Сегодня практически все промышленные производства стремятся перейти на очередную ступень цифровой эволюции за счет внедрения технологий IoT. Причем в промышленности IoT в большей степени ориентирован на аналитику больших данных (big data) и направлен на повышение эффективности производства, надежности работы и производительности по всей цепочке поставок. Для оптимизации промышленного производства необходимо принимать своевременные решения на основе достоверной информации. Этого помогает достичь использование таких возможностей IoT, как обучение машин, большие данные и технологии автоматизации для создания "системы в системе". Все эти инструменты могут точно и последовательно выделять, принимать, анализировать и передавать данные с целью достижения большей эффективности, надежного управления и улучшения контроля качества по всей цепочке производственного цикла.
Примером применения такого подхода к промышленному производству является контроль и обеспечение исправности промышленного оборудования - одного из главных производственных активов. Если оно выходит из строя слишком часто, то, как правило, это значит, что отсутствует логический способ быстро проанализировать ситуацию и установить, в чем причина поломки: либо не хватает достоверной информации, либо специалистам требуется несколько часов или дней для анализа данных.
Промышленный IoT использует показания датчиков для превентивного ремонта оборудования, разработки и тестирования его модификаций, онлайн инвентаризации и мониторинга загрузки каждой производственной единицы. Например, использование датчиков вибрации в турбинах энергоустановок и сбор соответствующих больших данных позволил компании General Electric сэкономить 35% на обслуживании турбин по всему миру и ввести модификации в их конструкцию. Таким образом, накопление данных по работе однотипного оборудования на различных производствах позволяет создать аналитические модели поломки оборудования. Использование данных моделей с результатами наблюдения в реальном времени над конкретным образцом оборудования позволяет прогнозировать поломку, а также оперативно определять ее причину и устранять ее. Во многих случаях особенности производственного процесса позволяют подключать оборудование только по беспроводным каналам с использованием тех или иных радиотехнологий. Выбор радиотехнологии существенно зависит от режима сбора информации. В случае необходимости получать данные ежесекундно с высокой гарантией по задержке и качеству, необходимо использовать сети связи на базе Nb-IoT/LTE-eMTC или переходить к высокоскоростным сетям сотовой подвижной связи. Если цикл передачи и объем данных менее критичны, возможно использование всего спектра узкополосных беспроводных сетей связи IoT.
Большой пласт задач, связанный с промышленностью, относится к логистике материалов, техники и персонала. Организация эффективного перемещения материалов, техники и персонала в рамках производственного процесса позволяет существенно повысить производительность труда и сократить издержки за счет анализа поступающих данных и контроля полного цикла производственного процесса. Как правило, для таких применений могут использоваться различные узкополосные беспроводные сети связи IoT. В случае, если производственный процесс локализован в рамках территории предприятия, возможно развертывание частной узкополосной беспроводной сети связи IoT в полосах радиочастот, используемых в упрощенном порядке. В случае необходимости организовывать логистику и координацию действий на территории города или субъекта Российской Федерации необходимо использовать узкополосные беспроводные сети связи IoT с широким охватом и мобильностью в полосах радиочастот, используемых в общем порядке. Примером промышленного использования узкополосных беспроводных сетей IoT в географически распределенных инфраструктурах, таких как газо- и нефтепроводы, является управление заслонками, контроля температуры и давления, выявления утечек и скопления газов и возгораний.
Если говорить о процессах автоматизации производства, узкополосные беспроводные сети связи IoT, даже на основе стандарта Nb-IoT/LTE-eMTC, как правило, не могут выполнить требований по задержке и надежности, а в случае необходимости передачи видео и требования по пропускной способности, которые потребуются при автоматизации заводов и фабрик. В этом случае необходимо использовать либо специальные сети сотовой подвижной связи в полосах радиочастот, используемых в общем порядке, либо специальным образом адаптированные высокопроизводительные беспроводные технологии. При этом для беспроводных решений в промышленном "Интернете вещей" затруднительно использовать радиочастоты ниже 1 ГГц. В этом случае более востребованными являются узкополосные беспроводные сети связи IoT в полосах радиочастот, используемых в общем порядке, так как для промышленных применений характерно большое число IoT устройств, размещаемых на сравнительно небольшой территории предприятия. В таких условиях малое затухание сигнала, которое отмечается в низких диапазонах радиочастот, ведет к увеличению помех. Для обеспечения надежности промышленной автоматизации на международном уровне рассматривается вопрос выделения отдельной части полосы радиочастотного спектра, используемого в общем порядке.