Industrial Internet of Things (IIoT) er skilgreint sem safn tækja og forrita sem gera stórum fyrirtækjum kleift að búa til enda-til-tengt umhverfi frá kjarna til brúnar. Það felur einnig í sér hefðbundna líkamlega innviði, eins og gáma og vöruflutningabíla, til að safna gögnum, bregðast við atburðum og taka upplýstari ákvarðanir með hjálp snjalltækja.
Industrial Internet of Things (IIoT) er framlenging á Internet of Things (IoT) og hefur mörg forrit í neytendarýminu. IoT notkunartilvik eru til dæmis snjallheimilistæki eins og Amazon Echo, sem nota Alexa raddgreiningu til að slökkva ljós með fjarstýringu.
Í iðnaðarrekstri hefur tæknin tekið í notkun í stórum-viðskiptum í umhverfi með flóknum innviðum og stórum búnaði. Aftur á móti getur IoT í iðnaði fjarstýrt hita-, loftræstingar- og loftræstikerfi (HVAC) um alla verksmiðju. Þetta er aðeins eitt iðnaðar IoT notkunartilvik til að hagræða og bæta stjórnun fyrirtækjareksturs.
Hvernig virkar iðnaðar IoT?
IoT í iðnaði er undirflokkur IoT þar sem fyrirtæki eru að endurskilgreina hvernig þau geta tengst, fylgst með, greint og brugðist við iðnaðargögnum til að draga úr kostnaði og knýja fram vöxt.
Hugmyndin að baki iðnaðar IoT er að nota gögnin sem hafa verið búin til í gegnum árin með „heimskulegum tækjum“ í iðnaðaraðstöðu. Greindar vélar á færibandinu geta ekki aðeins handtekið og greint gögn hraðar heldur eru þær líka fljótari að miðla mikilvægum upplýsingum, sem hjálpar til við að taka viðskiptaákvarðanir hraðar og nákvæmari.
Samþætting upplýsingatækni (IT) og rekstrartækni (OT) knýr iðnaðar Internet hlutanna áfram. Það er netfylki sem tengir tæki við tæki, safnar gögnum með skynjaratækni, greinir þau og samþættir þau beint inn í vettvang sem starfa sem þjónusta. IoT í iðnaði mun boða nýtt tímabil iðnaðarnotkunar með mörgum tækifærum til efnahagslegrar útrásar.
Industrial IoT safnar miklu magni af vettvangsgögnum frá verksmiðjugólfinu, sendir þau í gegnum tengda hnúta, greinir þau á netþjónum og umbreytir upplýsingum í raunhæfa innsýn á skýjapallur. Þetta hvetur fyrirtæki til að taka betri ákvarðanir fyrir tiltekna markaði og markhópa. Með öðrum orðum, Industrial IoT er kerfi sem tengir jaðartæki eins og stýribúnað, skynjara, stýringar, tengda rofa, gáttir og iðnaðar einkatölvur (IPC) við skýið.
Hvernig tengjast Industry 4.0 og Industrial IoT?
Industry 4.0 er afurð fjórðu iðnbyltingarinnar. Fjórða iðnbyltingin er skilgreind sem samþætting hefðbundinnar sjálfvirkrar framleiðslu við iðnaðarferla sem knúnir eru af snjalltækni og sjálfstæðum samskiptatækjum.
Hugtakið "Industry 4.0," skammstafað sem I4.0 eða I4, kom fram árið 2011 sem frumkvæði þýskra stjórnvalda sem hefur eindregið talað fyrir stafrænni vinnslu iðnaðarferla undanfarin 20 ár.
Eins og lýst er af Boston Consulting Group, er Industrial Internet of Things (IoT) meginstoðin í Industry 4.0, auk viðbótarframleiðslu eða þrívíddarprentunar, aukins veruleika (AR), sjálfstæða vélfærafræði, stórgagnagreiningar, skýjatölvu, netöryggi, lárétt og lóðrétt kerfissamþættingu og uppgerð. Þetta er vegna sjálfstæðra samskipta milli véla og dreifðs stafræns umhverfis sem getur sjálfkrafa leyst vandamál sem áður kröfðust mannlegrar íhlutunar.
