اینترنت اشیا صنعتی چیست و در چه صنایعی کاربرد دارد؟

اینترنت اشیا صنعتی IIOT با بهره‌گیری از ابزارهای مختلف قادر است دستگاه‌ها، سنسورها و نرم‌افزارها را به هم متصل کرده و از این طریق، با سرعتی چشمگیر به جمع‌آوری، ذخیره و تجزیه و تحلیل اطلاعات بپردازد که برای مدیریت مجموعه بسیار ارزشمند است. این فناوری در صنایع مختلف همچون پزشکی، نفت و گاز، حمل‌ونقل، کشاورزی، دامداری و… کاربرد فراوانی داشته و می‌تواند بهره‌وری و کیفیت بالاتر را به آن‌ها هدیه کند.

در این مقاله، پس از آشنایی با مفهوم اینترنت اشیا صنعتی، به  معرفی پروتکل های اینترنت اشیا صنعتی می‌پردازیم، همچنین در ادامه، با کاربردهای مختلف این فناوری آشنا شده و مزایا و معایب آن را بررسی می‌کنیم. امیدواریم این مقاله برای شما مفید باشد. با شرکت هوشمند سازی فریتز همراه باشید.

اینترنت اشیا صنعتی چیست؟

اینترنت اشیا صنعتی یا IIoT به معنای ارتباط یکپارچه و هوشمند دستگاه‌ها و تجهیزات در محیط‌های صنعتی است. این تکنولوژی با اتصال تمامی ابزارها و دستگاه‌های یک مجموعه از سنسورها گرفته تا دستگاه‌های هوشمند، یک شبکه هوشمند را درون کارخانه‌ها و محیط‌های صنعتی ایجاد می‌کند.

در حقیقت، IIoT زیرمجموعه‌ای از اینترنت اشیا (IoT) است که بر کاربرد فناوری اینترنت اشیا در صنعت و محیط‌های صنعتی تمرکز دارد. IIoT از فناوری‌های مختلفی مانند حسگرها، شبکه‌های ارتباطی و نرم‌افزارها استفاده کرده و به پردازش داده‌ها و تجزیه و تحلیل آن‌ها می‌پردازد.

داده‌های مورد استفاده اینترنت اشیا صنعتی می‌توانند شامل اطلاعاتی در مورد وضعیت، موقعیت، دما، فشار، سرعت، جریان، توان، مصرف، خرابی، خطا و… باشند. مدیران با استفاده از داده‌های مذکور می‌توانند به بهبود کارایی، کیفیت، امنیت و اقتصادی‌بودن فرآیندهای صنعتی بپردازند. برای مثال، با استفاده از IIoT می‌توان به کاهش هزینه‌ها، افزایش سود، کاهش زمان تولید، افزایش ظرفیت تولید، کاهش ضایعات، افزایش رضایت مشتریان، کاهش اثرات زیست‌محیطی و بسیاری از موارد دیگر کمک کرد.

اینترنت اشیا صنعتی در بسیاری از صنایع مانند تولید، حمل‌و‌نقل، انرژی، کشاورزی، دامداری و پزشکی و … کاربرد داشته و می‌تواند به حل مشکلات و افزایش بهره‌وری از فرصت‌های مختلف کمک کند که در ادامه مقاله اینترنت اشیا صنعتی به آن‌ها اشاره خواهیم کرد.

‏پروتکل های اینترنت اشیا صنعتی IIOT

پروتکل های IoT صنعتی مجموعه‌ای از قوانین و مقرراتی هستند که نحوه ارتباط دستگاه‌های IIoT با یکدیگر و با زیرساخت‌های شبکه را تعیین می‌کنند. پروتکل‌های IIoT برای اطمینان از انتقال درست و کارآمد داده‌ها بسیار ضروری هستند. در ادامه، با برخی از پروتکل‌های رایج اینترنت اشیا صنعتی آشنا می‌شویم.

MQTT: یک پروتکل «انتشار/اشتراک‌گذاری» سبک‌وزن و کارآمد است که برای انتقال داده‌ها بین دستگاه‌ها و سرورها از طریق اینترنت استفاده می‌شود. این پروتکل برای ارتباطات با پهنای باند کم، تاخیر زیاد و اتصال ناپایدار و محدود منابع مناسب است. همچنین، MQTT از مکانیزم QoS (Quality of Service) برای تضمین انتقال داده‌ها و رمزنگاری و احراز هویت جهت حفظ امنیت ارتباطات استفاده می‌کند.

