ПРОМИСЛОВІ ІННОВАЦІЇ: ІНТЕРНЕТ РЕЧЕЙ, БЛОКЧЕЙН, ЦИФРОВИЙ ДВІЙНИК

  • О.О. Шапуров Інженерний навчально-науковий інститут імені Ю.М. Потебні Запорізького національного університету https://orcid.org/0000-0002-4381-4886
Ключові слова: промисловий інтернет речей, блокчейн, цифровий двійник, машинне навчання, фреймворк

Анотація

Досліджуючи інновації у промисловості, дана стаття пропонує систематичний огляд ключових аспектів промислового Інтернету речей (IIoT), машинного навчання, технології блокчейн, цифрових двійників та інших напрямів, що стали суттєвими в рамках Індустрії 4.0. Досліджено вплив цих інновацій на промислові операції, ланцюги поставок та виробничі процеси, доводячи їхню значущість та позитивний вплив у металургії та інших галузях промисловості. Зазначено, що IIoT стає ключовим компонентом у модернізації виробництва, а також відіграє значну роль у вдосконаленні ланцюгів поставок, транспорті, охороні здоров’я. Наведено практичних приклад використання промислового інтернету речей гірничодобувною компанією Altos de Punitaqui на відкритому кар'єрі Фьюжнада. Технології, які використовуються для підтримки IIoT, включають штучний інтелект, хмарні обчислення, аналітику великих даних, блокчейн та віртуальну реальність. Розглянуто використання машинного навчання, що базується на різних фреймворках. В результатів дослідження сформовані наступні найбільш споживані фреймворки промисловими підприємствами: TensorFlow, Microsoft Cognitive Toolkit, H2O, Torch і PyTorch, Caffe, та показано їхню значущість для подальшого розвитку в контексті IIoT. Також розглянуто технологію блокчейн та її застосування у гірничодобувній промисловості, підкресливши її потенціал у покращенні ефективності управлінні ресурсами. Доведено, що технологія блокчейн може діяти як безпечний реєстр записів, що забезпечує динамічний обмін важливими документами. Окреслено значення цифрових двійників як технологічних рішень, які сприяють у плануванні та виробництві, дозволяючи прогнозувати працездатність об’єктів та вдосконалювати виробничі процеси. Відзначено динамічне зростання ринку цифрових двійників та їх широке застосування у ланцюгах поставок, технічному обслуговуванні та візуалізації активів, що сприяє покращенню господарської діяльності в промисловості. На основі визначеного про цифрового двійника важливо зауважити, що стандарт ISO 23247 для цифрових двійників допоможе встановити систематичний підхід до їхнього практичного використання в промисловості. Такі стандартизовані підходи стимулюватимуть подальше поширення та розвиток цих інновацій, сприяючи їхньому ефективному впровадженню в промислове виробництво.

Посилання

Statista. Internet of Things (IoT) total annual revenue worldwide from 2020 to 2030. (2023) Available at: https://www.statista.com/statistics/1194709/iot-revenue-worldwide/ (accessed November 29, 2023).

McKinsey Global Institute. (June, 2015) The internet of things: mapping the value beyond the hype. McKinsey & Company, 24 p. Available at: https://www.mckinsey.com/~/media/mckinsey/industries/technology%20media%20and%20telecommunications/high%20tech/our%20insights/the%20internet%20of%20things%20the%20value%20of%20digitizing%20the%20physical%20world/unlocking_the_potential_of_the_internet_of_things_executive_summary.pdf (accessed November 29, 2023).