Industry 4.0 nær yfir iðnaðarinternet hlutanna, stafræna væðingu og sjálfbærni fyrirtækja í víðara samhengi. IoT í iðnaði er drifkrafturinn á bak við Industry 4.0, án þess væri engin Industry 4.0 til. með öðrum orðum, iðnaðar IoT takmarkast við gagnagreiningu, gagnasendingu, gagnaútreikninga, gagnavinnslu og lénssértæk snjallforrit-.
Arkitektúr iðnaðar Internet hlutanna
Dæmigerð iðnaðar IoT arkitektúr lýsir fyrirkomulagi stafrænna kerfa þannig að þau veita saman net- og gagnatengingu milli skynjara, IoT tækja, gagnageymslu og annarra laga. Þess vegna verður iðnaðar IoT arkitektúr að hafa eftirfarandi.
1. IoT tæki við jaðar netsins
Þetta eru hópar af nethlutum sem staðsettir eru á jaðri IoT vistkerfisins. Þetta eru staðsett eins nálægt staðsetningu gagnagjafans og hægt er. Þetta eru venjulega þráðlausir stýringar og skynjarar í iðnaðarumhverfi. Vinnslueining eða lítið tölvutæki og safn athugunarendapunkta. Edge IoT tæki geta innihaldið hefðbundin tæki í brownfield umhverfi, myndavélar, hátalarar, skynjarar og aðrir mælar og skjáir.
Hvað gerist á afskekktustu brún netkerfisins? Skynjarar taka gögn úr umhverfi sínu og hlutunum sem þeir fylgjast með, umbreyta síðan upplýsingum í mælikvarða og tölur sem IoT vettvangar geta greint og breytt í raunhæfa innsýn. Stýritæki stjórna ferlunum sem eiga sér stað í því umhverfi sem skoðað er. Þeir breyta líkamlegu umhverfi þar sem gögnin eru mynduð.
2. Edge gagnastjórnun og frumvinnsla
Án mikils-gæða geta gríðarlegt magn gagna, háþróaðrar greiningar og gervigreindar ekki gert sér fulla grein fyrir möguleikum þeirra. Gagnavinnsla er möguleg jafnvel á skynjarastigi.
Í þessu sambandi veitir brúntölvun hraðasta svarið, þar sem gögn eru forunnin- á jaðri netsins, við skynjarann sjálfan. Hér er hægt að greina stafræn og samanlögð gögn. Þegar viðeigandi innsýn hefur verið aflað er hægt að fara á næsta stig í stað þess að senda allar þær upplýsingar sem safnað er. Þessi viðbótarvinnsla dregur úr magni gagna sem send eru til gagnaversins eða skýsins.
3. Ský fyrir háþróaða vinnslu
Edge tæki eru takmörkuð í forvinnslugetu sinni. Þó að brúnin hafi verið færð eins nálægt og hægt er til að takmarka neyslu staðbundins tölvuafls, munu notendur þurfa að nýta skýið fyrir dýpri og ítarlegri vinnslu.
Og á þeim tímapunkti verður að velja hvort forgangsraða eigi lipurð og skjótleika brúntækja eða háþróaðri innsýn í tölvuskýi. -skýjalausnir geta framkvæmt mikla vinnslu. Hér er hægt að safna saman gögnum frá mismunandi aðilum og veita innsýn sem er ekki tiltæk á jaðrinum.
Í samhengi við iðnaðar IoT arkitektúr mun skýið hafa.
Miðstöðvar:Auk fjarmælinga og tækjastýringar veitir það örugga tengingu við vettvangskerfi. Ef þörf krefur getur miðstöðin veitt fjartengingu við staðbundin kerfi á mörgum stöðum. Það viðheldur öllum samskiptaþáttum eins og tengingarstjórnun, öruggum samskiptarásum og auðkenningu og heimild tækja.
Geymsla:Notað til að geyma upplýsingar fyrir og eftir vinnslu.
Greining:Stuðlar að gagnavinnslu og greiningu.
Notendaviðmót:Veitir sjónrænni greiningarniðurstöður sem sendar eru til endanotanda, venjulega í gegnum netvafraviðmót, en einnig í gegnum tölvupóst, SMS og símaviðvaranir.
