اینترنت اشیا صنعتی یا IIoT به استفاده از اینترنت اشیا در ایستگاه‌های کاری و محیط‌های صنعتی اشاره دارد. اینترنت اشیا صنعتی (IIoT یا Industrial IoT) در کارخانه‌های هوشمند، ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی را به‌منظور جمع‌آوری، تبادل و تجزیه‌وتحلیل داده‌ها به یکدیگر متصل می‌کند سپس اطلاعات به‌دست‌آمده از این فرایند در جهت افزایش نرخ کارایی و بهبود کیفیت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

IIoT برای حل چالش‌های صنعتی

اکنون بیایید دربارهٔ چالش‌های موجود در سازمان‌ها و راهکار اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) برای مقابله با آن‌ها بدانیم:

افزایش هزینه‌های تولید

صنعت تولید همواره با هزینه‌های فراوانی از جمله هزینه‌های مربوط به نیروی انسانی، تأسیسات، تعمیر و نگهداری، کاهش ضایعات، تهیه مواد اولیه و خرید تجهیزات جدید همراه است. کاهش این هزینه‌ها کمک بزرگی به سازمان‌ها می‌کند. به‌کارگیری سیستم IIoT در سازمان‌ها بر پرداخت هزینه‌های اضافه غلبه می‌کند و همچنین منجر به صرفه‌جویی در استفاده از منابع و مواد اولیه می‌شود.

هم‌اکنون بخوانید: کاهش هزینه‌های تولید به کمک هوش مصنوعی

دشواری نگهداری و کمبود نیروی انسانی ماهر

حضور کارگران بی‌تجربه در خط تولید احتمال وقوع خطاها را افزایش می‌دهد، به همین دلیل سازمان‌ها نیازمند سیستمی به‌منظور جمع‌آوری منظم و همیشگی داده‌های تولید هستند. صنعت ۴.۰ نگرشی است که با ارائه راهکارهای مبتنی بر اینترنت اشیا در صنعت منجر به سهولت در اجرای کارآمد فرایندها جمع‌آوری مستمر داده‌ها می‌شود. در نتیجه، کارگران ساده نیز می‌توانند بدون نیاز به آموزش‌های پیچیده با کمک ابزارها و فناوری‌های جدید در خطوط تولید به کار خود بپردازند.

خطاها و انحرافات متعدد از برنامه تولید

تولیدکنندگان از روی‌آوردن به هوش مصنوعی و ابزارهای آن ممانعت می‌کنند؛ زیرا بدون شک پیاده‌سازی فناوری‌های جدید با هزینهٔ بسیاری روبه‌رو است. درحالی‌که با توجه به افزایش رقابت در بازار و افزایش تقاضا، سازمان‌هایی که از ابتدای تحولات انقلاب صنعتی چهارم به هوشمندسازی روی آورده‌اند توان رقابتی بالاتری نسبت به رقبای هم رده خود خواهند داشت. آن‌ها می‌توانند با به‌کارگیری فناوری‌های مبتنی بر اینترنت اشیا و اتصال یکپارچه کلیه بخش‌های تولید مزایای بسیاری را کسب کنند و مانع از پرداخت خسارات و تولید ضایعات شوند و همچنین پس از گذشت چند ماه به سود قابل‌توجهی دست یابند.

چه کسی بیشترین منفعت را از هوش مصنوعی می‌برد؟

ازبین‌رفتن داده‌های تولید

جمع‌آوری داده‌ها به روش دستی امری زمان‌بر، ملال‌آور و پر ریسک است؛ زیرا ممکن است نیروی انسانی در هنگام گردآوری داده‌ها به دلایل متفاوتی مرتکب خطا شود و داده‌های ناقص یا اشتباهی را به ثبت رساند. این امر باعث ایجاد ابهامات متعدد در عملیات تولید، ناآگاهی از فرایندها و تصمیم‌گیری اشتباه می‌شود. بااین‌وجود آیا جمع‌آوری خودکار داده‌ها روش قابل‌اطمینان‌تری نیست؟

اگر شما هم  به دنبال خودکارسازی جمع‌آوری داده‌ها هستید، بخوانید!

