14 марта в новом кампусе Сколтеха состоялось совместное заседание рабочих групп Ассоциации интернета вещей (АИВ) «Наука и образование» и «Промышленный интернет вещей» по теме: «От теории к практике: подготовка специалистов для перспективных задач в области промышленного интернета вещей».

В ходе встречи участники подвели итоги стратегической сессии, посвященной ключевым компетенциям специалистов по IoT. Заслушали доклады сотрудников ЦК НТИ на базе Сколтеха по технологиям беспроводной связи и интернета вещей об образовательных возможностях Сколтеха в сфере IIoT. После чего сформировали предложения по пилотному проекту подготовки кадров для IIoT «Инженер фабрики будущего» и обсудили новые форматы обучения.

Открыл заседание приветственным словом из Японии директор АИВ Андрей Колесников. Он отметил, что АИВ сейчас принимает активное участие в разработке дорожной карты «Промышленный интернет вещей», составной частью которой должны стать и мероприятия по подготовке кадров для этой отрасли. Здесь необходима помощь от образовательных и научно-исследовательских учреждений, требуются эксперты с научными степенями и преподавательским опытом.

Следующим выступил заместитель директора ЦК НТИ на базе Сколтеха, доцент Сколтеха Андрей Сомов. В своем докладе он представил образовательные возможности Сколтеха и центра в области подготовки кадров для цифровой экономики России вообще и промышленного интернета вещей в частности.

Андрей Сомов сообщил, что Сколтех основан в 2011 году, при этом красивый и удобный новый кампус, в котором заседают участники встречи, введен в эксплуатацию только осенью 2018 года. В организации и становлении Сколтеха огромную помощь оказал MIT. Легендарный американский вуз привлекли в качестве консультанта и партнера потому, что он всемирно известен своей отлаженной цепочкой — от научных исследований к бизнесу и стартапам. У Сколтеха те же задачи — объединить обучение, науку, индустрию и предпринимательство в рамках одного университета.

Для реализации этих целей необходимы лучшие студенты со всей России и мира. Поэтому обучение ведется на английском языке, оно полностью бесплатное и, более того, студентам и аспирантам выплачиваются солидные стипендии. Для магистров это 40 000 рублей в месяц в течение 2-х лет, а для аспирантов 75 000 рублей в месяц в течение 4-х лет. Кроме того, все профессора Сколтеха, как иностранные, так и российские, имеют колоссальный опыт работы, исследований и преподавания за рубежом — в ведущих университетах мира.

Так как Сколтех принимает только магистрантов и аспирантов, в процедурах отбора отсутствует ЕГЭ. Абитуриенту необходимо прислать своё CV, рекомендательные письма, мотивационное письмо и копии дипломов (бакалаврских или специалитета). После чего ему необходимо пройти онлайн-тест по математике. Отобранные таким образом ребята приглашаются на Selection Weekend, где с ними проводится собеседование, проверяются их знания английского языка (сдается TOEFL) и математики (посредством уже письменного экзамена). Помимо прочего абитуриентам предлагается ещё пройти предпринимательский конкурс — Challenge. В ходе него парни и девушки получают небольшую сумму денег. Их задача — приумножить её за несколько дней.

Подход при собеседовании всегда очень индивидуальный. Иногда в Сколтех принимают тех, кто слабо сдал математику, но имеет большую мотивацию к учебе. В то же время нередко отсеивают тех, кто блестяще справился с экзаменами, но очевидно, что пришёл только ради большой стипендии.

После окончания 1-го курса студентов в обязательном порядке отправляют на практику в коммерческие компании, но при этом направление их деятельности должно быть связано с магистерскими диссертациями ребят. После окончания вуза большинство студентов — 45% — уходит в индустрию. Ещё 40% остаются в науке, а остальные 15% запускают свои стартапы, такие как Karfidov Lab, Tsuru Robotics, Wicron и т.д.

Несмотря на все возможности, хорошее знание английского языка и стажировки в различных мировых вузах, лишь 17% выпускников уезжают из страны, чаще всего на постдоки в иностранных университетах (при этом многие потом возвращаются, привнося свой опыт и полученные за рубежом знания). 83% остаются в России.