4. Netgátt
Hér er skynjaragögnum safnað og þeim breytt í stafrænar rásir til frekari vinnslu í netgáttinni. Eftir að hafa fengið samansöfnuð og stafræn gögn sendir gáttin þau yfir netið svo hægt sé að vinna þau frekar áður en þeim er hlaðið upp í skýið. Gáttin er áfram hluti af jaðargagnasöfnunarkerfinu. Það er við hlið stýrisbúnaðar og skynjara og framkvæmir fyrstu gagnavinnslu á brúninni.
Hægt er að nota hlið sem annað hvort vélbúnað eða hugbúnað.
Vélbúnaður:Vélbúnaðargáttir eru sjálfstæð tæki. Býður upp á hlerunarbúnað (hliðræn og stafræn) og þráðlaus viðmót fyrir tengingu niðurstreymis skynjara. Einnig er boðið upp á nettengingu, annað hvort á staðnum eða í gegnum venjulegan tengingu við beini.
Hugbúnaður:Á tölvu er hægt að setja upp hugbúnaðargátt í stað þess að tengjast vélbúnaðargátt. Hugbúnaðurinn keyrir í bakgrunni eða forgrunni og veitir andstreymis og downstream samskiptatengla sem vélbúnaðarinngangsstaði, þar sem tölvan veitir líkamlegt viðmót. Hugbúnaðar-gáttin veitir aðgang að stillingum sjónskynjara og kynningu á skynjaragögnum í gegnum notendaviðmótið.
5. Tengireglur
Til að senda gögn yfir IoT kerfi í iðnaði þarf samskiptareglur. Þessar samskiptareglur ættu helst að vera iðnaðar-staðlaðar, vel-skilgreindar og öruggar. Samskiptaforskriftin getur innihaldið eðliseiginleika tengingarinnar og raflagna, aðferð til að koma á samskiptarásinni og snið gagna sem á að senda yfir þá rás.
Sumar algengar samskiptareglur sem notaðar eru í iðnaðar IoT arkitektúr eru ma.
Advanced Message Queuing Protocol (AMQP):Þetta er tengingar-stýrð, tvíhliða-, margfölduð, samsett gagna-kóðuð skilaboðasamskiptareglur. Ólíkt HTTP er AMQP smíðað fyrir IIoT-stilla skýjatengingu.
MQ Telemetry Transport (MQTT):Þetta er fyrirferðarlítil biðlara-skilaboðasamskiptareglur.MQTT er hlynntur IIoT-tækjum vegna stuttrar rammastærðar og lágmarks kóðapláss.
Constrained Application Protocol (CoAP):Þetta er gagnagramstilla samskiptareglur sem hægt er að dreifa yfir flutningslagið, þar á meðal User Datagram Protocol (UDP).CoAP er þjöppuð útgáfa af HTTP þróuð fyrir IIoT kröfur.
6. IoT pallar fyrir iðnaðar
IoT kerfi í iðnaði eru nú fær um að samræma, fylgjast með og stjórna rekstri yfir virðiskeðjuna. Þessir vettvangar stjórna tækjagögnum og stjórna greiningar, sjónrænum gögnum og gervigreindarverkefnum (AI) fyrir jaðartæki og, í sumum tilfellum, skynjara beint í skýið og til baka.
Hægt er að nota Industrial Internet Reference Architecture (IIRA) sem viðmið til að þróa flókin kerfi í iðnaðar IoT rýminu. Almennt er rammi IIRA talsmaður þess að stofnanir hanni ramma með því að nota kerfisnálgun sem felur í sér endurgjöf og endurtekningu. Að auki mælir það með að sérsníða iðnaðar IoT hönnun fyrir sérstakar atvinnugreinar, svo sem orku, heilsugæslu, flutninga og opinbera notkun.
Kostir iðnaðar IoT
Industrial IoT býður upp á eftirfarandi kosti.
1. Aukin skilvirkni
Stærsti kosturinn við iðnaðar IoT er geta þess til að hjálpa fyrirtækjum að gera sjálfvirkan og þannig hámarka rekstrarhagkvæmni. Að auki er hægt að tengja líkamleg tæki við hugbúnaðarlausnir í gegnum skynjara sem fylgjast stöðugt með frammistöðu. Þetta gerir stofnunum kleift að skilja betur rekstrarhagkvæmni tiltekinna tækja og heilra flota. Að auki gerir IoT gagna--drifin ákvarðanatöku-og fjareftirlit með öllum framleiðsluferlum kleift.
