1/4
Oponentský posudek
na doktorskou disertační práci Ing. Pavla Sládka, zpracovanou na téma
„Implementační rámec řešení průmyslového Internetu věcí“
Informatika a její řízení je v současné době ve třetí etapě, která je orientovaná na dodávku služeb podle inovovaných nebo nových byznys modelů. Klíčovým termínem této etapy je termínem digitální byznys.
Digitální byznys je založený na schopnosti využít sebraná a zpracovaná data a informace v rámci byznys procesů organizace. Digitalizace a digitální transformace je proces, kterým organizace tuto svoji schopnost zvyšují novým nastavením byznys procesů a byznys modelů s cílem využít příležitosti poskytované digitálními technologiemi. Digitální transformace a digitalizace je předpokladem pro schopnost rozvíjet a adaptovat obchodní modely a poskytované služby.
Jedním z důležitých prvků digitálního byznysu a digitální transformace je Internet of Things (IoT).
Význam Internetu věcí byl identifikovaný i na úrovni nadnárodních organizací jako jsou například Evropská Unie, OECD nebo Světová banka. Internet věcí je těmito organizacemi považovaný za nástroj, který umožní zvýšení produktivity a zajistí hospodárné využití přírodních zdrojů.
Disertační práce Implementační rámec řešení průmyslového Internetu věcí je věnována právě oblasti Internetu věcí a zejména jeho standardizaci se zaměřením na oblast průmyslového Internet of Things.
Autor si klade v rámci práce vyřešit následující hlavní (1) a dílčí (2-6) cíle:
1) Hlavním cílem disertační práce je návrh prostředků, které budou umožňovat standardizovaný návrh řešení průmyslového Internetu věcí. Navržené prostředky budou mít podobu architektonického rámce Industrial Internet of Things – Implementation Framework (IIoT-IF).
2) Vymezení a popsání Internetu věcí a Průmyslového Internetu věcí (Industrial Internet of Things - IIoT) z pohledu konceptu, přínosů, důvodů pro nasazení a jejich charakteristik. Popis probíhajících změn v energetice.
3) Identifikace a popsání stávajících architektonických rámců spojených s IIoT, analýza jejich obsahu, diskuse nad použitelností při návrhu konkrétních řešení.
4) Stanovení způsobu pro popis architektonických artefaktů popisujících znovupoužitelné komponenty komplexního systému a obecně problematiky popisu architektury informačního systému.
5) Identifikace a popis architektonických komponent a návrhových vzorů spojených s řešením IIoT.
6) Ověření použití architektonických komponent a návrhových vzorů pomocí případových studií implementace IIoT řešení v prostředí Skupiny ČEZ.
Autor dále stanovil následujících šest výzkumných otázek:
• RQ1: jaké jsou vlastnosti konceptu Internetu věcí, na čem je založený?
• RQ2: jaká jsou specifika průmyslového Internetu věcí a aplikací Internetu věcí v průmyslové oblasti?
• RQ3: jaké důvody vedou průmyslové podniky k nasazování Internetu věcí, jaké přínosy očekávají?
• RQ4: jaké jsou aktuální architektonické rámce orientované na implementaci řešení Internetu věcí?
• RQ5: které technologie jsou při implementaci průmyslového Internetu věcí obvykle nasazované?
• RQ6: jaké jsou legislativní aspekty spojené s Internetem věcí?
Vzhledem k obecnému vnímání významu problematiky, stanovených cílů práce a definovaných výzkumných otázek, hodnotím téma doktorské disertační práce Ing. Pavla Sládka jako velice aktuální a potřebné.
2/4
Struktura práce
Struktura a obsah práce ukazují na autorův dlouhodobý zájem autora o problematiku referenčních modelů, architektonických frameworků a o oblast IIoT.
Práce je rozdělena do tří částí, které jsou představovány devíti kapitolami o celkovém rozsahu 168 stran textu.
V úvodní části, která je představována třemi kapitolami (Internet věcí – koncept, verze, přínosy;
Architektonické rámce průmyslového Internetu věcí; Standardy průmyslového Internetu věcí), autor poskytuje základní přehled o stavu poznání v předmětné oblasti a vytváří velmi detailní znalostní základ pro návrh architektonického rámce, ke kterému dochází v druhé části práce. V rámci první části je zpracovaný popis přístupu k tvorbě práce, popis konceptu Internetu věcí, Průmyslového Internetu věcí, Průmyslu 4.0, digitalizace energetiky a souvisejících témat. Jsou zde uvedené, popsané a analyzované architektonické frameworky, technologie a hlavní referenční modely řešení ve vztahu k IoT, IIoT a Průmyslu 4.0.
