Российский рынок промышленного интернета вещей (IIoT) демонстрирует впечатляющий рост, достигнув 144,4 млрд рублей в 2023 году с перспективой увеличения до 189 млрд рублей к 2026 году. В настоящее время мы наблюдаем значительный прогресс в развитии умных городов, где уровень цифровизации повысился на 55% по сравнению с 2018 годом.
Однако внедрение IIoT в городскую инфраструктуру сопряжено с серьезными вызовами в области кибербезопасности. Статистика показывает, что в первом полугодии 2024 года наибольшее количество киберинцидентов было зафиксировано именно в промышленности и энергетике — 38% и 37% соответственно. Более того, внедрение систем «Цифрового ресурсоснабжения» на основе IoT-платформ уже демонстрирует конкретные результаты, позволяя сократить потери на 3–5% и расходы на электроэнергию до 10%.
В этой статье мы рассмотрим практические аспекты внедрения промышленного интернета вещей в российских умных городах, проанализируем текущие проекты и определим ключевые шаги для успешной реализации IIoT-решений в городской среде.
Текущее состояние IIoT в умных городах России
В настоящее время в России насчитывается около 35 тыс. организаций, использующих технологии промышленного интернета вещей, что на 30% больше показателей 2021 года. При этом географическое распределение показывает, что треть всех заказчиков сосредоточены в центральной части России, а 20% — в Приволжском федеральном округе.
Анализ существующей инфраструктуры. Средняя стоимость одного IIoT-проекта достигла 5,2 млн рублей. В сфере программного обеспечения, включая IoT-платформы и промышленные шлюзы, объем выручки составил 45 млрд рублей, что соответствует 26% общего рынка. Кроме того, активно развивается сегмент М2М-подключений, достигший 48,9 млн устройств.
Ключевые проекты 2024 года. Одним из значимых достижений стала разработка доверенной промышленной сети передачи данных, реализация которой планируется к 2030 году. В Объединённой двигателестроительной корпорации внедряется масштабный проект по подключению 600 станков к IIoT-сети, что расширит общую сеть до 2,5 тыс. единиц оборудования.
Основные технологические барьеры. Основные препятствия для развития IIoT включают:
- Дороговизну элементной базы и ограниченную номенклатуру российских микроконтроллеров
- Скудный лицензируемый частотный ресурс для беспроводных устройств
- Отсутствие единых отраслевых стандартов и кросс-платформенных решений
При этом 62% российских организаций сталкиваются с серьезными вызовами при реализации IoT-проектов, включая сложности интеграции (31%) и проблемы кибербезопасности (29%). Однако внедрение IIoT-технологий способствует увеличению производительности труда на 10-25% и снижению издержек на 10-20% в перспективе следующих пяти лет.
Практические шаги внедрения промышленного интернета вещей
Внедрение промышленного интернета вещей начинается с тщательного аудита всех производственных процессов и оценки возможностей модернизации.
Оценка готовности городской инфраструктуры. Первым шагом становится анализ состояния производства и проверка оборудования на соответствие техническим требованиям. Специалисты по сертификации проводят полный анализ инфраструктуры, составляют перечень необходимых документов и консультируют по изменениям в документации. При этом компьютерное и электронное оборудование, входящее в состав систем мониторинга, проходит обязательную проверку безопасности.
Разработка дорожной карты внедрения. Дорожная карта включает 30 ключевых мероприятий. Во-первых, разрабатываются единые требования к цифровой инфраструктуре. Во-вторых, прорабатываются возможности использования специальных полос радиочастот для устройств ближнего радиуса действия. Наконец, формируются рекомендации по стандартам и протоколам технологий.
Выбор технологических решений. Основные критерии выбора технологических решений включают:
- Способность сократить эксплуатационные расходы и время реагирования на инциденты
- Возможность интеграции с существующими системами городского управления
- Поддержку открытых системных интерфейсов для междисциплинарного взаимодействия
Внедрение платформы «Цифровое ресурсоснабжение» на объектах показало значительные результаты: сокращение количества инцидентов на сетях водо- и теплоснабжения, повышение эффективности работы предприятий, сокращение потерь на 3–5%, снижение расходов на электроэнергию до 10%, увеличение производительности труда более чем на 50%.
Интеграция IIoT-платформ с городскими системами
Стандартизация протоколов передачи данных становится ключевым фактором успешной интеграции IIoT-платформ в городские системы. Росстандарт утвердил национальный стандарт протокола LoRaWAN для интернета вещей, который вступит в силу 1 июля 2024 года. Этот протокол уже активно используется в 54 городах России, поддерживая более 2 миллионов датчиков.