2. Auka framleiðslu
Með því að auka tækjanotkun geta stofnanir með IoT framleiðsluferli aukið framleiðni sína. Eins og fyrr segir veita nettæki stöðugan straum af gögnum sem geta veitt innsýn í rekstur búnaðar. Þetta getur bætt heildar skilvirkni búnaðarins og hámarkað afköst vélarinnar á meðan á keyrslutíma stendur. Að auki bætir notkun iðnaðar IoT tækja nýtingu mannauðs. Hægt er að nota snjalltæki til að framkvæma smánar, endurteknar og hættulegar athafnir og losa þannig starfsmenn um önnur stefnumótandi framleiðslu-tengd verkefni.
3. Að draga úr villum
Notkun iðnaðar IoT neyðir fyrirtæki til að gera framleiðslu sína sjálfvirkan. Með því að útiloka mannlega þáttinn úr iðnaðarrekstri er útrýmt óhagkvæmni sem veldur því að gallaðar vörur fara út af færibandinu. Með færri gæðagöllum batnar arðsemi fyrirtækis vegna aukinnar ánægju viðskiptavina og vörumerkjaviðurkenningar.
4. Forspárviðhaldskröfur
Forspárviðhald er stefna til að forðast eignabilanir með því að greina framleiðslugögn til að koma auga á mynstur og spá fyrir um yfirvofandi vandamál.
Samþætting iðnaðar IoT skynjara í iðnaðarbúnað gerir kleift að-aðstæður stjórnunartilkynningar. Þessir skynjarar skrá hitastig, rakastig og aðrar umhverfisbreytur á vinnusvæðinu, svo og samsetningu efna og hvernig flutningsþættir hafa eða gætu haft áhrif á flutninga. Öll þessi gögn eru gagnleg fyrir forspárviðhald. Fyrir vikið er hægt að forðast eignabilanir, draga úr kostnaði og lágmarka niður í miðbæ.
5. Tryggja öryggi starfsmanna
Snjöll framleiðsla gerir kleift að auka öryggi, þar sem allir IoT skynjarar í iðnaði vinna saman til að fylgjast með öryggi starfsmanna og vinnustaða. Samþætt öryggiskerfi verndar vinnustaðinn, framleiðslulínuna og starfsfólkið. Komi upp atvik er hægt að láta alla aðstöðuna vita, stöðva starfsemi og yfirstjórn getur haft milligöngu um að leysa málið. Atvikið getur einnig skapað gagnlegar upplýsingar sem hægt er að nota til að forðast að endurtaka sig í framtíðinni.
6. Orkukostnaðarsparnaður
Iðnaðarstarfsemi er stór uppspretta aflgjafa á heimsvísu, sem er skaðlegt sjálfbærni og heildarniðurstöðu. Stöðugt eftirlit með kerfum sem nota skynjara og lítil tæki getur leitt í ljós óhagkvæmni sem leiðir til sóunar. Þetta felur ekki aðeins í sér vöktunarbúnað heldur einnig samþættan rekstur eins og stjórnun hitastigs, vatnsnotkun, rakastig og lýsingu búnaðar. Að auki, með framförum í IoT tækni, neyta skynjarar minni orku, sem er vissulega blessun.
7. Bæta vettvangsþjónustu og upplifun viðskiptavina
IoT í iðnaði getur hjálpað til við að bæta þjónustu á vettvangi. Það ræðst af þáttum eins og tíma, samhengi og þátttöku tæknimanna í tiltekinni þjónustustarfsemi. IoT í iðnaði gerir einnig sýnileika-gagna í rauntíma. Þetta þýðir að framleiðendur upprunalegs búnaðar (OEM), endir neytendur og allir aðrir hagsmunaaðilar verða meðvitaðir um áhættuna og erfiðleikana sem skapast, sem leiðir til jákvæðrar upplifunar.
Dæmi um iðnaðar IoT
Frá smásölu til framleiðslu, mest áberandi atvinnugreinar og fyrirtæki hafa notað iðnaðar IoT á einhvern hátt. Hér eru nokkur athyglisverð dæmi um iðnaðar IoT með jákvæðum viðskiptaniðurstöðum:.