CoAP: یک پروتکل «درخواست/پاسخ» است که برای انتقال داده‌ها بین دستگاه‌ها و سرورها از طریق اینترنت مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پروتکل برای ارتباطات با پهنای باند کم، تاخیر کم، اتصال پایدار و منابع محدود مناسب است. CoAP از مدل REST (Representational State Transfer) برای تعریف منابع و عملیات بر روی آن‌ها استفاده کرده و از رمزنگاری و احراز هویت برای امنیت ارتباطات بهره می‌گیرد.

بیشتر بخوانید: استاندارد KNX چیست؛ کاربردها و مزایای پروتکل کی ان ایکس

OPC UA: یک پروتکل انتقال داده‌ و اطلاعات است که برای ارتباط بین دستگاه‌ها و سیستم‌های صنعتی از طریق شبکه‌های محلی یا اینترنت به‌کار گرفته می‌شود. این پروتکل برای ارتباطات با پهنای باند بالا، تاخیر کم، اتصال پایدار و منابع فراوان مناسب بوده و  از مدل SOA (Service Oriented Architecture) برای تعریف سرویس‌ها و عملیات بر روی آن‌ها استفاده می‌کند. این پروتکل نیز از رمزنگاری و احراز هویت برای امنیت ارتباطات بهره می‌گیرد.

Modbus: یک پروتکل صنعتی قدیمی است که برای انتقال داده‌های صنعتی در لحظه (real time) استفاده می‌شود. مود باس Modbus اغلب برای کاربردهای کنترل و اتوماسیون مورد استفاده قرار می‌گیرد.

AMQP: این پروتکل برای ارتباط بین دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف در اینترنت اشیا صنعتی استفاده شده و امکان ارسال پیام‌ها به صورت غیر همزمان را فراهم می‌کند.

بیشتر بخوانید: موتورخانه هوشمند چیست، مزایا و معایب هوشمندسازی موتورخانه

کاربرد اینترنت اشیا صنعتی

کاربرد اینترنت اشیا صنعتی در صنایع مختلف متنوع است.

اینترنت اشیا در صنعت تولید

IIoT در صنعت تولید می‌تواند به ربات‌ها، ماشین‌ها، سیستم‌های انبارداری و حمل و نقل اجازه دهد که با یکدیگر و با انسان‌ها ارتباط برقرار کرده و به صورت خودکار و هوشمند عملیات‌های مورد نیاز را انجام دهند. این مزیت می‌تواند به کاهش نیاز به نیروی انسانی، افزایش دقت، کاهش خطاها و افزایش انعطاف‌پذیری منجر شود.

اینترنت اشیا در صنعت پزشکی

IIoT پتانسیل تغییر چشمگیری در نحوه ارائه مراقبت‌های بهداشتی دارد. با پیشرفت فناوری، انتظار می‌رود کاربردهای اینترنت اشیا صنعتی در صنعت پزشکی نیز گسترش یافته و این فناوری تأثیر بیشتری بر صنعت پزشکی بگذارد. بهره‌گیری از IIoT در صنعت پزشکی می‌تواند برای نظارت بر تجهیزات پزشکی مانند دستگاه‌های تصویربرداری، دستگاه‌های آزمایشگاهی و دستگاه‌های جراحی استفاده شود. این امر می‌تواند به شناسایی مشکلات یا جلوگیری از آن‌ها کمک کند.

افزون‌براین، استفاده از اینترنت اشیا صنعتی می‌تواند برای پیش‌بینی و پیشگیری از بیماری‌ها مفید باشد. برای نمونه، IIoT می‌تواند برای جمع‌آوری داده‌های مربوط به فعالیت بدنی، خواب و ضربان قلب استفاده شده و افراد در معرض خطر بیماری‌هایی مانند دیابت، بیماری قلبی و سکته مغزی را کشف کند.

