Internet rzeczy na co dzień często kojarzony z inteligentnymi lodówkami, opaskami do mierzenia pulsu czy inteligentnym światłem w domu. Komercyjne IoT to w gruncie rzeczy zabawki, od których nie zależą żadne procesy gospodarcze. Poza dwoma obszarami, gdzie tych zabawek zaczyna się używać do poważnych celów – to rolnictwo i zdrowie.

Potencjału IoT powinniśmy szukać w innych miejscach.

Przesył musi się opłacać

Jednym z największych wyzwań internetu rzeczy jest łączność (connectivity). Jak przesyłać dane? Jak sprawić, by zbieranie informacji z czujników miało sens? Co zrobić, żeby było tanie i odbywało się w czasie przynajmniej zbliżonym do rzeczywistego?

Zobacz również:

• 8 błędów strategii danych, których należy unikać
• 5G - rozwój jeszcze przed nami, 6G - tuż tuż, za rogiem

Przez wiele lat na świecie nie było dobrej łączności na morzu. Na statkach występują problemy dwóch rodzajów: łączność na samej jednostce (trudności w propagacji sygnału przez stalowe ściany) oraz łączność ze światem. O ile transmisja danych pogodowych przez łącze satelitarne mieściła się w akceptowalnych kosztach, o tyle zrobienie konserwacji maszyn uprzedzającej awarię (predictive maintenance) na kontenerowcu, a tym bardziej śledzenia ładunku z wykorzystaniem satelity byłoby zupełnie nieopłacalne.Podobnie też i na lądzie są miejsca, gdzie komunikacja maszyn jest lub była niemożliwa, np. w odległych lasach, w których sytuowane są czasem zakłady obróbki drewna. Dane z fabryki mogły trafiać na serwer i stamtąd być fizycznie ściągane. I tyle.

Również w powietrzu. Znany jest od kilkudziesięciu lat koncept, by samolot silnikowy mierzyć wieloma czujnikami, dane z nich przesyłać do koncentratora, zrzucać je na dysk, a po wylądowaniu ściągnąć. Po wylądowaniu. Nie wcześniej.

Co łączy te przykłady? Brak łączności, oczywiście. Brak możliwości taniej wymiany danych między maszynami w optymalnym czasie.

W tej chwili osiągnęliśmy technologiczną ścianę dla łączności. Oczywiście, niebawem czeka nas kolejna rewolucja, czyli 5G. Do momentu, kiedy nie będzie 5G, pasmo LTE nie rozwiąże problemu wyładowywania danych, dlatego niezbędne jest przetwarzanie na brzegach sieci.

Aleksander Poniewierski, partner i Global IoT leader w EY

I to tu – o czym mało się mówi – nastąpiła jedna z większych rewolucji. Był nią moment przejścia w sieciach GSM z 3G na 4G i możliwość zbudowania na bazie LTE prywatnych sieci. Czy to rozwiązuje problem? Na dziś tak. Pod warunkiem że w proces zbierania danych odbywa się na brzegach sieci, z priorytetyzacją potrzebnych w danym momencie danych. Odwołując się do przykładu morza – statek z kontenerami, płynący wzdłuż wybrzeży, jest w stanie zrzucać informacje np. z sensorów kontenerowych poprzez LTE z lądu, w optymalnej prędkości i przy akceptowalnych kosztach.

„Te rzeczy są dziś możliwe. To pierwszy wielki krok. Lepiej już nie będzie, ponieważ w tej chwili osiągnęliśmy technologiczną ścianę dla łączności” – mówi Aleksander Poniewierski, partner i Global IoT leader w EY. „Oczywiście, niebawem czeka nas kolejna rewolucja, czyli 5G, z 10 x szybszą reakcją, 100 x wyższą prędkością, 1000 x większą pojemnością. 5G da możliwość odmiejscowienia huba. Zabierze logikę przetwarzania danych z fabryki, statku czy samochodu i przeniesie do chmury. Ale do momentu, kiedy nie będzie 5G, LTE nie rozwiąże problemu wyładowywania danych, dlatego niezbędne jest przetwarzanie na brzegach sieci”.