У ЦК НТИ «Технологии беспроводной связи и интернета вещей» также есть свои образовательные цели. Во-первых, это подготовка специалистов по IoT для всех отраслей промышленности. Для этого создан трек IoT в программе обучения «Информационные науки и технологии» внутри Сколтеха.

Трек IoT включает разнообразные курсы: «Введение в IoT», «Введение в блокчейн», «Сенсоры и встраиваемые системы для IoT», «Цифровая обработка сигналов», «Технологии связи для IoT», «Теория информации и кодирования», «Машинное обучение» и др.

Сейчас центр активно развивает направление дополнительного образования для коммерческих компаний (среди первых клиентов ПАО «Газпром нефть» и ПАО «Сбербанк») и онлайн-курсы. ЦК НТИ максимально гибко подходит к образовательным потребностям и бюджетам времени своих заказчиков, поэтому курсы могут читаться и как краткосрочные интенсивы на один-два дня плотной работы, так и в виде продолжительных и регулярных занятий. На сегодняшний день таких курса три: «Основы IoT», «Беспроводные технологии» и «Машинное обучение».

«Введение в IoT» также адаптируется в качестве массового открытого онлайн-курса. Его разработкой занимаются Андрей Сомов и специалист по образовательным технологиям Виктория Рубанович. Параллельно готовится онлайн-курс по основам интернета вещей для менеджеров и юристов. В его основе будет лежать обсуждение различных кейсов.

Последняя по списку, но чуть ли не самая важная образовательная задача ЦК НТИ — просветительская и профориентационная работа со школьниками. Российским предприятиям крайне не хватает специалистов IoT, поэтому рассказать об этих технологиях подросткам и сориентировать их на изучение математики и поступление на соответствующие программы — в приоритетах центра.

Доклад Андрея Сомова вызвал массу вопросов. Сергей Подкопаев из МГТУ им. Н.Э. Баумана спросил, почему в консорциуме при ЦК НТИ до сих пор нет Бауманки? Как оказалось вход в консорциум до сих пор открыт для всех, Сколтех и ЦК НТИ будут рады сотрудничеству со всеми ведущими вузами России. Однако правление Бауманки ревностно относится к своим выпускникам, предпочитая, чтобы они заканчивали магистратуру и аспирантуру в альма матер, а не переходили в Сколтех.

Максим Рябчицкий из ООО «АББ» поинтересовался, нет ли у Сколтеха проблем с государственной аккредитацией? Таких проблем нет и никогда не было. Сколтех выдает дипломы гособразца и имеет все соответствующие аккредитации.

В ответах на другие вопросы Андрей Сомов объяснил, что отказ от ЕГЭ продиктован тем, что вуз не обучает бакалавров. Общежития пока нет, но его строительство планируется. А все иностранные профессора на протяжении своего контракта живут в Москве, и их основная аффилиация это Сколтех.

После Андрея Сомова с докладом онлайн выступил Руслан Киричек из СПбГУТ. Он посвятил своё выступление проблеме стандартизации и стандартов в сфере IoT и IIoT. Руслан Киричек отметил, что стандартизацией IoT и IIoT сейчас занимается очень большое количество организаций, однако ведущая роль принадлежит лишь четырем типам структур. Это межправительственные организации в сфере стандартизации телекоммуникаций, такие как Международный союз электросвязи (ITU). Международные организации в сфере информационных технологий (ISO, IEC). Консорциумы (Industrial Internet Consortium) и альянсы (5G Alliance for Connected Industries and Automation).

ITU — межправительственная организация, поэтому активно поддерживается правительствами разных стран. А ISO и IEC больше поддерживается различными национальными организациями по стандартизации (в ряде стран это независимые коммерческие структуры). При ITU 5 июня 2015 года создана новая 20-я исследовательская комиссия МСЭ-Т «Интернет вещей (IoT), умные города и сообщества (SC&C)». Полутора годами позже — с 1 января 2017 — при ISO/IEC JTC1 (Совместном техническом комитете №1) начал работу новый подкомитет №41 «Интернет вещей и связанные с ним технологии» (Internet of Things and related technologies).

