اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) به کارگیری عملگرها و سنسورهای هوشمند جهت بهبود فرآیندهای صنعتی و تولیدی اشاره دارد. IIoT همچنین به نام اینترنت صنعتی یا صنعت ۴٫۰ (انقلاب صنعتی چهارم) نیز شناخته میشود. این تکنولوژی از توانایی دستگاههای هوشمند و تجزیه و تحلیل بلادرنگ دادهها بهره میبرد تا از دادههای جمعآوری شده توسط دستگاههای غیرهوشمند (که طی سالها اطلاعات جمعآوری کردهاند) بهرهبرداری کند. فلسفهی IIoT این است که دستگاههای هوشمند نه تنها در جمعآوری و تحلیل دادهها بهبود داشته باشند، بلکه از دادهها به منظور افزایش سرعت و دقت در تصمیمگیریهای تجاری بهرهبرداری کنند.
سنسورها و عملگرهای متصل این امکان را به شرکتها میدهند که بهبودیها را به علاوهبر پشتیبانی از عملکرد هوشمندانه کسب و کار ارائه دهند و به تشخیص ناکارآمدیها و مشکلات در زمان و هزینههای مالی صرفهجویی کنند. IIoT به ویژه در زمینههای تولید، کنترل کیفیت، پایداری و سازگاری با محیط زیست، پیگیری زنجیره تامین، و بهرهوری کلی زنجیره تامین اهمیت دارد. این تکنولوژی در فرآیندهای مانند تعمیر و نگهداری پیشبینانه (PdM)، بهبود خدمات میدانی، مدیریت انرژی، و پیگیری داراییها در محیط صنعتی نقش کلیدی ایفا میکند.
IIoT عملکرد خود را به چه نحوی انجام میدهد؟
IIoT یک شبکه از دستگاههای هوشمند را به یکدیگر متصل میکند تا دادهها را جمعآوری، مبادله و تحلیل کند و نظارت بر آنها داشته باشد. این اکوسیستم شامل:
1. دستگاههای متصل: این دستگاهها توانایی حس کردن و ارسال اطلاعات دربارهی خود را دارند.
2. زیرساختهای ارتباطی: این ساختارها دادههایی را که توسط دستگاههای هوشمند جمعآوری میشوند به اطلاعاتی قابل استفاده تبدیل میکنند.
3. تجزیه و تحلیل و اپلیکیشنها: از دادههای خام استخراج اطلاعات تجاری انجام میشود.
4. فضای نگهداری: این فضا برای ذخیرهی دادههای توسط دستگاههای IIoT تولید شده است.
5. مردم: انسانها نیز در مدیریت و استفاده از دادههای IIoT نقش دارند.
دستگاههای لبه و داراییهای هوشمند دادهها را به زیرساختهای ارتباطی ارسال میکنند که در آنجا به اطلاعات مفهومی دربارهی عملکرد دستگاهها تبدیل میشوند. این اطلاعات به منظور تعمیر و نگهداری پیشبینانه و بهینهسازی فرآیندهای کسب و کار استفاده میشوند.
کدام صنایع از IIoT استفاده میکنند؟
بسیاری از صنایع از اینترنت اشیا صنعتی بهره میبرند. به عنوان مثال:
1. صنعت خودروسازی: از دستگاههای IIoT
در فرآیند تولید خودروها استفاده میشود. این تکنولوژی به تشخیص مشکلات در سیستمها و تجهیزات کمک میکند و از توقف خطوط تولید جلوگیری میکند.
2. صنعت کشاورزی: سنسورهای صنعتی دادههای مرتبط با شرایط خاک و هوا را جمعآوری کرده و به کشاورزان کمک میکنند تا محصولات بهتری را پرورش دهند.
3. صنعت نفت و گاز: دستگاههای IIoT در نظارت بر خطوط لوله و تجهیزات نفتی و گازی مورد استفاده قرار میگیرند. این تکنولوژی به ایمنی عملیات کمک میکند.
