Тема интернет вещей и промышленный интернет вещей. Цифровые двойники

1 
ТЕМА 3. ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ И ПРОМЫШЛЕННЫЙ 
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ
И ВИРТУАЛЬНЫЕ ПРОФИЛИ 
3.1. Интернет вещей, промышленный интернет вещей, цифровые двойники. 
Введение 
Дорогие друзья! 
Давайте поговорим о блоке технологий, задача которых проста и невероятно сложна 
одновременно. Зародившаяся в 2014 году Национальная технологическая инициатива обозначила 
следующую логику новых точек роста отечественной экономики – мы будем участвовать в 
формировании рынков будущего за счет создания технологий, которые будут пронизывать вновь 
возникающие отрасли. Это должно позволить занять нам уверенные и достойные позиции и на 
международных рынках в этих отраслях уже в ближайшей перспективе 5-10 лет. 
Итак, технологическое лидерство, национальные компании-лидеры, цифровые платформы – вот 
названия лишь некоторых индикаторов, значимых для создания полновесной цифровой экономики.
В текущей редакции выделяют до девяти сквозных технологий, которые считаются наиболее 
принципиальными для создания продуктов и занятия значимых ниш на формирующихся рынках. 
• Большие данные 
• Нейротехнологии и искусственный интеллект 
• Системы распределенного реестра 
• Квантовые технологии 
• Новые производственные технологии 
• Промышленный интернет 
• Компоненты робототехники и сенсорика 
• Технологии беспроводной связи 
• Технологии виртуальной и дополненной реальностей 
Традиционно сильны тематики искусственного интеллекта, систем распределенного реестра, 
квантовых технологий, виртуальной, дополненной реальностей. Все это мы рассмотрим с Вами 
здесь. 
А вот перечень рынков будущего с горизонтами установления.
5 лет 
• Автонет – автотранспорт без водителя 
• Маринет – морской транспорт без экипажа 
• Сейфнет – новые персональные системы безопасности 
• Технет – поддержка высокотехнологичных производств 

2 
• Энерджинет – распределенная энергетика от personal power до smart grid/city 
10 лет 
• Аэронет – беспилотные перевозки 
• Хелснет – индивидуальная медицина 
• Фуднет – персонализированные производство и доставка еды, воды 
• Нейронет – распределенные искусственные компоненты сознания и психики 
15 лет 
• Фешеннет – распределенные автоматизированные производства 
• Медианет – коммуникация людей в сфере медиа 
• Эдунет – образовательные услуги и продукты на сетевых принципах 
 
Последние сформулированы совсем недавно. То, какими будут все они, и как мы будем на них 
представлены, зависит от нас с Вами. 

1 
ТЕМА 3. ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ И ПРОМЫШЛЕННЫЙ 
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ
И ВИРТУАЛЬНЫЕ ПРОФИЛИ 
3.2
. Интернет вещей, промышленный интернет вещей, цифровые двойники 
Интернет вещей можно рассматривать как концепцию пространства, в котором совмещаются 
данные из реального и цифрового миров. «Вещи» оцифровываются и становятся частью 
цифрового мира. Вещь можно считать частью IoT, если выполняются следующие условия: 
• Вещь генерирует данные и/или может совершать физические операции 
• Реализована возможность принимать и/или передавать сформированные данные 
Интернет вещей применяется в следующих типовых операциях: 
• Телематические решения: сбор данных об эксплуатации с целью мониторинга, 
выявления нарушения, контроль микроклиматических условий 
• Мониторинг исполнения работы 
• Встраивание финансовых операций в потребительские действия, исполняемые 
устройствами интернета вещей 
Экосистема IoT состоит из интеллектуальных устройств с поддержкой интернета, которые 
используют встроенные процессоры и датчики для сбора, отправки и обработки данных, которые 
они получают из своих сред. IoT-устройства обмениваются данными датчиков, подключаясь к IoT-
шлюзу или другому пограничному устройству, где данные либо отправляются в облако для 
анализа, либо анализируются локально.
Интернет вещей как технология, позволяющая организовать взаимодействие устройств, 
окружающих человека и встроенных в среду, не требует участия и подтверждения их действий от 
самого человека. Это приводит к возникновению рисков, которые требуют тщательного 
исследования, осмысления и разработки механизмов по их уменьшению и преодолению 
возможных последствий.
Одним из шагов в данном направлении явилась разработка российского стандарта Narrow Band 
Fidelity (NBFI)
1
. Выбранный стандарт является самым передовым с точки зрения дешевизны 
устройств, которые работают по нему, а также с точки зрения энергоэффективности работающих 
устройств. Интернет вещей позволяет обеспечить прослеживаемость какой-либо вещи, как в 
пространстве, так и во времени. 
С момента появления вычислительных устройств отчётливо видно стремление реализовать 
взаимодействие с ними как можно ближе к человеческому. Вместе с тем современные 
компьютерные технологии позволяют моделировать, имитировать, эмулировать реальность, 
преодолевая сложности и ограничения действительного мира, результатом чего в настоящее 
время стало широкое использование так называемых «цифровых двойников». 
1
Члены 
Ассоциации 
интернета 
вещей 
выбрали 
российский 
стандарт 
Internet 
of 
Things, 
https://tass.ru/ekonomika/4404422 