1. PepsiCo notar iðnaðar IoT til að rekja eignir
Innbyggðir iðnaðar IoT íhlutir í flutningum, flota og umbúðum geta hjálpað til við að fylgjast með birgðum frá upphafi til enda. Það ætti einnig að viðhalda jafnvægi milli framboðs og eftirspurnar með því að fylgjast með birgðastigi. pepsiCo er dæmi um fyrirtæki sem notar þetta iðnaðar IoT notkunartilvik. Það notar fjölda tækni til að laga sig að eftirspurn á markaði, stjórna sýnileika birgðakerfa og stilla sjálfkrafa áfyllingarreglur.
2. BMW notar iðnaðar IoT til að búa til stafræna tvíbura af vörum sínum.
Stafrænn tvíburi er iðnaðar IoT forrit þar sem flókið safn skynjara er notað til að byggja upp nákvæma eftirlíkingu af vöru eða framleiðsluumhverfi niður í síðustu smáatriði og líkamlega eiginleika. BMW notar iðnaðar IoT, gervigreind (AI) og yfirgripsmikla tækni til að byggja upp stafræna eftirmynd af öllu framleiðsluferli verksmiðjunnar. Þetta gerir fyrirtækjum kleift að þróa, meta og fínstilla vörur í raunverulegu-umhverfi án tilheyrandi kostnaðar eða áhættu.
3. Larsen & Toubro (L&T) notar iðnaðar IoT til fjareftirlits og kostnaðarsparnaðar
Orku- og veitugeirinn notar stóra rekstrarinnviði, stundum við hættulegar aðstæður sem ekki henta fyrir handvirkt. Við þessar aðstæður geta iðnaðar IoT tæki safnað og sent mikilvægum rekstrargögnum án nærveru manna. Til dæmis er L&T að setja upp fjarvöktaða græna vetnisstöð í Gujarat á Indlandi. Með því að nota IoT í iðnaði getur L&T dregið úr rekstrar- og orkukostnaði og fengið viðeigandi innsýn í virkni orkuversins.
4. Írsk eimingarverksmiðja notar iðnaðar IoT fyrir umhverfisvöktun
Matvæla- og drykkjarvöruiðnaðurinn byggir að miklu leyti á getu til að framleiða og geyma vörur við kjöraðstæður. IoT kerfi í iðnaði geta fylgst með umhverfisbreytingum og varað gólfstjórnendur við niðurbroti vöru áður en það á sér stað. Eimingarverksmiðjur sem framleiða áfenga drykki eru tilvalið dæmi um IoT í iðnaði vegna þess að þær starfa við viðkvæmar umhverfisaðstæður. Distillery birgir Frilli beitti nýlega iðnaðar IoT tækni fyrir írskt drykkjarvörumerki til að veita sjálfvirkni, skilvirkni og samræmingu ferla.
5. Airbus nýtir Bosch Industrial IOT vettvang til að búa til snjallar verksmiðjur
Airbus leitast við að koma í veg fyrir bilanir með því að samþætta iðnaðar IoT skynjara í vélar og búnað á framleiðslugólfinu og útvega starfsmönnum klæðanleg tæki eins og iðnaðar snjallgleraugu. Mistök í ferlinu gætu kostað stofnunina milljónir dollara að leiðrétta. Airbus notar stafræna upplýsingaöflun til að hámarka rekstur og auka framleiðni eftir að hafa átt samstarf við Bosch um að hefja verksmiðju framtíðarinnar.
Í dag er iðnaðar IoT grunnur fyrir stór fyrirtæki og eitt af lykilframboðum frá helstu skýjafyrirtækjum eins og Microsoft og Amazon Web Services (AWS). Industrial IoT nær háþróaðri gagnagreiningu og skýjagetu til iðnaðarforrita eins og viðhald búnaðar, rekstur verksmiðja, stjórnun aðfangakeðju og öryggi starfsmanna. Gögn frá iðnaðar IoT kerfum geta jafnvel hjálpað til við að líkja eftir og prófa vörur í stafrænu umhverfi, óaðfinnanlega samþætta stafræn og líkamleg kerfi til að bæta útkomu iðnaðarins veldisvísis.