مزایای IIoT چیست؟
IIoT دارای مزایای متعددی است:
1.تعمیر و نگهداری پیشبینانه: IIoT به سازمانها این امکان را میدهد که زمان تعمیر و نگهداری دستگاهها را پیشبینی کرده و از توقف غیرضروری در فرآیندهای تولید جلوگیری کنند.
2. خدمات بهینهتر میدانی: تکنسینهای خدمات میدانی میتوانند با استفاده از دادههای IIoT مشکلات را در تجهیزات مشتریان بهبود دهند و از توقف تجهیزات جلوگیری کنند.
3.پیگیری داراییها: سازمانها میتوانند داراییها و محصولات خود را در زنجیره تامین ردیابی کرده و بهبود در تامین کالاها و خدمات ایجاد کنند.
4. افزایش رضایت مشتری: IIoT به تولیدکنندگان اجازه میدهد که دادههای مرتبط با استفاده مشتریان را جمعآوری و بهینهسازی محصولات خود را بر اساس نیازهای مشتریان انجام دهند.
5. بهبود مدیریت تاسیسات: IIoT به نظارت بر تجهیزات تولید و افزایش عمر مفید آنها کمک میکند.
آیا IIoT امن است؟
امنیت IIoT یک مسئله مهم است. در ابتدا، بسیاری از دستگاههای IoT بدون توجه کافی به امنیت تولید میشدند، اما اکنون تولیدکنندگان به اهمیت امنیت این دستگاهها پرداخته و تلاش میکنند تا آنها را ایمنتر کنند. گروههای مختلفی مانند کنسرسیوم صنعتی اینترنت (IIC) به تحقیقات در زمینه امنیت IIoT مشغولند تا این تکنولوژی را بیشتر ایمن کنند.
خطرات و چالشهای اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) شامل موارد زیر میشود:
1. مسائل امنیتی: به عنوان بزرگترین خطر IIoT، مسائل امنیتی باید مورد توجه قرار گیرند. بسیاری از دستگاههای IIoT از گذرواژههای ضعیف و یا پیشفرض استفاده میکنند، که مهاجمان میتوانند از آنها به دادهها و سیستمهای حیاتی دسترسی پیدا کنند. همچنین مهاجمان میتوانند دستگاههای ناامن IIoT را به عنوان نقطه ورود به سیستمها و شبکههای صنعتی استفاده کنند.
2. مدیریت دستگاهها: مدیریت و شناسایی دقیق دستگاههای IIoT چالشی بزرگ است، زیرا تعداد آنها میتواند بسیار زیاد باشد. بدون استراتژی مدیریتی مناسب، سازمانها ممکن است نتوانند دستگاههای ایراددار را تشخیص دهند و از آنها جلوگیری کنند.
3. بهروزرسانی دستگاهها: بهروزرسانی و تعمیر دورهای دستگاههای IIoT از اهمیت بسیاری برخوردار است. برای اینکه دستگاهها در حالت بهینه کار کنند و به امنیت شبکه کمک کنند، باید بهروز باشند. این به دلیل تنوع و تعداد بالای دستگاهها میتواند چالشی باشد.
4. استفاده از دادهها: IIoT میلیاردها داده تولید میکند. مدیریت، تجزیه و تحلیل، و استفاده از این حجم عظیم از دادهها به منظور بهبود عملکرد و تصمیمگیریهای بهتر میتواند چالشی باشد.
5. مشکلات اتصالات و شبکه: برای IIoT، اتصالات و شبکه بسیار حیاتی هستند. قطعی یا اختلال در اتصالات میتواند منجر به از کار افتادن دستگاهها و توقف عملیات صنعتی شود.
6. اهمال و نقصان انسانی: خطرات مرتبط با اهمال و نقصان انسانی نیز وجود دارد. اشتباهات انسانی میتوانند به خطر امنیت دستگاهها و دادههای IIoT بیافتند.