Унификация протоколов передачи данных. Основные протоколы беспроводной связи для IIoT включают:
- LoRaWAN для дальней связи с низким энергопотреблением
- NB-IoT для промышленных приложений
- ZigBee для локальных сетей устройств
Кроме того, сеть интернета вещей на базе протокола LoRaWAN демонстрирует высокую эффективность в условиях сложной городской застройки при относительно невысоких затратах на создание и поддержку инфраструктуры. В настоящее время к сети «Ростелекома» подключено несколько десятков тысяч приборов учета по технологии LoRaWAN.
Создание единого центра управления. Единый центр управления (ЕЦУ) обеспечивает постоянный мониторинг работы оборудования в режиме реального времени. В его задачи входит своевременное информирование о необходимости технического обслуживания устройств, обновление встроенного программного обеспечения и удаленное конфигурирование устройств различных типов.
Следовательно, интеграция IIoT-платформ позволяет городам контролировать и оптимизировать критически важную инфраструктуру, включая транспортные сети и коммунальные службы. По данным исследований, 62% российских организаций при реализации IoT-проектов сталкиваются с проблемами интеграции (31%) и управления данными (31%).
Однако внедрение единых стандартов и создание централизованной системы управления способствует повышению эффективности городской инфраструктуры. В частности, системы мониторинга и управления потреблением энергии на основе IoT включают установку различных устройств и сенсоров, собирающих данные о потреблении энергии в реальном времени.
Обеспечение безопасности умных городов
Кибербезопасность становится критическим фактором в развитии умных городов, поскольку объединение ИТ и ОТ систем значительно увеличивает поверхность для потенциальных атак.
Защита критической инфраструктуры
В связи с растущей цифровизацией городской среды, защита критической инфраструктуры требует комплексного подхода. Исследования показывают, что наиболее серьезные риски находятся на уровне операционных технологий, где кибератака может нарушить работу физической инфраструктуры.
Основные меры защиты включают:
- Внедрение эшелонированной защиты с несколькими слоями контроля безопасности
- Обязательное шифрование данных сразу после включения устройства
- Синхронизация процессов авторизации для устранения слабых мест
Кроме того, городской персонал должен иметь четкое представление о поведении каждого подключенного устройства – какие данные оно собирает, как эти данные передаются и используются. В то же время, необходимо обеспечить надлежащее управление идентификацией во всех подключенных системах.
Управление рисками кибербезопасности
Статистика показывает, что в 2024 году субъекты угроз активно используют устройства интернета вещей в качестве шлюза к широкому спектру разрозненных ИТ- и ОТ-систем. Следовательно, стратегии безопасности умных городов должны быть готовы противостоять распределенным атакам типа «отказ в обслуживании», которые могут вывести из строя веб-сайты, компьютеры и онлайн-сервисы.
Национальный институт стандартов и технологий разработал основу для IoT-платформы умных городов, которая фокусируется на кибербезопасности и защите данных. При этом особое внимание уделяется предиктивной аналитике и системам видеоаналитики.
Однако простое объединение систем приводит к тому, что поверхность атаки значительно увеличивается. В связи с этим необходим подход с обеспечением повышенной защищенности критических узлов на границе контуров ОТ-ИТ. Такая защищенность достигается за счет конструктивной безопасности, когда защитные механизмы глубоко интегрированы в архитектуру и программный код системы.
Заключение
Развитие промышленного интернета вещей в России демонстрирует значительный прогресс. Безусловно, рост рынка IIoT до 144,4 млрд рублей в 2023 году подтверждает серьезность намерений по цифровой трансформации городской среды.
Внедрение единых стандартов, таких как LoRaWAN, и создание централизованных систем управления значительно повышают эффективность городской инфраструктуры. Следовательно, умные города России получают реальные преимущества: сокращение потерь ресурсов на 3-5%, снижение расходов на электроэнергию до 10% и рост производительности труда более чем на 50%.
Однако успешное развитие IIoT требует комплексного подхода к кибербезопасности. Эшелонированная защита, обязательное шифрование данных и строгое управление идентификацией становятся неотъемлемыми элементами современной городской инфраструктуры.
Таким образом, российские города уверенно движутся к цифровому будущему, где технологии IIoT служат основой для повышения качества жизни граждан и эффективности городского управления. Результаты внедрения подтверждают правильность выбранного курса на цифровизацию городской среды.