Zmonetyzowane sporty grupowe

Internet rzeczy pozwala przekraczać bariery do tej pory nieprzekraczalne. Może służyć produktywności (efektywności operacji), ale może też, wygenerować potrzebę i wartość, którą uda się sprzedać.

Przykład? Sporty, których nie dało się wcześniej monetyzować. Choćby niebiletowane wyścigi kolarskie czy rajdy samochodowe, gdzie wzdłuż trasy stoją fani, czekając, aż obok nich na pełnej prędkości przemknie zawodnik na rowerze czy w aucie. Poza emocjami i tym, co widzieli na własne oczy w momencie przejazdu zawodnika, kibice nie dostawali niczego więcej. Więcej informacji dostawali ci, którzy śledzili wyścigi w telewizji. To jednak oznaczało oglądanie i słuchanie czyjejś relacji z trasy z opóźnieniem, często w formie omówienia danego fragmentu nagrania z trasy.

Internet rzeczy zmienił to diametralnie.

Australijska federacja kolarska Velon postanowiła z zewnętrznymi partnerami stworzyć narzędzie do mierzenia efektywności treningów. Zainwestowała w technologię i wyposażyła rowery zawodników w szereg sensorów, np. nacisku na pedały, pochylenia, a do tego oczujnikowała samych kolarzy. Podczas jazdy zbierano informacje. Część z nich pozwalała trenerom optymalizować trening kolarzy. Na innych można było zarobić, generując dodatkowe informacje dla kibiców. Przy współpracy z operatorem telekomunikacyjnym, firmą doradczą i dostawcą technologii stworzono platformę IoT, która zbierała dane sensoryczne, przetwarzała je i odpłatnie dostarczała kibicom w formie aplikacji z rozszerzoną rzeczywistością. Fani dostali niedostępne do tej pory informacje zapakowane w nowatorskiej aplikacji augmentem reality z zaledwie 4-sekundowym opóźnieniem od czasu rzeczywistego.

W ten sposób powstał nowy strumień dochodów. Kibice, podobnie jak dotąd, nie płacą za wstęp na trasę wyścigu, ale w przypadku niektórych imprez w tysiącach wykupują dostęp do aplikacji. Ten przykład otwiera furtkę do monetyzacji kolejnych dyscyplin sportu, choćby rajdów samochodowych czy maratonów. We wszystkich tych przykładach towarem jest nie tylko informacja, ale i czas jej dostarczenia.

Rewolucja na oceanach

Od XVIII wieku aż do czasów współczesnych nie zmienił się proces ubezpieczenia statków. Ubezpieczenie towaru i zastosowana stawka były wypadkową wartości towaru, obranej trasy morskiej i czasu rejsu. Na przykład statek wyruszał z portu X, po drodze do celu zawijał do portów Y, Z. Na podstawie informacji zebranych o statku w inspektoratach portów, do których zawijał tenże statek, ubezpieczyciel szacował ryzyko ubezpieczeniowe, biorąc pod uwagę bezpieczeństwo obranej trasy. Z tego zrodziły się ubezpieczenia portfelowe, gdzie wszystkie elementy były właściwie znane – droga, porty, cargo.

Stary system wywrócił się za sprawą platformy IoT, zbudowanej na bazie blockchaina, którą przygotował Maersk we współpracy z estońskim ekspertem od blockchaina, firmą Guardtime, ekspertami z EY i Microsoftem.

Mowa o Marine Blockchain Insurance. Dzięki łączności statku z internetem (przybrzeżne LTE) i ustalaniu położenia jednostki online możliwa stała się w czasie rzeczywistym zmiana stawki ubezpieczenia. Żeby uświadomić sobie, jak wielka jest to zmiana, należy zrozumieć, co dzieje się z ubezpieczeniem cargo na morzu. W klasycznym wariancie ubezpieczyciel na podstawie danych historycznych – np. statek zawinął do portu, po drodze wpłynął na niebezpieczne wody somalijskie – musiał skorygować wartość polisy. Obecnie na platformie IoT, dzięki danym uzyskanym online, może zrobić to w czasie rzeczywistym (pod warunkiem że statek, płynąc przy linii brzegowej, znajduje się w zasięgu LTE). Druga sytuacja: wyobraźmy sobie statek, który przewozi ropę naftową. W czasie rejsu, np. z Londynu do Kapsztadu, ładunek zmienia właściciela (towar został sprzedany w tej chwili na giełdzie). To dość częsty przypadek. Gdy jest inny właściciel, kontrakt ubezpieczeniowy wygasa, zmieniają się ubezpieczyciel i polisa. Na platformie IoT dzięki zastosowaniu technologii blockchain dającej pewność niezafałszowania danych odbywa się zmiana kontraktu. Dzięki transparentności (blockchain) ubezpieczyciel ma możliwość pełnej kontroli przewoźnika i redukowania ryzyka.