7. اعتماد به دادهها: IIoT به شدت به دادهها و اطلاعات اعتماد میکند. اگر دادهها تغییر کنند یا تخریب شوند، ممکن است تصمیمگیریها و عملکرد دستگاهها تحت تأثیر قرار گیرد.
8. مسائل حریم خصوصی: در IIoT، دادههای حساس از دستگاهها جمعآوری میشوند. مسائل حفاظت از حریم خصوصی و استفاده مناسب از این دادهها یک چالش حیاتی است.
9. کنترل و اداره خرابی: در صورت خرابی دستگاههای IIoT، کنترل و اداره این خرابیها میتواند چالشی باشد و به دلیل اهمیت عملیات صنعتی، باید به صورت سریع و کارآمد انجام شود.
در نهایت، IIoT از تکنولوژیهای پیشرفته و مفیدی برای صنعت است، اما نیاز به مدیریت دقیق و اجرای اصول امنیتی دارد تا خطرات مرتبط با آن به حداقل رسانده شود.
فرق میان IoT و IIoT:
IoT (اینترنت اشیا) و IIoT (اینترنت اشیا صنعتی) از تکنولوژیهای مشابهی برای اتصال اشیاء به اینترنت و جمعآوری دادهها استفاده میکنند، اما دارای اهداف و کاربردهای متفاوتی هستند:
1. IoT (اینترنت اشیا):
– کاربردهای گستردهتر: IoT در گسترهی وسیعی از حوزهها مورد استفاده قرار میگیرد، از جمله خانههوشمند، کشاورزی هوشمند، مدیریت شهری، خودروهای هوشمند و غیره.
– تأثیرات کمتر اورژانسی: در مورد خطاها یا مشکلات در دستگاهها یا سیستمهای IoT، تأثیرات عموماً کمتر اورژانسی و خطرناک هستند.
– تمرکز بر تجربه کاربری: IoT به تحسین تجربه کاربری و افزایش راحتی و کارایی کاربران معمولی متمایل است.
2. IIoT (اینترنت اشیا صنعتی):
– کاربردهای صنعتی: IIoT به عنوان یک زیرمجموعه از IoT به صورت اصلی در صنایع صنعتی مانند نفت و گاز، انرژی، تولید و خطوط تولید، کشاورزی صنعتی و غیره مورد استفاده قرار میگیرد.
– تأثیرات اورژانسی بیشتر: در صنایع صنعتی، هر نوع اختلال یا مشکل فنی میتواند به تأثیرات اورژانسی و حتی خطرناک منجر شود. برای مثال، یک خط تولید متوقف شده میتواند به ضرر مالی عظیمی منجر شود.
– تمرکز بر بهبود بهرهوری: IIoT بهبود بهرهوری، کاهش هزینهها، پیشبینی خرابیها و افزایش ایمنی و امنیت در محیطهای صنعتی را به عنوان اهداف اصلی دنبال میکند.
مثالهای کاربردهای IIoT:
1. رباتیک صنعتی: شرکتهایی مانند ABB از سنسورها و دادههای IIoT برای نظارت بر رباتهای صنعتی خود به منظور تعمیرات پیشبینانه و بهبود عملکرد استفاده میکنند.
2. تولید صنعتی: شرکتهایی مانند Fanuc از دادهها و تحلیل مبتنی بر ابر برای پیشبینی خرابیهای اجزا و قطعات در دستگاهها و رباتهای تولیدی استفاده میکنند.
3. صنعت خودروسازی: شرکتهایی مانند Magna Steyr از IIoT برای پیگیری و ردیابی داراییها و سفارش خودکار موجودی استفاده میکنند.
4. کارخانجات: شرکتهای تولیدی از IIoT برای بهبود عملکرد کارخانه، بهینهسازی تولید و کاهش توقفهای عملیاتی استفاده میکنند.
5. صنعت نفت و گاز: IIoT در این صنعت برای نظارت بر تجهیزات و پیشبینی مشکلات فنی و ایمنی استفاده میشود.