2 
Обычно цифровой двойник (ЦД, digital twin) понимается как виртуальный прототип реального 
физического объекта, группы изделий или процесса, в котором осуществляется сбор и повторное 
использование цифровой информации об объекте. Цифровой двойник не ограничивается только 
сбором данных на стадии его разработки или внедрения, но существует и развивается в течение 
всего жизненного цикла объекта, собирая и обрабатывая поступающие от него данные и храня всю 
их предыдущую историю.
Концепция цифровых двойников охватывает сегодня как органичное расширение технологий 
промышленного интернета вещей и более ранних проявлений телеметрического контроля, так и 
цифровой профиль человека (digital identity) или организации, накапливающий все элементы 
цифровой реальности, так или иначе связанные с человеком или организацией.
Говоря о ЦД устройства или процесса, нужно понимать, что полнота двойника может варьироваться 
и зависеть от возможности получить данные в случае наличия разнородных и 
слабоструктурированных данных. Но усилия, затраченные на создание цифрового двойника какого-
либо изделия, продукта или процесса, окупаются появлением следующих возможностей: 
• Быстрое получение представления об изделии, продукте или процессе не только с 
разных точек зрения, но и в динамике его создания, функционирования, эксплуатации и 
развития 
• Возможность предсказания поведения и свойств новых изделий, продуктов и процессов 
на основе цифровых двойников, включая нормальные условия функционирования / 
эксплуатации, нарушения нормальных условий, неблагоприятные ситуации, например, 
аварийные ситуации 
• Выявление общих тенденций и закономерностей жизненного цикла изделия, продукта и 
процесса 
Использование ЦД трансформирует вокруг себя соответствующие бизнес-процессы, выходя на 
уровень «управления на основе больших объемов данных». В этом смысле цифровой двойник 
формирует модель представления всех процессов и взаимосвязей применяющего его 
предприятия.
Цифровые двойники необходимо отличать от цифровых теней (Digital Shadow), которые 
представляют из себя системы связей и зависимостей, описывающих поведение реального 
объекта или продукта, как правило, в нормальных условиях работы и содержащихся в избыточных 
больших данных (Big Data), получаемых с реального объекта или продукта при помощи технологий 
промышленного интернета. Для формирования цифровой тени посредством выявления связей и 
зависимостей используется предиктивная аналитика.
Цифровая тень способна предсказать поведение реального объекта только в тех условиях, в 
которых осуществлялся сбор больших данных, но не позволяет моделировать ситуации, в которых 
реальный объект или продукт не эксплуатировался («цифровая тень обладает лишь свойством 
памяти»). Для формирования цифровой тени модели, описываемые нестационарными 
нелинейными 3D-уравнениями в частных производных, как правило, не применяются. 
Цифровые двойники позволяют компаниям создавать в кратчайшие сроки глобально 
конкурентоспособную продукцию нового поколения, однако для их разработки требуются новые 
инструменты: цифровые платформы, многоуровневые матрицы целевых характеристик и 
ограничений (временных, финансовых, технологических, производственных и т.д.), виртуальные 

3 
испытания, стенды и полигоны, системы интеллектуальных помощников и, конечно же, инженерные 
компетенции мирового уровня.
2
Цифровой двойник изделия может применяться в наукоемких отраслях со сложными техническими 
системами. Эффект от применения цифрового двойника можно посчитать в денежном эквиваленте. 
Человек получает столь подробное описания себя по цифровым следам, как никогда раньше. 
Однако есть риски потери приватности идентичности.
2
Центр компетенций Национальной технологической инициативы по направлению «Новые производственные 
технологии» на базе Института передовых производственных технологий Санкт-Петербургского 
политехнического университета Петра Великого: https://nticenter.spbstu.ru/