Вопрос состоит в том, что именно нужно стандартизировать. По всеобщему мнению, таких пунктов не менее семи. Это и язык описания (термины и определения ключевых понятий), и чисто технические вещи: эталонные архитектуры, фреймворки, сценарии использования, протоколы, требования, лаборатории и исследовательские центры для тестирования.

Здесь важно отметить, что долгое время концепция индустриального интернета вещей не признавалась, однако под давлением таких компаний как Siemens, его стали рассматривать отдельно. Был создан отчёт на 200 страниц для обоснования особенностей и отличий IIoT от IoT.

В июне 2018 года ITU выпустила «Обзор умного производства в контексте промышленного интернета вещей» ITU-T Y.4003. В нём представлены термины и определения интеллектуального производства и IIoT, включая особенности интеллектуального производства в привязке к эталонной модели интернета вещей (ITU-T Y.4000). Также определены основные характеристики систем интеллектуального производства в контексте IIoT и требования высокого уровня. Представлена эталонная модель и некоторые варианты использования.

С точки зрения функциональных уровней в ITU-T Y.4003 интеллектуальное производство делится на уровень применений, уровень интеграций и уровень управления жизненными циклами. Среди применений: обслуживание оборудования по состоянию и предиктивное обслуживание, инновационное производство и др. Интеграция может быть горизонтальной, вертикальной или включать комплексные решения, производство полного цикла (end-to-end engineering). А управлять можно жизненным циклом  продукта, всего производства, бизнеса как такового и т.д.

В конечном итоге внедрение IIoT внутри самого производства должно обеспечить цепочку от 1) сбора и анализа данных к 2) их визуализации и приведению в понятный и удобный для мониторинга вид, а затем 3) в виде отчета лицу, принимающему решения, и, наконец, 4) обратной связи от управленца в виде какого-то решения, так или иначе влияющего на производство. В случае, если происходит трансформация всего бизнеса под влиянием IIoT, то цепочки значительно усложняются, так как включают и логистику, отделы продаж и маркетинга, адаптацию к покупателям и агрегацию их отзывов, анализ потребительского поведения и т.д., и т.п.

В качестве чисто технического решения могут применяться сценарии граничных вычислений для интеллектуального производства (edge computing). Они предполагают сбор данных от датчиков на оборудовании и разнообразных сенсоров, которые затем поступают в шлюз граничных вычислений, оттуда на базовую станцию и, наконец, в облако, где хранятся и обрабатываются в реальном времени. Из облака упорядоченные данные могут быть транслированы в интернет или на беспроводные устройства.

Другим ключевым вопросом в стандартизации является совместимость. Целый ряд российских организаций самостоятельно и в коллаборациях ведут разработку проекта международного стандарта ISO/IEC 30162 «Интернет вещей. Требования и модели совместимости для устройств в промышленном интернете вещей». Среди них Технический комитет по стандартизации 194 «Кибер-физические системы» совместно с АО «РВК», ПАО «Ростелеком», АО «Лаборатория Касперского» и СПбГУТ. В стандарте описываются различные виды совместимости (compatibility) устройств IIoT друг с другом. Рассматриваются как требования к совместной работе устройств (interoperability), так и к их сосуществованию (co-exsistense). Всего выделены четыре уровня совместимости: полностью совместимы (fully compatible), совместимы (сompatible), частично совместимы (partially compatible), несовместимы (incompatible).

Помимо давно известных уровней функциональной совместимости (от физического до прикладного), российским специалистам удалось выделить ещё два: совместимость на уровне устройств измерения и воздействия (measuring and automation aspect) и на семантическом уровне (semantic aspect).

Последней, но очень важной темой, затронутой в докладе Русланом Киричком, стало признание тестовых лабораторий. Это напрямую касается и Сколтеха, где ЦК НТИ разворачивает тестовые стенды для апробирования, отладки и демонстрации возможностей интернета вещей. Как отметил Руслан Киричек — для отрасли было бы логичным шагом признать лаборатории в Сколтехе и протестировать их на соответствие требованиям всех ведущих организаций.