همچنین، IIoT می‌تواند در بهبود کیفیت مراقبت‌ها نقش چشمگییر داشته باشد. به‌عنوان مثال، می‌توان از اینترنت اشیا صنعتی برای ردیابی داروها از طریق زنجیره تأمین استفاده کرد که منجر به جلوگیری از تقلب دارویی و اطمینان از ایمنی داروها خواهد شد.

اینترنت اشیا در صنعت حمل‌ونقل

اینترنت اشیا صنعتی می‌تواند به وسایل نقلیه مختلف، از جمله خودروها، قطارها، هواپیماها و کشتی‌ها امکان دهد که با یکدیگر و با مراکز کنترل ارتباط برقرار و به‌صورت هوشمند و ایمن‌تری حرکت کنند. استفاده از IIoT ردیابی و رهگیری وسایل نقلیه را آسان کرده و ایمنی آن‌ها را افزایش می‌دهد. این فناوری می‌تواند به کاهش ترافیک، افزایش سرعت، کاهش مصرف سوخت و کاهش آلودگی نیز منجر شود.

نمایندگی پارکینگ هوشمند؛ فروش سیستم هوشمند سازی پارکینگ

اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز و انرژی

IIoT می‌تواند در صنعت انرژی امکان برقراری ارتباط بین چاه‌ها، توربین‌ها، پنل‌های خورشیدی، باتری‌ها، شبکه‌های برق و… را با یکدیگر و با مصرف‌کنندگان فراهم کرده و تولید و انتقال انرژی را هوشمندانه‌تر انجام دهد. بهره‌گیری از IIoT در صنعت نفت و گاز می‌تواند نظارت بر زیرساخت‌ها را بهبود داده و به شناسایی مشکلات احتمالی در مراحل اولیه و جلوگیری از خرابی‌ها کمک کند.

همچنین، دستگاه‌های IIoT می‌توانند برای بهینه‌سازی فرآیندهای تولید مانند استخراج، پالایش و انتقال استفاده شوند. این امر می‌تواند به شرکت‌ها در کاهش هزینه‌ها، افزایش تولید و بهبود کیفیت محصولات کمک کند. ارتقای امنیت زیرساخت‌های نفت و گاز از طریق شناسایی و مقابله با حملات سایبری و تروریستی نیز از دیگر مزایای اینترنت اشیا صنعتی در حوزه انرژی است.

اینترنت اشیا در صنعت کشاورزی و دامداری

اینترنت اشیا صنعتی در کشاورزی و دامداری نیز کاربرد فراوانی داشته و با برقراری ارتباط بین سنسورها، دوربین‌ها و ماشین‌ها می‌تواند نظارت بر شرایط مزرعه مثل دما، رطوبت و میزان آبیاری را بهبود دهد. همچنین، بهره‌گیری از این فناوری باعث بهبود فرآیندهای کشاورزی همچون کاشت، برداشت و توزیع محصول شده و هزینه‌های آن را کاهش می‌دهد. تأمین امنیت، سلامتی و تغذیه کافی دام از دیگر کاربردهای استفاده از IIoT در صنعت کشاورزی و دامداری است.

مزایا و معایب اینترنت اشیاء صنعتی

بهره‌گیری از اینترنت اشیا صنعتی در صنایع مختلف مزایای زیادی را به صاحبان کسب‌وکار و مشتریان هدیه می‌دهد. با‌این‌حال، استفاده از این فناوری جدید ممکن است چالش‌هایی را نیز به‌همراه داشته باشد که در ادامه آن‌ها را معرفی می‌کنیم.

