ThingWorx — платформа разработки эффективных решений по цифровой трансформации сельского хозяйства
Текст: М.А. Пирогова, маркетинг-директор, ООО «Продуктивные Технологические Системы»; В.А. Краюшкин, руководитель проектов, ООО «Продуктивные Технологические Системы»
Цифровая трансформация АПК России стала в 2018 году объектом внимания госструктур и инновационных центров. Прошедшие весной и летом конференции по цифровизации отечественного сельскохозяйственного производства в "Тимирязевке" и "Сколково" показали, что при нынешнем развитии отечественного АПК существенный рост показателей могло бы обеспечить комплексное внедрение информационных технологий (IT). Основной причиной медленного внедрения цифровых инноваций в агропромышленный сектор стало отсутствие программного обеспечения цифровой трансформации и принципов его применения в условиях становления цифровой экономики.
С учетом значительной роли фермеров становится актуальной задача создания высокотехнологичной инфраструктуры для обеспечения доступа фермерских хозяйств к цифровым технологиям, операциям и финансовым услугам. И, как следует из результатов обсуждения, отдельное внимание на отраслевом и региональном уровнях следует уделять Интернету вещей (IoT) и точному земледелию. Россия занимает только 1,5% от мирового объема Интернета вещей, при этом доля сельского хозяйства еще ниже. Современные информационные технологии, как свидетельствует передовой зарубежный опыт, способствуют повышению эффективности производственных процессов в аграрном секторе. Но по ряду причин их внедрение в России происходит медленно. Представители ФРИИ, например, отмечали, что готовы инвестировать в агростартапы миллиарды рублей, что открывает новые возможности для предприятий, готовых работать в направлении цифровизации сельского хозяйства. Но тематика агростартапов даже в "Сколково", сводится к пусть и самым современным, но изолированным, узкоспециализированным и при этом высокозатратным частным решениям.
Внедрение цифровых технологий в сельском хозяйстве пока сводилось к решениям по автоматизации и дистанционному управлению таких устройств и механизмов, как "интеллектуальные теплицы", "интеллектуальные метеостанции", "роботизированные животноводческие комплексы", "автоматизированное складирование и учёт расходования удобрений” и так далее. Но на повестке дня стоят более широкие вопросы цифровой трансформации сельского хозяйства, например, внедрение цифровых платформ управления хозяйством, крупными комплексами (инициативы "цифровое поле", "цифровое стадо", "цифровая логистика", "точное земледелие").
Задача настоящего момента состоит в том, что для достижения передового уровня применения IT в АПК страны необходимо использовать концепцию цифровой платформы всего АПК, а уже на этой основе выполнять разработки частных решений по цифровой трансформации того или иного вида сельскохозяйственной деятельности. При таком подходе должны существенно сократиться сроки разработок по отдельным процессам, снизиться трудоёмкость интеграции отдельных процессов в единую структуру.
Российская компания "Продуктивные Технологические Системы" (OOO "ПТС") представляет на отечественном рынке программного обеспечения платформу разработки IoT-решений ThingWorx, успешно применяемую в последние годы для различных крупных международных и отраслевых проектов цифровой трансформации производственных процессов. Основой информационной модели платформы ThingWorx служит мультифункциональная масштабируемая структура данных "интеллектуальный объект" (smart thing, "умная вещь"). Архитектура платформы ThingWorx — гибкая модульная сборка. Режим использования платформы ThingWorx предусматривается как в «традиционном» виде «клиент-сервер», так и варианте «удалённое обращение», облачное решение. Схематически состав платформы представлен на рис. 1.
Рис.1. Состав платформы ThingWorx: основные процессорные модули.
Ядро платформы ThingWorx включает в себя базовую составляющую — базу данных по информационной модели тех производственных процессов и «умных» объектов, для которых выполняется цифровая трансформация. Разработка информационной модели цифрового производства пользователя на платформе ThingWorx выполняется на основе поставляемых вместе с ядром универсальных шаблонов объектов, датчиков, процессов, интерфейсов. Разработка IoT приложений таким образом не требует рутинного труда по кодированию в языках высокого уровня (C, C#, SQL Plus и т.д.) и не требует наличия на стороне заказчика высококвалифицированных программистов: разработка IoT приложений пользователя представляет собой выбор нужных шаблонов и соединение их в требуемом порядке с необходимым набором контролируемых параметров. Вся эта работа ведётся в среде поставляемого с ядром thingWorx графического редактора что существенно сокращает трудоёмкость разработки IoT-приложений.
Для связи с контролируемыми интеллектуальными объектами, которые отсутствуют в стандартных наборах шаблонов ядра, с разнообразными интеллектуальными автономными сенсорными устройствами, радиопередатчиками, сканерами, датчиками температуры, влажности, солёности, кислотности, дыма и так далее, служит сервер ThingWorx Connectivity. Для работы с потоками «больших данных» ("Big Data") и необходимой для этого аналитикой служит сервер ThingWorx Analytics. Сервер уже содержит шесть базовых сертифицированных алгоритмов машинного обучения — элемента искусственного интеллекта. Уже в такой базовой комплектации развёртывание на платформе ThingWorx аналитики по работе в потоком данных, поступающих от внешних подключенных интеллектуальных устройств (сенсоры, передатчики сигналов и проч.) позволяет перейти к реальному решению прогностических задач и построению расширяемой и корректируемой базы знаний.
Для специализированной функциональности и расширения возможностей разработок на базе платформы ThingWorx служит сервер ThingWorx Utilities. Применение ThingWorx Utilities даёт возможность включать в состав платформы умного агропромышленного производства решение таких задач, как управление активами, управление рисками, управление потоками задач и ролевое управление, а среда разработки сервера Thingworx Utilities позволяет без рутинного программирования описывать также специфические управленческие задачи пользователя и выполнять интеграцию с управленческими модулями внешних систем.
Модуль Thingworx Studio применяется для разработки приложений дополненной реальности (AR), которые могли бы быть использованы в качестве цифровых двойников (digital twins), виртуальных тренажёров, ассистентов выполнения сложных операций и в любом качестве графического интерфейса пользователя по отношению к приложениям IoT, разработанных в остальных серверных модулях платформы ThingWorx.
Рассмотренная модульная, масштабируемая, конфигурируемая под задачи заказчика структура платформы ThingWorx позволяет выполнять проекты по цифровой трансформации практически любой размерности, сложности и по отношению ко многим отраслям современного хозяйства, включая сюда и сельскохозяйственные отрасли. Применение платформы ThingWorx при разработке IoT-решений позволяет эффективно и минимальной трудоемкостью решать типовые для цифровой трансформации АПК отраслевые задачи, такие как:
- Создание открытых платформ контроля и управления процессами агропромышленного производства.
- Развёртывание платформ информационного обеспечения для прогноза и анализ погоды (сети метеостанций, гроза, град),
- Разработка IoT-решений по контролю и прогностике вегетации, угроз от вредителей,
- Разработка IoT и AR-решений по сервисному обслуживанию с/х техники.
Дополнительные материалы по примерам использования платформы в отраслях сельскохозяйственного производства, по составу и применению платформы ThingWorx, информацию по вопросам поставки платформы ThingWorx и по возможностям проведения совместных разработок на этой платформе вы сможете найти, связавшись с представителями компании "ПТС" на сайте http://pts-russia.com или позвонив специалистам компании "ПТС" по телефону +7-495-7377878.