Żółty wariant compliance

IoT może także pomagać w pomiarach jakości, pozwalając spełnić nałożone na sektor regulacje prawne. W amerykański krajobraz od wielu lat wpisane są żółte ciężarówki i przyczepy firmy Penske do wynajęcia właściwie przy każdej drodze. Ponadstudwudziestotysięczny park maszynowy gotowy zawieźć Amerykanom każdy ładunek z miejsca A do miejsca B. Przy takiej skali biznesu pojawią się wyzwania. Największe to odpowiednie rozliczenie odległości w połączeniu z warunkami użytkowania – po jakich drogach kierowcy wieźli swój towar. Druga sprawa, jaki towar wieźli. Nikt nie chciałby użytkować przyczepy czy ciężarówki do przewiezienia warzyw, jeśli dzień wcześniej inny wynajmujący przewiózł daną jednostką tonę chemikaliów. Przez lata odpowiedzi na te dwa podstawowe problemy udzielała wypełniana deklaracja przewozowa, w której wynajmujący określał destynację, trasę i zawartość ładunku.

Przy takiej liczbie przyczep i ciężarówek trudno wyłapać nieuczciwe deklaracje, tym bardziej że przy oddawaniu wypożyczonego sprzętu trudno zweryfikować, jaki był faktyczny ładunek. Nic dziwnego, że czasami dochodziło do zdarzeń niebezpiecznych, takich jak choćby mieszanie się związków chemicznych z dwóch różnych kursów. Agencja rządowa FDA (Food and Drug Administration) wprowadziła regulacje mające zapobiec takiemu ryzyku, polegające m.in. na wykluczeniu na pewien okres środka transportu: jeśli ktoś wiózł przyczepą chemikalia, musiała ona odstać kilkadziesiąt dni, zanim można ją było użytkować do przewozu innych towarów. FDA nakazała takim firmom jak Penske restrykcyjny monitoring wytycznych, co wygenerowało potrzebę zatrudnienia armii kontrolerów.

Co w tej sytuacji zrobiła Penske? Postawiła na IoT. Firma miała już wcześniej platformę do predictive maintenance: zaimplementowane w samochodach i przyczepach sensory pozwalały określić warunki użytkowania (np. czujnik wibracji). Dwa lata temu wprowadziła rozwiązanie pozwalające uzyskać zgodność z regulacjami FDA: czujniki potrafiące wskazać, co jest, a co na pewno nie jest przewożone – czyli sensory mierzące wilgotność, temperaturę, dźwięk, światło i inne. Przewożone meble nie zmieniają wilgotności, w przeciwieństwie do truskawek, zaś chemikalia w beczkach chlupoczą… Ale korzyści nastąpiły nie tylko w warstwie compliance. Penske mogło zaoszczędzić na kontrolach i lepiej zarobić, skoro przyczepy nie miały niepotrzebnych przerw w wynajmie.

Smart city tylko z ludźmi

W IoT liczy się skala. I to ona jest wyzwaniem, z którym nie każdy potrafi sobie jeszcze poradzić. A taka rodzi problemy, które trzeba rozwiązywać za pomocą ścisłego podejścia architektonicznego. Przykładem jest koncepcja inteligentnego miasta Smart Dubai Office wdrażana przez administrację rządową. W Dubaju wszystko jest smart: lotnisko, transport, budynki. Problemem było połączenie wszystkich elementów w dającą się zarządzać całość.