Тему тестбедов продолжил доклад руководителя исследовательской группы ЦК НТИ на базе Сколтеха по технологиям беспроводной связи и интернета вещей, старшего инженера-исследователя IoT Lab CDISE Серафима Новичкова. Он объяснил, что IoT — это зонтичный термин для обозначения практического применения множества разнообразных технологий в различных, в том числе и индустриальных, контекстах. Поэтому самым главным аспектом для апробирования IIoT является создание научно-технической и инновационной инфраструктуры.

В настоящий момент Сколтех и ЦК НТИ совместно разворачивают сразу шесть различных тестовых зон, в которых каждый желающий сможет опробовать свои решения. Часть из них доступна уже сейчас, другие станут доступны в течение этого года. Подробно обо всех тестовых зонах и их возможностях читайте в соответствующей новости у нас на сайте.

В свете главной темы заседания Серафим Новичков показал, что тестбеды, особенно такие современные, как развертываются в Сколтехе, имеют огромную образовательную составляющую и способствуют подготовке специалистов в области IoT с самыми актуальными и востребованными знаниями.

Завершила заседание общая дискуссия. В ней приняли участие: Сергей Амелькин (АББ), Анна Вилькович (ББР-Индастри), Мария Колотий (Сколтех), Владимир Кузьмин (АТБ Электроника), Михаил Матвеенко (Фарватер), Серафим Новичков (Сколтех), Марат Нуриев (Лаборатория Касперского), Сергей Парьев (Ростелеком), Сергей Подкопаев (МГТУ им. Н.Э. Баумана), Виктория Рубанович (Сколтех), Максим Рябчицкий (АББ), Екатерина Скрытникова (АИВ), Андрей Сомов (Сколтех) и другие.

Максим Рябчицкий из ООО «АББ» рассказал о своём участии в пресс-туре компании Seagate. По его мнению, у индустрии «нет понимания, какие технологии есть на рынке, какие существуют реализованные кейсы, какие преимущества получат компании от IIoT».

Среди главных проблем: «Недостаток специалистов. Отсутствие понятных успешных кейсов. Зарегулированность и непонимание куда движется нормативная база, в частности федеральный закон “О безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации”». Тем не менее Ассоциация интернета вещей возьмется за дорожную карту IIoT, где учтёт все текущие трудности и мероприятия по их преодолению.

Сергей Подкопаев из МГТУ им. Н.Э. Баумана рассказал о кейсе взаимодействия Бауманки и группы «Черкизово». Сейчас она включает около 45 фирм, обеспечивающих производство продуктов питания полного цикла. Не так давно вместе с компанией SAP они построили завод с интеллектуальным производством в Подмосковье, но как оказалось — на рынке нет специалистов для его обслуживания. «Черкизово» пришло в Бауманку, где они стали читать дополнительные курсы, факультативы, давать темы курсовых и дипломов — готовить специалистов под себя. Но это не может быть системным решением, это разовое затыкание проблемных мест.

«Вузы имеют колоссальные проблемы в общении с бизнесом. Но нет и обратной инициативы от предпринимателей. А что они могут дать университетам? Пока подход чисто потребительский. В любом случае есть фундаментальное образование, которое дает, например, Бауманка. А есть специализация, скажем, в области интернета вещей. Бакалавр по энергетике и магистр по IoT».

Андрей Сомов отметил, что есть трудности и с преподавательскими кадрами. Так, практически невозможно найти преподавателей по безопасности в IoT. Их считанные единицы во всем мире.

В финале участники заседания сформулировали итоги дискуссии и идеи для пилотного проекта «Инженеры фабрики будущего»:

1) Проект актуален. Разрыв между текущими программами подготовки и потребностями отрасли велик. Необходимо наладить централизованный мониторинг по вузам России: есть ли там какие-либо курсы по IoT, безопасности и смежным дисциплинам;

2) Необходимо сформулировать содержание программы курса, рекомендованного для технических вузов;

3) Включить вопрос о разработке образовательных стандартов в области IoT в дорожную карту по индустриальному интернету вещей;

4) Выразить благодарность Сколтеху и ЦК НТИ «Технологии беспроводной связи и интернета вещей» за блестящую организацию заседания, экскурсию по кампусу и лабораториям, а также за предоставление исчерпывающей информации о возможностях и ресурсах университета.