Druhá část je představována šesti kapitolami (Návrh rámce IIoT-IF; Prostředky pro popis komponentů a vzorů IIoT-IF; Kategorizace komponent IoT v IIoT-IF; Hlavní komponenty IoT navržené pro IIoT-IF;
Návrh architektonických vzorů v IIoT-IF; IIoT-IF Zajištění systémových požadavků). Druhá část představuje hlavní část disertační práce. V této části autor práce navrhuje strukturu pro organizaci popisů komponent IIoT a vytváří množinu architektonických popisů IIoT prostředí. Architektonické popisy obsahují jak dílčí komponenty, tak i návrhové vzory spojené s IIoT. Kapitola v sobě kombinuje nejen poslední výsledky výzkumu autora práce, ale úzce navazuje a využívá již publikované výsledky.
Třetí část, která je představována kapitolou Ověření architektonického rámce IIoT-IF, je věnována zhodnocení navrženého implementačního rámce prostřednictvím tří případových studií, které byly realizovány ve vybrané společnosti v jejích různých vertikálách.
Postup řešení, použité metody
Autor v rámci řešení práce využil několik vědeckých i odborných metod a tyto rovněž detailně popsal. Vyjma standardních metod, jako jsou analýza, syntéza, indukce atd. autor využil i Design Science Research a dále metodu případové studie.
Pro popis navrhovaného řešení využívá autor práce metodiku ArchiMate pro tvorbu architektonických popisů.
Úvod do problematiky je velmi kvalitně zpracována a velmi detailně popisuje současný stav poznání ve všech klíčových oblastech, kterých se předkládaná disertační práce dotýká. Autor se věnuje klíčovým faktorům, které ovlivňují vývoj a které jsou významné pro oblast Industrial Internet of Things, Internet of Things, Industry 4.0 atd. Dále se věnuje i architektonickým rámcům a standardům v oblasti Internetu věcí. Jednotlivé analyzované oblasti byly vhodně vybrané na základě provedené detailní analýzy předmětné oblasti, studia článků, které se dané problematice věnují a dalších oblastí, které autor analyzoval v rámci své publikační činnosti a na kterou v textu řádně odkazuje. Úvod do problematiky je analyzován na cca 50 stranách.
Samotný návrh implementačního rámci je velmi detailně zpracován, o čemž hovoří i počet stran, které jsou návrhu věnovány. Celkem je návrh implementačního rámce řešen na více než 70 stranách, což překračuje běžný průměr.
Klíčovou částí návrhu je pátá kapitola, která obsahuje základní návrh architektonického rámce IIoT- IF. Autor v této části detailně popisuje strukturu a základní principy navrhovaného architektonického rámce. Velmi důležitý je popis jednotlivých částí architektonického rámce a logika provázání mezi nimi.
Následné kapitoly 6-9 velmi detailně popisují jednotlivé části navrhovaného architektonického
3/4 frameworku. V této části velmi oceňuji vazby na kapitolu 5, která umožňuje snadné a rychlé zorientování a ověření pozice v rámci celého architektonického frameworku.
Kapitola 10 je pak v rámci detailního popisu mírně odlišná a poskytuje návod, jak naplnit žádoucí vlastnosti systému (například bezpečnost, škálování, výkonnost aj). Zajištění těchto vlastností přesahuje rámec jednotlivých komponent, ale je úzce spojené s architekturou systému. Jedná se o část IIoT-IF, která slouží ke zvýšení kvality navrhovaných architektur řešení.
V třetí a poslední části se autor věnuje ověření a využití navrhovaného architektonického rámce při návrhu konkrétních řešení průmyslového Internetu věcí. Ověření architektonického rámce a jeho artefaktů je provedené pomocí zpracování návrhu pro tři případy nasazení konceptu Internetu věcí v průmyslové oblasti. Ověření architektonického rámce je provedeno formou případové studie v podobě jeho aplikace na tři případy nasazení IIoT v prostředí Skupiny ČEZ:
• Odečet hladiny vody v drenážních vrtech v prostoru jaderné elektrárny.
• Smart City dashboard pro municipality.
• Koncept implementace prediktivní údržby nad daty o zařízení.
Autor velmi rozumně volí tři významně odlišné byznys vertikály, aby prokazatelně a nezpochybnitelně ověřil navržené prostředky v rámci IIoT-IF. V této kapitole autor uvádí veškeré výstupy, které vznikly na základě IIoT-IF.
Stanovisko k poskytnutému textu
Práce je nesporně pozitivním a vysoce nadstandardním příspěvkem do diskuse o koncepčním řešení, cílech, obsahovém zaměření a struktuře popisu řešení v doméně Internet of Things. Tento závěr je podle mého názoru nesporný, a to i přesto, že název práce může svádět k závěru, že předmětem autorových úvah je „pouze“ návrh dalšího frameworku, jehož návrh a aplikace je teoretickým konceptem bez jeho aplikace a že zkoumané výzkumné otázky jsou zdánlivě snadno zodpověditelné.
