следующие [7]:
1. Экономический эффект от внедрения 1оТ в электроэнергетике до 2025 года, по нашим оценкам, составит около 532 млрд рублей;
2. Экономический эффект от внедрения технологий 1оТ в сфере здравоохранения оценивается в 536 млрд рублей до 2025 года;
3. Минимальный экономический эффект от внедрения 1оТ в сельском хозяйстве может достичь к 2025 году 469 млрд рублей;
4. Экономический эффект от внедрения 1оТ в логистике оценивается в 542 млрд рублей до 2025
года;
5. Экономический эффект от внедрения 1оТ в городской среде в период 2018-2025 гг. может достичь 375 млрд рублей;
6. Экономический эффект от внедрения устройств «умных домов» за период до 2025 года составит порядка 387 млрд рублей.
Также следует отметить следующие возможности использования интернета вещей [13, 14]: для промышленных предприятий увеличение количества подключенных устройств значительно расширит рынок сбыта продукции и, как следствие, повысится конкурентоспособность российских предприятий промышленной отрасли; повышение эффективности использования имеющихся ресурсов предприятий промышленного комплекса; развитие и поддержка технологий в сфере интернета вещей, в первую очередь, в микроэлектронике, может стать ключевым механизмом для стимуляции импортозамещения; преодоление технологического отставания российских промышленных компаний; снижение затрат организации на сбор, анализ информации; повышение
качества существующих продуктов и сервисов.
Следовательно, интернет вещей масштабно и прочно внедряется в жизнь обычных граждан, что ведет к кардинальному изменению жизни людей на фундаментальном уровне. Экономика интернета вещей революционизирует способ производства, функционирования и ведения деятельности [15]. Изменения происходят быстрее, чем при любой из предыдущих промышленных революций [3]. Реальные темпы развития IoT-технологий намного выше и постепенно охватывают всё новые и новые отрасли. На данный момент ключевыми для рынка Интернета вещей регионами остаются Северная Америка, Китай, Дальний Восток и Западная Европа, но в ближайшем будущем всё может измениться. И не последнюю роль в таком активном распространении сыграет внедрение технологий 5G и разработка 1оТ-платформ для интернета вещей, которые помогут сократить нагрузку на сети, повысить скорость передачи данных и добиться максимальной универсальности и совместимости различных «умных» устройств между собой.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Т. О'Рейли. Что такое Веб 2.0? URL: http://old.computerra.ru/think/234100/ (дата обращения: 30.02.2020).
2. Нестеренко Е.С. Системный подход как основа понятийно-категориального аппарата цифровой экономики / Е.С. Нестеренко, Р.В. Науменко// Креативная экономика. - 2019. - Том 13. - № 5. - С. 911-926.
3. Щербинина М.Ю. Концепция интернет вещей /М.Ю. Щербинина, Н.А. Стефанова // КЭ. -2016. - №11. - С. 1323-1336.
4. К. Ратти Интернет вещей: эволюция или революция? URL: http://www.aig.com/content/dam/ aig/emea/russia/documents/business/iotbroshure.pdf (дата обращения: 05.03.2020).
5. Recommendation ITU-T Y.2060 'Overview of the Internet of things. 2012. URL: https://dig.watch/ sites/default/files/T-REC-Y2060-201206-I0/o21°/o21PDF-E.pdf (дата обращения: 11.03.2020).
6. K. Patel, S. Patel Internet of Things-IOT: Definition, Characteristics, Architecture, Enabling Technologies, Application & Future Challenges // International Journal of Engineering Science and Computing. 2016. - Vol 6. - No 5. P. 6122-6131. DOI 10.4010/2016.1482
7. Что такое интернет вещей? URL: http://www.tadviser.ru/index.php (дата обращения: 13.03.2020).
8. «Интернет вещей» (IoT^ России URL: https://www.pwc.ru/ru/publications/iot/iot-in-russia-research-rus.pdf (дата обращения: 23.04.2020).
9. Верзун Н.А. Введение в инфокоммуникационные технологии и сети future networks / Н.А. Верзун, М.О. Колбанёв, А.В. Омельян // Санкт-Петербург, 2016. - C. 20-44.
10. Тельтевская В. А. Идентификация устройств Интернета Вещей с помощью технологий дополненной реальности / В.А. Тельтевская, В.В. Зеленов, Н.И. Шустов, В.А. Кулик, Р.В. Киричек, М.А. Маколкина // Информационные технологии и телекоммуникации. - 2017. - Т. 5. - № 4. - С. 64-70.
11. Верзун Н.А. Обзор технологий и стандартов RFID систем / Д.М. Воробьева .М., А.М. Колбанёв, М.О. Колбанёв // Информационные технологии и телекоммуникации. - 2018. - Том 6. - No 1. - С. 1-11.
12. Колбанёв М.О. Проблемы информационнотехнологической деятельности / М.О. Колбанёв, И.Л. Коршунов, И.М, Левкин // Изв. вузов. Приборостроение. - 2017. - Т. 60. - № 2. - С. 105-109.
13. План мероприятий («дорожная карта») «Развитие технологий в области Интернета вещей» URL: http://www.sovel.org/images/upload/ru/1259/Roadmap_FRII_IoT.pdf (дата обращения: 22.04.2020).
14. Маркеева А.В. Интернет вещей (IoT): возможности и угрозы для современных организаций // Общество: социология, психология, педагогика. - 2016. - №2.URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ internet-veschey-iot-vozmozhnosti-i-ugrozy-dlya-sovremennyh-organizatsiy (дата обращения: 23.04.2020).
15. Гордеев В.А. Цифровая экономика в зеркале теоретической экономии / В.А. Гордеев, М.А.
Майорова, С.В. Шкиотов, М.И. Маркин // Электронный научный журнал «Теоретическая экономика». 2018. - № 6. - С. 66-69.
