Промислові інновації: інтернет речей, блокчейн, цифровий двійник

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.58423/2786-6742/2023-4-164-177

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. 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, 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.

Біографія автора

Олександр Шапуров, Інженерний навчально-науковий інститут ім.Ю.М. Потебні

Доктор економічних наук, професор

Посилання

Statista. Internet of Things (IoT) total annual revenue worldwide from 2020 to 2030 Statista, 2023. URL: https://www.statista.com/statistics/1194709/iot-revenue-worldwide/(date of access: 29.11.2023).

McKinsey Global Institute. (2015, june) The internet of things: mapping the value beyond the hype. McKinsey & Company, 24 p. URL: 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 (date of access: 29.11.2023).

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, 2, 100129. https://doi.org/10.1016/j.sintl.2021.100129 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, 174, 885–889. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.01.237 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, 10, 10–19. https://doi.org/10.1016/j.jii.2018.04.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jii.2018.04.001

INDUSTRIAL INTERNET OF THINGS. (2017). International Journal of Advances in Scientific Research and Engineering. https://doi.org/10.7324/ijasre.2017.32538 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, 131, 103918. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103918 DOI: https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103918

Statista. Industrial Internet of Things (IIoT) market size worldwide from 2020 to 2028 Statistic, 2023. URL: https://www.statista.com/statistics/611004/global-industrial-internet-of-things-market-size/ (date of access: 29.11.2023).

Al-Badi, A., Tarhini, A., & Khan, A. I. (2018). Exploring Big Data Governance Frameworks. Procedia Computer Science, 141, 271–277. https://doi.org/10.1016/j.procs.2018.10.181 DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2018.10.181

Tensorflow URL: https://www.tensorflow.org/about?hl=ru (date of access: 29.11.2023).

Microsoft Cognitive Toolkit URL: https://learn.microsoft.com/ru-ru/cognitive-toolkit/(date of access: 29.11.2023).

h2o URL: https://h2o.ai/

iscoop. The Industrial Internet of Things (IIoT): the business guide to Industrial IoT. Available from: https://www.i-scoop.eu/internet-of-things-guide/industrial-internet-things-iiot-saving-costs-innovation/ (date of access: 29.11.2023).

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, 172, 102839. https://doi.org/10.1016/j.jnca.2020.102839 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnca.2020.102839

World Economic Forum (2018, July) 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/ (date of access: 29.11.2023).

Calvão, F., & Archer, M. (2021). Digital extraction: Blockchain traceability in mineral supply chains. Political Geography, 87, 102381. https://doi.org/10.1016/j.polgeo.2021.102381 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, 3, 71–92. https://doi.org/10.1016/j.cogr.2023.04.003 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, 6, 100165. https://doi.org/10.1016/j.dajour.2023.100165 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, 24, 105–107. https://doi.org/10.1016/j.mfglet.2020.04.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.mfglet.2020.04.004

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-22

Номер

Розділ

Національна та регіональна економіка