Javaid M., Abid Haleem, Pratap Singh R., Rab S. & Suman R. (2021). Upgrading the manufacturing sector via applications of Industrial Internet of Things (IIoT). Sensors International, no. 2. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sintl.2021.100129

Dong L., Mingyue R. & Guoying M. (2017) Application of Internet of Things Technology on Predictive Maintenance System of Coal Equipment. Procedia Engineering, no. 174, pp. 885–889. DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.01.237

Cheng J., Chen W., Tao F. & Lin C.-L. (2018) Industrial IoT in 5G environment towards smart manufacturing. Journal of Industrial Information Integration, no. 10, pp. 10–19. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jii.2018.04.001

Matthew N. O. Sadiku, Yonghui Wang, Suxia Cui & Sarhan M. Musa. (2017) Industrial internet of things. International Journal of Advances in Scientific Research and Engineering, no. 3 (11). DOI: https://doi.org/10.7324/ijasre.2017.32538

Aguirre-Jofré, H., Eyre, M., Valerio, S., & Vogt, D. (2021). Low-cost internet of things (IoT) for monitoring and optimising mining small-scale trucks and surface mining shovels. Automation in Construction, no. 131. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103918

Statista. Industrial Internet of Things (IIoT) market size worldwide from 2020 to 2028. (2023). Available at: https://www.statista.com/statistics/611004/global-industrial-internet-of-things-market-size/ (accessed November 29, 2023).

Al-Badi A., Tarhini A. & Khan A. I. (2018) Exploring Big Data Governance Frameworks. Procedia Computer Science, no. 141, pp. 271–277. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2018.10.181

Tensorflow Available at: https://www.tensorflow.org/about (accessed November 29, 2023).

Microsoft Cognitive Toolkit. Available at: https://learn.microsoft.com/ru-ru/cognitive-toolkit/ (accessed November 29, 2023).

H2O. Available at: https://h2o.ai/

The Industrial Internet of Things (IIoT): the business guide to Industrial IoT. Available at: https://www.i-scoop.eu/internet-of-things-guide/industrial-internet-things-iiot-saving-costs-innovation/ (accessed November 29, 2023).

Chen F., Xiao Z., Cui L., Lin Q., Li J. & Yu S. (2020) Blockchain for Internet of things applications: A review and open issues. Journal of Network and Computer Applications, no. 172. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnca.2020.102839

World Economic Forum (July, 2018) 4 ways blockchain will transform the mining and metals industry. World Economic Forum. Available at: https://www.weforum.org/agenda/2018/07/4-ways-blockchain-will-transform-the-mining-and-metals-industry/ (accessed November 29, 2023).

Calvão F. & Archer M. (2021) Digital extraction: Blockchain traceability in mineral supply chains. Political Geography, no. 87. DOI: https://doi.org/10.1016/j.polgeo.2021.102381

Gmk.Center (2020) Why the steel industry needs blockchain. Blockchain. Available at: https://gmk.center/en/opinion/why-the-steel-industry-needs-blockchain/ (accessed May 10, 2023).

Javaid M., Haleem A. & Suman R. (2023) Digital Twin applications toward Industry 4.0: A Review. Cognitive Robotics, no. 3, pp. 71–92. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cogr.2023.04.003

Attaran M. & Celik B. G. (2023) Digital Twin: Benefits, use cases, challenges, and opportunities. Decision Analytics Journal, no. 6. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dajour.2023.100165

Deloitte (2021) The net zero workforce. Mining & Metals. Available at: https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/uk/Documents/energy-resources/deloitte-uk-net-zero-workforce-mining-and-metals.pdf (accessed May 10, 2023).

Shao G. & Helu M. (2020) Framework for a digital twin in manufacturing: Scope and requirements. Manufacturing Letters, no. 24, pp. 105–107. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mfglet.2020.04.004

Переглядів статті: 48
Завантажень PDF: 75
Опубліковано
2023-12-29
Як цитувати
Шапуров, О. (2023). ПРОМИСЛОВІ ІННОВАЦІЇ: ІНТЕРНЕТ РЕЧЕЙ, БЛОКЧЕЙН, ЦИФРОВИЙ ДВІЙНИК. Трансформаційна економіка, (5 (05), 115-121. https://doi.org/10.32782/2786-8141/2023-5-20