Potrzebna więc roadmapa, określająca, w jaki sposób wdrażać IoT, jak pokrywać miasto np. czujnikami temperatury, natężenia ruchu, kamer. Dzięki temu można otrzymywać wartościowe dane i odpowiednio je wykorzystać, choćby do optymalizacji ruchu karetek w mieście, by w jak najkrótszym czasie docierały do miejsc, które były wytypowane jako te o zwiększonym ryzyku zasłabnięć ludzi (z powodu przegrania i dużego ruchu ludzie mdleją, a za pomocą sensorów miejskich takie miejsca można łatwo zidentyfikować).

W Dubaju pracuje kilkadziesiąt tysięcy kamer, na których odkłada się pustynny kurz. Ktoś musi umiejętnie je czyścić, by po pierwsze nie uszkodzić urządzenia, a po drugie nie zmienić kąta widzenia. Podobnie dzieje się u nas, m.in. na nowoczesnych parkingach. Nieczyszczone systematycznie sensory zaczynają wariować, nie pokazują wolnych miejsc. „Przykład Dubaju pokazuje, że IoT powoduje przeprofilowanie pracowników. W przypadku inteligentnych parkingów z pracowników parkingowych, którzy kierowali ruchem i ustawianiem samochodów, na pracowników zarządzających elektroniką” – zauważa Aleksander Poniewierski. „Robotyzacja nie wykluczy ludzi, ona zmieni ich rodzaj pracy” – przewiduje. Jednak dość często się o tym nie pamięta i w projektach IoT, na etapie planowania, nie zakłada się kosztów ludzkich.

Zrozumieć i zmienić

„Myśląc o internecie rzeczy, musimy sobie odpowiedzieć na kilka pytań. Po pierwsze, gdzie jest zysk. Jak zmonetyzować wdrożenie, jak zoptymalizować biznes, jak dostosować się do obowiązujących regulacji, przy okazji wprowadzić oszczędności. Po drugie, jak zapanować nad skalą, po trzecie wreszcie, jak sprostać wyzwaniom bezpieczeństwa” – wylicza Aleksander Poniewierski.

Bezpieczeństwo może być rozumiane oczywiście na wiele sposobów. Najczęściej w przypadku konsumenckiego IoT jako zapewnienie prywatności i zabezpieczenia przed atakami hakerskimi.

W świecie technologii operacyjnych dla biznesu nastąpiła zmiana paradygmatu. Przez lata był to świat odseparowany od internetu, rządzący się prostymi zasadami – systemy musiały gwarantować dostęp fizyczny i być fizycznie zabezpieczone. Konwergencja OT/IT wywołała specyficzne potrzeby w zakresie bezpieczeństwa: jak zabezpieczyć infrastrukturę Industrial IoT przed niedziałaniem (IT Resilience).

W świecie przemysłu bezpieczeństwo IIoT może oznaczać również optymalizację nadmiarowości bezpieczeństwa. O co chodzi? Spójrzmy na tzw. wyrobiska trudne, gdzie przy wydobyciu surowca trudno przewidzieć pojawienie się metanu, ruch warstw tektonicznych i innych zjawisk mających wpływ na bezpieczeństwo. To często rzeczy wręcz niemierzalne, dlatego stosuje się tu zasadę nadmiarowości. Nie tylko w wyrobiskach, ale też np. na platformach wiertniczych. Jeśli ciśnienie w rurach wynosi 1 bar, stosuje się rury o wytrzymałości 20 barów. Jeśli, zgodnie z zapewnieniem producenta, rura może wytrzymać 10 lat, zmienia się ją corocznie. Jeśli w kopalni z wyliczeń wynika, że stemplowanie powinno odbywać się co metr, stempluje się co pół metra.

Świat zmierza w kierunku obniżania kosztów. Niskie koszty wytworzenia i utrzymania decydują dziś o przewadze konkurencyjnej. Dlatego IIoT zaczyna służyć optymalizacji nadmiarowego bezpieczeństwa. Wszystko można oczujnikować, a na podstawie danych przewidzieć, kiedy dany element powinien być wymieniony. Przykład? Corrosion Management, czyli rozpoznawanie korozji jeszcze przed oznakami fizycznymi. Sensory w środku rury analizują na bieżąco skład chemiczny przepływającej cieczy. Brzmi dziwacznie? Niekoniecznie, jeśli uświadomimy sobie milionowe oszczędności stojące za takimi rozwiązaniami.