اهمیت به‌کارگیری IIoT در صنعت تولید

روزانه داده‌های بسیاری در کارخانه‌ها وجود دارد. این امر بدان معناست که مدیران و تولیدکنندگان می‌توانند از این داده‌ها در جهت رشد و پیشرفت سازمان خود استفاده کنند. با ظهور اینترنت اشیا صنعتی، آن‌ها قادر به مشاهده لحظه‌ای فرایندهای جاری در خطوط تولید می‌شوند و می‌توانند ناکارآمدی‌ها و مشکلات را شناسایی و برطرف کنند و از هزینه‌های تولید بکاهند. مفهوم اینترنت اشیا صنعتی شامل حسگرها و محرک‌هایی است که با جمع‌آوری و همچنین تحلیل و بررسی داده‌ها سبب بهبود ارتباطات و فرایندهای بین انسان و ماشین‌ها می‌شود.

مزایای برقراری ارتباط ماشین با ماشین در اینترنت اشیا صنعتی

سیستم‌های IIoT مورد استفاده در صنعت تولید مزایای فراوانی را ارائه می‌دهند، در اینجا به چند مورد از مزایای استقرار اینترنت اشیا صنعتی می‌پردازیم:

ردیابی کالاها

با ظهور سیستم‌های IIoT، تولیدکنندگان می‌توانند در هر زمان و مکانی محصولات را در سراسر زنجیره تأمین ردیابی کنند و از وقوع مشکلات آگاه شوند. در واقع این سیستم با مشاهده خطا یا خطر آسیب‌دیدن کالا به اپراتورها هشدار می‌دهد تا اقدامات فوری یا پیشگیرانه را برای اصلاح وضعیت انجام دهند.

جهت آشنایی با نرم‌افزار هوشمند ردیابی تولید کلیک کنید.

افزایش رضایت مشتری

هنگامی که ماشین آلات به سیستم یکپارچه پایش تولید متصل می‌شوند، تولیدکنندگان می‌توانند داده‌هایی را در مورد کیفیت محصولات جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل کند، این امر به تولیدکنندگان و مدیران امکان می‌دهد تا محصولاتی مطابق با میل مشتری تولید کنند.

جلوگیری از توقفات پیش‌بینی نشده

با وجود اینترنت اشیا صنعتی تولیدکنندگان بینشی از وضعیت ماشین‌آلات، KPIهای مهم، اثربخشی کلی تجهیزات (OEE) و اثربخشی فرایند کلی (OPE) به دست می‌آورند. این داده‌ها به سازندگان کمک می‌کند تا علل توقفات برنامه‌ریزی نشده را شناسایی و رفع کنند همچنین آن‌ها می‌توانند اقدامات پیشگیرانه‌ای را پیش از وقوع مشکلات انجام دهند. این امر منجر به کاهش زمان توقفات برنامه‌ریز نشده ماشین‌آلات، افزایش نرخ بهره‌وری و همچنین صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود.

مدیریت تجهیزات و تاسیسات

حسگرهای محیطی متصل به اینترنت اشیا (Industrial internet of things) می‌توانند ارتعاشات، دما، رطوبت و سایر عواملی که بر عملکرد ماشین آلات و تولید تأثیر منفی می‌گذارد یا باعث فرسودگی بیش از حد تجهیزات می‌شود را پایش کنند. در نتیجه مدیران می‌توانند با تنظیم کردن نقاط بحرانی، در لحظه از وقوع تغییرات شدید در پارامترهای محیطی مهم مطلع شوند و از خسارات زیاد جلوگیری نمایند. 

نظارت بر عملکرد نیروی انسانی

داده‌های جمع‌آوری‌شده از دستگاه‌های مجهز به IIoT به مدیران امکان می‌دهد تا بینشی در مورد عملکرد کارکنان به دست آورند. به‌عنوان‌مثال، آنها می‌توانند مشاهده کنند که کارگران در طول یک شیفت چند مرتبه دچار خطا می‌شوند یا چند محصول معیوب تولید می‌نمایند. همچنین با بررسی مداوم داده‌های تولید، می‌توانند گلوگاه‌ها و نقاطی که امکان بهبود دارند را نیز شناسایی کنند.