شرکتهای تامینکننده در زمینه IIoT
شرکتهای تامینکننده در زمینه IIoT شامل ABB Ability، Aveva Wonderware، Cisco IoT، Fanuc Field System، Siemens MindSphere، Plataine، و GE Predix میشوند. این شرکتها بسترهایی را برای اتصال و مدیریت دستگاههای IIoT و تجزیه و تحلیل دادههای صنعتی ارائه میدهند.
۵G
۵G، استاندارد جدیدی برای شبکههای همراه، با تاکید بر افزایش توان عملیاتی و انتقال سریع داده با تأخیر کم طراحی شده است. ۵G تا سرعت دانلود ۲۰ گیگابیت بر ثانیه را با تاخیر کمتر از یک میلیثانیه پشتیبانی میکند.
ظهور ۵G تأثیر بزرگی بر استفاده از دستگاههای اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) دارد. اولاً، امکان به اشتراکگذاری دادهها با سرعت بالا توسط دستگاههای IIoT به دلیل توانایی بالا و تأخیر کم ۵G واقعیت میپیوندد. در گذشته، این کار تنها در شبکههای خصوصی با اتصالات با سرعت بالا ممکن بود. این اتصال بلادرنگ میتواند در کاربردهایی مانند ماشینهای بدون راننده و شهرهای هوشمند مؤثر باشد.
یک راه دیگر که ۵G تأثیر بر IIoT دارد، افزایش تعداد دستگاههای متصل به اینترنت میباشد. عملیات صنعتی ممکن است از هزاران دستگاه IIoT متصل به ۵G برای جمعآوری دادهها و ارتباط برقرار کردن با سرورهای مرکزی استفاده کنند. سرعت بالا و تأخیر کم ۵G همچنین میتواند این امکان را فراهم کند که دستگاههای IIoT در مناطق دورافتاده که پیشتر به دلیل عدم دسترسی به اتصال با سرعت بالا نمیتوانستند از IIoT استفاده کنند.
آینده IIoT با تأکید بر توسعه مفهوم صنعت ۴٫۰ دستخوش تغییرات بزرگی خواهد شد. صنعت ۴٫۰ به عنوان چهارمین انقلاب صنعتی مطرح شده و بر اساس استفاده از دستگاههای الکترونیکی که به یکدیگر متصل هستند، به ویژه دستگاههای IIoT، توصیف میشود.
صنعت ۱٫۰ با آغاز اولین انقلاب صنعتی در اواخر قرن هجدهم شروع شد و با استفاده از دستگاههای بهرهبرداری از نیروی آب و بخار آب در کارخانهها آغاز شد. صنعت ۲٫۰ با استفاده از برق و خطوط تولید و مونتاژ در آغاز قرن بیستم پیشرفت یافت. در ادامه، صنعت ۳٫۰ در اواخر قرن بیستم با استفاده از کامپیوترها در فرآیند تولید پدیدار شد.
صنعت ۴٫۰ کنونیترین مرحله در تکامل صنعتی است و بر اساس ارتباط دستگاههای الکترونیکی IIoT با یکدیگر توصیف میشود. در آینده، دستگاههای IIoT نقش بزرگی در تحولات دیجیتال خواهند داشت، به ویژه زمانی که سازمانها به دنبال دیجیتالسازی خطوط تولید و زنجیره تأمین خود باشند. علاوه بر این، تحلیل دادههای بزرگ و آنالیز آنها نیز از دادههای IIoT بهرهخواهد برد و به سازمانها امکان میدهد تا به تغییرات در وقوع آنها برخوردار و بازترازی عمل کنند.
دستگاههای IIoT از چندین سال قبل عرضه شدهاند، اما به کارگیری گستردهتر آنها در جوامع و صنایع همچنان در مرحله آغازین خود قرار دارد. این وضعیت با پرکاربردتر شدن فناوری تغییر می کند