Základním charakteristickým rysem předkládané práce je totiž šíře jejího záběru, zařazující cíl práce a zkoumanou problematiku a analyzované výzkumné otázky do širokých souvislostí. Také způsob logického uspořádání jednotlivých problémových okruhů, který vychází z výše uvedené konkretizace cíle práce, přináší řadu inspirativních námětů. Základem tohoto pozitivního hodnocení je zejména skutečnost, že autor vychází při zpracování zvoleného tématu ze značného rozsahu informačních zdrojů, jejichž šíře, variabilita přístupů a doba vzniku reflektují stavební kameny a vývoj hodnocené problematiky.
Pozitivně hodnotím však nejen tuto šíři, ale zejména způsob zpracování těchto podkladů; ten totiž svědčí o tom, že nešlo jen o letmé seznámení s velkým počtem pramenů, ale o dlouhodobý systematický zájem autora o danou problematiku; ten mu umožnil pochopit přínos jednotlivých autorů ke zpracované problematice a také ho přesvědčivým způsobem vyjádřit a strukturovat. Velice jsem v tomto směru ocenil také autorovu poctivost v citacích využívaných literárních zdrojů.
Hlavním pozitivem hodnocené práce jsou však podle mého názoru autorovy vlastní úvahy, hodnotící komentáře a poznámky, které jasně a zároveň i přesvědčivě umožňují rozpoznat, k jakým názorům se Ing. Sládek kloní (jde-li o rozdíly v názorech různých autorů na řešenou problematiku), resp. jaký názor zastává (jde-li o jeho vlastní závěry).
Konkrétní příspěvky do diskuse ke všem výše uvedeným zásadním otázkám i k dílčím problémům, jejichž řešení sloužilo jako argumentační podpora pro formulování závěrů práce, ať už rozvíjející náměty jiných autorů nebo vycházející z originálních úvah doktoranda, vesměs svědčí o vytříbených názorech na analyzovanou problematiku. Tuto skutečnost potvrzuje i publikační činnost doktoranda a jeho konferenční prezentace, věnované zkoumané problematice.
Za velmi důležité považuji praktické ověření navrženého modelu ve Skupině ČEZ v jejích třech různých vertikálách, což kvalitu a interdisciplinaritu práce dále zdůrazňuje. Pro lepší ověření navrženého
4/4 implementačního rámce by bylo vhodné provést jeho ověření i v jiné organizaci, ač diverzita prostředí je v rámci provedeného ověření zajištěná odlišnými business oblastmi.
Výsledky předkládané disertační práce jsou přenositelné do pedagogického procesu a nepochybně i do praxe, což je potvrzeno ověřením navrženého modelu ve společnosti ČEZ, a.s.
O předložené práci lze bez jakéhokoliv sporu či jakékoliv pochybnosti říci, že Ing. Pavel Sládek splnil v předložené práci cíle, které si na jejím počátku stanovil.
Formální náležitosti práce
Z pohledu obecné formální úpravy je předložený text na vysoké úrovni. Struktura disertační práce je přehledná a logicky členěná. Autor velmi pečlivě pracuje s citacemi
Vyjádření k autentičnosti práce
Práce byla prověřena anti plagiátorským systémem iAuthenticate. Systém iAuthenticate identifikoval shodu méně než 1% s jinými publikovanými pracemi. Je nutné zdůraznit, že byla porovnávána práce v jazyce českém, tedy lze očekávat, že shoda bude nižší s ohledem na fakt, že většina odborné literatury na dané téma je v jazyce anglickém.
Závěr
Na základě celkového zhodnocení se domnívám, že doktorand zpracoval nadprůměrně kvalitní práci, která splnila cíle, formulované v jejím úvodu. Jak jsem již uvedl, oceňuji nejen výše zmíněné systémové pojetí, které dominuje řešené problematice, ale také úspěšnou snahu autora o tvůrčí, hodnotící přístup, výrazně nadprůměrný rozsah literatury, kterou prostudoval, a také vědeckou poctivost vyjádřenou v citacích a převzatých myšlenkách, uvedených v práci.
Nezanedbatelným kladem práce je její jazyková a stylistická úroveň a velmi dobrá formální úprava.
Disertační práce je velmi zajímavá a jednoznačně pomůže v rozvoji zkoumaného tématu. Současně se domnívám, že téma práce je velmi snadno přenositelné do praxe a může být významným krokem v rámci implementace komponent průmyslového Internetu věcí.
Doktorská disertační práce Ing. Pavla Sládka, zpracovaná na téma „Implementační rámec řešení průmyslového Internetu věcí“ splňuje požadavky na disertační práce tohoto typu.
Doporučuji ji k obhajobě a v případě jejího úspěšného obhájení doporučuji, aby Ing. Sládkovi byl udělen vědecko – pedagogický titul Ph.D.