پایش از راه دور تجهیزات

اتصال دستگاه‌ها و تجهیزات صنعتی به IIoT امکان ردیابی و نظارت از راه دور را برای مدیران فراهم می‌کند. بدین ترتیب آن‌ها در هر نقطه جغرافیایی قادر به بررسی سلامت و عملکرد ماشین‌آلات خود هستند و می‌توانند اقدامات اصلاحی را در سریع‌ترین زمان ممکن به اجرا در آورند.

بهبود نرخ بهره‌وری

مزیت دیگر استفاده از تجهیزات اینترنت اشیا صنعتی، بهینه‌سازی عملیات تولید است. راه‌حل‌های صنعتی اینترنت اشیا به تولیدکنندگان امکان می‌دهد تا گلوگاه‌ها، ظرفیت‌های پنهان و مشکلات موجود در کارخانه را کشف کنند. این امر منجر به افزایش بازده تولید و بهبود سودآوری می‌شود.

نقش IIoT در شناسایی استعداد پنهان در کارخانه

بهبود کیفیت محصولات

اینترنت اشیا صنعتی همچنین در بهبود کیفیت محصولات نقش دارد. فناوری‌های IIoT می‌توانند فرایند طراحی و توسعه محصول را ارتقا دهند. برای مثال می‌توان از دوقلوهای دیجیتال (digital twin) به‌منظور مدل‌سازی و بهبود طول عمر محصولات استفاده کرد. این امر طراحان را قادر می‌سازد تا عیوب طرح‌های فعلی را اصلاح کنند و محصولات جدید را با عملکرد بهتری ارائه دهند.

اجزای تشکیل‌دهنده اینترنت اشیا صنعتی IIoT

در حال حاضر چهار بخش کلیدی در IIoT وجود دارد:

تجهیزات هوشمند

تجهیزات هوشمند شامل دستگاه‌های متصل، حسگرها، کنترل‌کننده‌ها، دستگاه‌های پردازش لبه‌ای و همچنین نرم‌افزار کاربردی و اجزای امنیتی است که قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر هستند. روزانه داده‌های متفاوتی توسط هر یک از آن‌ها تولید و به طور خودکار جمع‌آوری و تحلیل می‌شوند سپس این داده‌ها در سراسر خط تولید به اشتراک گذاشته می‌شود. نکته قابل‌توجه این است که این قابلیت‌ها را می‌توان به تجهیزات قدیمی‌تر نیز اضافه کرد.

برخی از دارایی‌های هوشمند در IIoT عبارت‌اند از: 

- ابزارهای اندازه‌گیری
- تجهیزات
- ماشین‌آلات
- سیستم‌ها یا سایر دارایی‌های متصل شده با حسگرها، پردازنده‌ها، حافظه و با قابلیت برقراری ارتباطات

در ادامه به برخی از انواع متداول تجهیزات و دستگاه‌ها اشاره می‌کنیم: 

سنسورها: داده‌ها از طریق حسگرها جمع‌آوری و سپس به پلتفرمی مبتنی بر IIoT ارسال می‌شوند، جایی که می‌توان به تمام داده‌ها دسترسی پیدا کرد.

Edge Devices: دستگاه لبه‌ای شامل قطعات سخت‌افزاری است که انجام وظایف محاسباتی را بر عهده دارند و جریان داده‌ها را در مرز بین دو شبکه کنترل می‌کند. سرور Edge قادر به جمع‌آوری، پردازش و ذخیره‌سازی داده‌ها است و همچنین عملکردهایی مانند انتقال، مسیریابی، پردازش، نظارت، فیلترکردن، ترجمه و ذخیره داده‌های عبوری بین شبکه‌ها را انجام می‌دهند. WatcherJet به عنوان سخت افزاری هوشمند و لبه‌ای قادر به جمع آوری و پردازش داده‌های صنعتی بوده و تاکنون در هوشمندسازی صنایعی چون شیشه‌سازی، خودرو سازی، نساجی و صنایع غذایی و شوینده جهت جمع آوری داده‌هایی همچون شمارش محصولات، پایش پارامترهای محیطی و سنجش کیفیت مورد استفاده قرار گرفته است.