مزایای اینترنت اشیا صنعتی

• افزایش بهره‌وری: اینترنت اشیا صنعتی می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تا فرآیندهای خود را کارآمدتر کرده و تولید را افزایش دهند. اتصال دستگاه‌ها و تجهیزات به IIoT باعث بهبود عملکرد و بهره‌وری در فرآیندهای تولید و خدمات می‌شود.
• کاهش هزینه‌ها: IIoT به شرکت‌ها کمک می‌کند تا هزینه‌های خود را به‌ویژه در زمینه‌هایی مانند تعمیرات و نگهداری کاهش دهند.
• افزایش ایمنی: اینترنت اشیا صنعتی می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تا محیط کار ایمن‌تری ایجاد کنند که از طریق افزایش و بهبود نظارت بر محیط ممکن می‌شود.
• بهبود کیفیت محصولات و خدمات: IIoT ازطریق ردیابی دقیق محصولات از طریق زنجیره تأمین و جمع‌آوری داده‌های مصرف‌کننده می‌تواند منجر به ارتقای کیفیت محصولات و خدمات شود.
• پیش‌بینی خرابی‌ها: اینترنت اشیا اطلاعات لازم برای پیش‌بینی خرابی‌ها و نیاز به تعمیرات پیشگیرانه را فراهم می‌کند.
• فراهم‌کردن امکان مدیریت مبتنی بر داده: جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها به صورت مستمر به سازمان‌ها اطلاعات مفیدی درباره عملکرد و نقاط قوت و ضعف فرآیندهایشان می‌دهد.

خرید دستگیره هوشمند یا دستگیره دیجیتال با بهترین کیفیت

معایب اینترنت اشیا صنعتی

هزینه‌های پیاده‌سازی: برقراری اینترنت اشیا صنعتی می‌تواند به سرمایه‌گذاری بزرگی نیاز داشته باشد که برای شرکت‌های کوچک و متوسط چندان ساده نیست.

امنیت: IIoT می‌تواند هدفی جذاب برای حملات سایبری باشد و به سرقت و فاش‌شدن اطلاعات حساس منجر شود.

پذیرش: پذیرش IIoT توسط کارگران و مدیران ممکن است امر چالش‌برانگیزی باشد. بنابراین، ایجاد آگاهی کافی و دادن آموزش‌های مناسب پیش از ایجاد اینترنت اشیا صنعتی در محیط امری ضروری است.

پرسش‌های متداول

بیشتر بخوانید: کاربرد سیستم BMS ساختمان (سیستم خانه هوشمند BMS)

جمع‌بندی

در این مقاله، با تعریف اینترنت اشیا صنعتی آشنا شدیم. همان‌طور که گفتیم، اینترنت اشیا صنعتی فناوری جدیدی مبتنی برا اینترنت اشیا است که با اتصال دستگاه‌های مختلف به یکدیگر ازطریق پروتکل‌هایی نظیر MQTT، CoAP، OPC UA، Modbus و AMQP می‌تواند ارتباط دستگاه‌ها با انسان‌ها را تسهیل کرده و به خودکارسازی فرآیند‌های صنعتی و جمع‌آوری و پردازش اطلاعات بپردازد.

امروزه، از اینترنت اشیا صنعتی IIoT در صنایع مختلفی مثل انرژی، پزشکی، حمل‌ونقل، تولید و کشاورزی و دامداری استفاده می‌شود که مزایای مختلفی را برای آن‌ها به‌همراه داشته است. بهره‌گیری از IIoT در صنایع، نه‌تنها می‌تواند موجب بهینه‌سازی مصرف انرژی و منابع شود، بلکه بهره‌وری و کیفیت و حجم محصولات را نیز ارتقا می‌دهد. استفاده از این فناوری جدید می‌تواند باعث کاهش هزینه‌های مختلف صنایع از جمله هزینه نیروی انسانی و مصرف انرژی شده و امنیت بیشتری را برای صاحبان کسب‌وکار و مشتریان به‌ارمغان آورد. فراهم‌کردن اطلاعات دقیق و با جزییات از فرآیند‌های تولید و میزان مصرف منابع نیز از دیگر مزایای بهره‌گیری از اینترنت اشیا صنعتی است که می‌تواند برای مدیران بسیار مفید باشد.

بااین‌حال، راه‌اندازی اینترنت اشیا صنعتی در وهله اول ممکن است بسیار هزینه‌بر باشد و هر مجموعه‌ای توان تأمین سرمایه لازم را نداشته باشد. همچنین، اتصال تمامی دستگاه‌ها و نرم‌افزارهای یک شرکت می‌تواند پتانسیل حملات سایبری و فاش‌شدن اطلاعات حساس را افزایش دهد؛ بنابراین، لازم است پیش از پیاده‌سازی، تدابیر امنیتی لازم اتخاذ شده و کارکنان به‌خوبی آموزش ببینند.