هم اکنون بخوانید: هوشمندسازی کارخانه شیشه سازی شوگا با WatcherJet

IoT Gateway: دروازه‌های اینترنت اشیا نوع رایجی از سرور لبه هستند که چندین دستگاه IoT را به یکدیگر متصل و در نهایت پلتفرمی کارآمد را برای مدیریت و پردازش داده‌ها ایجاد می‌کنند. سنسورها و سایر دستگاه‌ها را نیز می‌توان از انواع دستگاه‌های Edge نامید.

Embedded System: سیستم‌های تعبیه‌شده یا نهفته دستگاه‌هایی هستند که تنها به‌منظور انجام محاسبات خاص و برای تحقق اهداف به کار گرفته می‌شوند. در IIoT، دستگاه‌های محاسباتی تعبیه‌شده بسیاری وجود دارند که هماهنگ با سایر دستگاه‌های درون سیستم کار می‌کنند برای مثال می‌توان به پردازنده‌ها، تاریخچه تولید، سیستم‌های عامل و سیستم‌های مخابره اشاره کرد.

استفاده از سیستم بینایی ماشین به‌منظور بازرسی کیفی و به بهبود کیفیت نمونه‌ای از به‌کارگیری سیستم‌های نهفته در تولید است. جالب است بدانید که این سیستم‌ها به‌تنهایی و بدون تعامل انسانی از طریق استفاده از حسگرها و سایر روش‌های ارتباطی کار می‌کنند.

زیرساخت ارتباطات داده

ماشین‌آلات و تجهیزات برای برقراری ارتباط نیازمند بستری همچون اینترنت یا سایر شبکه‌های ارتباطی برای تبادل اطلاعات هستند. زیرساخت ارتباطات داده شبکه‌ای است که ماشین‌آلات صنعتی را به یکدیگر متصل می‌کند و اجازه می‌دهد تا داده‌ها به‌صورت آنی مبادله شوند. علاوه بر این، می‌توان از این زیرساخت برای دسترسی و مدیریت دستگاه‌ها از راه دور نیز استفاده کرد.

نرم‌افزار

نرم‌افزار مانیتیت با فراهم کردن بستری یکپارچه می‌تواند داده‌های جمع‌آوری شده توسط تجهیزات و دستگاه‌ها را نگهداری و امکان تجزیه‌وتحلیل آن‌ها را فراهم کند و با ایجاد تعامل بیشتر بین کاربران و سیستم IIoT به مدیران امکان می‌دهد تا در صورت لزوم تصمیمات بهتری بگیرند و عملکرد خط تولید را بهبود دهند. نرم‌افزارهای پایش تولید می‌توانند به صورت ابری (آنلاین) و یا نسخه‌های محلی باشند. نسخه‌های ابری معمولا هزینه‌های کمتری نسبت به نسخه های محلی دارد. همچنین امکان پایش از راه دور نیز به روش‌های ساده‌تری در این نسخه‌ها میسر است.

جهت مشاهده کاتالوگ نرم‌افزار مانیتیت کلیک کنید.

نیروی انسانی

کارگران، بخش حائز اهمیتی از سیستم‌های IIoT را تشکیل می‌دهند اما اغلب اوقات نقش آن‌ها نادیده گرفته می‌شود. آنها معمولاً از نرم‌افزارهای مدیریت تولید به‌منظور کنترل تجهیزات از راه دور، تجزیه‌وتحلیل داده‌ها، انجام اقدامات جدید و ثبت تغییرات استفاده می‌کنند.

IoT در مقابل IIoT: تفاوت چیست؟

اگرچه IoT و IIoT از فناوری‌های مشترک مشابهی همچون پلتفرم‌های ابری، حسگرها، ایجاد ارتباط میان ماشین‌آلات و همچنین تجزیه‌وتحلیل داده‌ها برای اهداف مختلفی استفاده می‌کنند اما می‌توان تفاوت‌هایی را بین این دو مشاهده کرد.

تفاوت اصلی بین IoT و IIoT این است که IIoT از هوش مصنوعی، حجم وسیعی از داده‌ها و یادگیری ماشین (ML) برای بررسی فرایندها و تحلیل داده‌های صنعتی استفاده می‌کند. از آن‌جایی که سیستم IIoT از حسگرهای حساس‌تری نسبت به IoT استفاده می‌کند، می‌توان با اتصال اپراتورها، ماشین‌ها و دستگاه‌ها داده‌ها را به طور یکپارچه جمع‌آوری و تولید را در زمان واقعی ردیابی کرد.  

نمونه‌هایی از کاربرد اینترنت اشیا در صنعت

IIoT در صنایع متعددی از جمله تولید، خودروسازی، نساجی، کشاورزی مدیریت انرژی، آب، برق، نفت و گاز به کار گرفته می‌شود؛ بنابراین می‌توان گفت در موارد بی‌شماری از IIoT به‌منظور شناسایی مشکلات احتمالی در خطوط تولید استفاده می‌شود.

پیاده‌سازی سیستم IIoT در صنعت

۱. تعیین اهداف

اولین مرحله از پیاده‌سازی IIoT، تعیین اهدافی واضح و قابل‌اندازه‌گیری است که به حل مشکلات تولید کمک می‌کند و سبب بهبود کیفیت و افزایش ساعات دسترسی به ماشین‌آلات می‌شود.

۲. شناسایی KPIهای مهم

اهداف تعیین شده باید مطابق با شاخص‌های کلیدی عملکرد (KPI) و معیارهای از پیش تعریف شده باشند، در غیر این صورت سازمان‌ها قادر به انجام اقدامات مؤثر، سنجش پیشرفت‌ها و بررسی عملکرد تولید نخواهند بود.

۳. جمع‌آوری داده‌ها

مهم‌ترین قدم در پیاده‌سازی اینترنت اشیا صنعتی جمع‌آوری داده‌های دقیق و بلادرنگ است. از این‌رو سازمان‌ها می‌توانند با تجهیز ماشین‌ها به فناوری‌های موجود در صنعت ۴.۰، زیرساخت‌های مناسبی را به‌منظور جمع‌آوری خودکار، تحلیل آنی داده‌ها و تشکیل تاریخچه تولید به دست آورند.

تحلیل خودکار داده‌های صنعتی با نرم‌افزار هوشمند مانیتیت

۴. برنامه‌ریزی برای تولید

اجرای موفقیت‌آمیز سیستم IIoT نیازمند برنامه‌ریزی گام‌به‌گام برای انجام فرایندها است. طرح برنامه تولید به کسب‌وکارها کمک می‌کند تا اقدامات لازم را دراسرع‌وقت و با صرف کمترین هزینه‌ها و در جهت دستیابی به اهداف سازمان انجام دهند.

۵. هوشمندسازی ماشین‌ها

در این مرحله می‌توان بدون نیاز به تعویض ماشین‌ها و تجهیزات فرسوده از اینترنت اشیا صنعتی به‌منظور هوشمندسازی دستگاه‌ها استفاده کرد. این امر از وقوع توقفات پیش‌بینی نشده و خرابی‌ها ممانعت می‌کند و امکان نظارت بر خط تولید را برای مدیران و اپراتورها فراهم می‌کند.

۶. استانداردسازی

آخرین مرحله برای پیاده‌سازی IIoT ساده‌سازی و استانداردسازی فرایندها است. این امر به‌منظور حذف ناکارآمدی‌ها و فرایندهای تکراری انجام می‌شود و به مدیران اجازه می‌دهد تا از استعدادهای نیروی انسانی در سایر بخش‌ها استفاده کند.

پیاده‌سازی IIoT با مانیتیت

ازآنجایی‌که تحلیل داده‌های بزرگ امکان تغییر لحظه‌ای فرایندها را برای سازمان‌ها فراهم می‌سازد، می‌توان گفت سیستم‌های IIoT نقش مهمی را در تحولات دیجیتال ایفا می‌کنند.

ویراساد ارائه‌دهنده پیشرو راه‌حل‌های هوشمندسازی برای تولیدکنندگان است. ما با ارائه نرم‌افزار هوشمند مانیتیت به‌عنوان بستری برای دسترسی به تمام داده‌ها بینش روشنی را به همراه داشبوردهای تخصصی در اختیار مدیران و تولیدکنندگان می‌گذاریم. این داشبوردها به تولیدکنندگان امکان می‌دهد تا ضمن برقراری ارتباط میان دستگاه‌ها، عملیات تولید را به‌صورت آنی ردیابی و تصمیمات مناسب را اتخاذ کنند.