Stojíme na prahu čtvrté průmyslové revoluce. Ve vyspělých a rozvojových zemích, v každém koutě planety, dojde k úplné automatizaci výroby.
Jdeme vpřed neuvěřitelnou rychlostí. Před deseti lety bylo k síti připojeno asi 500 milionů zařízení. Dnes už jich je asi 10-20 miliard.
Průmysl 4.0 povede k ultraautomatizaci výrobních procesů, zvýšení produktivity, ekonomickému růstu a konkurenceschopnosti podniků.
S rozvojem informačních technologií se svět dramaticky mění. Jestliže dříve sledování a získávání informací z objektů kolem nás vyžadovalo několik týdnů, tucet specialistů a finanční investice, nyní stačí jedna platforma a pár kliknutí myší.
Technologie IoT otevírají fantastické obchodní příležitosti a mění samotnou povahu produktu.
Co je to internet věcí?
Internet věcí (zkráceně IoT) je koncept, pomocí kterého jsou zařízení připojena do jedné sítě a vzájemně se ovlivňují. Díky tomu jsou zařízení „chytrá“: nezávisle shromažďují informace, vyměňují si je a rozhodují se.
Můžete sledovat jejich stav a spravovat je z počítače nebo telefonu. Internet věcí se používá ve výrobě, zemědělství, medicíně, městském prostředí a v každodenním životě.
Hlavní fenomény internetu věcí:
- zařízení, která vstoupila do sítě a vzájemně se ovlivňují;
- způsob připojení – M2M – tedy stroje – pro – stroje, bez zásahu člověka;
- práci s velkým množstvím dat. Aplikace Big Data technologií.
„Jestliže ve dvacátém století data vstoupila do počítače pouze od osoby, která k tomu použila další zařízení, pak ve dvacátém prvním století již máme co do činění s gadgety, které samy dokážou sbírat a odesílat data. To je podstata internetu věcí. Data jsou shromažďována, zpracovávána a přenášena zařízeními bez lidského zásahu.“
Kevin Ashton je vynálezcem konceptu a termínu internet věcí (IoT).
Hlavním rozdílem mezi internetem věcí a konvenčními automatizovanými řídicími systémy (ACS) je množství zpracovávané údaje. Každou sekundu dorazí na server statisíce signálů, které jsou okamžitě zpracovány. Díky tomu je uživatel in reálný čas vidí provoz zařízení.
Běžná SQL databáze takové množství informací nezvládne. Zpracování trvá příliš dlouho a data jsou zastaralá. Technologie IoT využívá nerelační (NoSQL) databáze. Neagregují informace, které pocházejí ze zařízení, ale ukládají je v jejich původní podobě, což jim umožňuje akumulovat terabajty signálů v libovolném časovém období. Vzhledem k tomu, že data nejsou agregovaná, můžete provést řez na základě libovolného parametru a použít nový algoritmus na historické signály, což vám umožní rychle a flexibilně pracovat s informacemi.
Jak to všechno začalo?
Samotná myšlenka, že si zařízení mohou mezi sebou vyměňovat informace bez lidského zásahu, se objevila na konci 70. let. 20 let však trvalo připojení prvního zařízení k síti a dalších 9 let formulování samotné definice internetu věcí.
Níže je infografika s klíčovými body ve vývoji internetu věcí.
Dnes jsou všechny formy komunikace redukovány buď na schéma osoba-osoba nebo osoba-zařízení. Technologie IoT nabízejí „krok“ do budoucnosti, ve které je komunikace prezentována ve formě machine-to-machine (M2M). Tato jedinečná technologie je schopna sjednotit fyzické objekty kolem nás do jediného systému a tento systém do systému systémů. Umožňuje spravovat objekty, získávat z nich informace a předvídat chyby.
„IoT spojuje objekty kolem nás do systému a tento systém do systému systémů. Vyměňují si mezi sebou informace a pracují bez lidského zásahu v reálném čase.“
Internet věcí dává organizacím zcela nové způsoby, jak spravovat a monitorovat vzdálené operace. Umožňuje plnou kontrolu nad vzdáleně umístěnými objekty a neustále přenáší informace do datového skladu.
Jak pracovat s daty a spravovat zařízení?
Uživatelé pracují na platformě IoT. Jedná se o speciální prostředí, ve kterém můžete získávat analýzy, vytvářet sestavy, nastavovat výstrahy a spravovat zařízení. Platforma umožňuje pracovat s hotovými řešeními pro konkrétní úkoly: monitorování strojů, ovládání dronů, sledování polohy objektů. Nebo si můžete vytvořit vlastní řešení. K tomu některé platformy poskytují knihovny SDK pro různé programovací jazyky, pomocí kterých můžete napsat aplikaci podle svých potřeb.
Mít 3D digitální dvojče bude příjemný bonus. Jedná se o trojrozměrný model oblastí podniku, které jsou propojeny s IoT. Dvojka názorně demonstruje provoz zařízení: jejich stavy a podmínky, pohyby po místě.
V závislosti na platformě se přihlašování provádí pomocí speciální aplikace nebo přes webové rozhraní. Druhá možnost je pohodlnější, protože umožňuje pracovat z jakéhokoli zařízení, které má prohlížeč.
Internet věcí ve strojírenské výrobě
Zvažme výhody implementace internetu věcí na příkladu automobilky. Chcete-li vyrobit karoserii, musíte zpracovat kov, svařit díly k sobě a natřít celou konstrukci. Výroba zahrnuje frézy a soustruhy, svařovací automaty a lakovací kabiny. Celkem 100 kusů vybavení. Společnost se rozhodla využít technologii internetu věcí ke zlepšení výroby. Všechna zařízení byla připojena k jediné podnikové síti, kde každý ze 100 strojů vysílá 100 signálů za sekundu. Celý objem dat je automaticky odesílán na interní server společnosti. Přístup k těmto informacím byl poskytnut vedoucímu dílny, procesnímu inženýrovi a servisnímu technikovi.
Vedoucí prodejny sleduje provoz zařízení prostřednictvím aplikace ve svém telefonu. Vidí, který stroj právě brousí součástku, který je zapnutý a jen stojí a který je úplně vypnutý. Každá hodina provozu stroje stojí 3500 XNUMX rublů. Společnost ztrácí stejnou částku peněz za každou hodinu odstávky zařízení. Každý díl musí být vyroben pomocí určité technologie, v určitých režimech, jinak se může ukázat jako vadný nebo ještě hůř – stroj se porouchá. Vedoucí dílny tak neustále sleduje průběh výroby, nachází úzká místa a zvyšuje efektivitu práce.
Procesní inženýr také sleduje výrobu ze své kanceláře. Zajímají ho ale jiné věci: jak dlouho trvá výroba jednotlivých dílů, jak rychle se nástroj spotřebuje. Vidí, že zařízení může pracovat efektivněji a vyrábět více dílů. Technolog dá příkaz k přepsání řídicího programu, kterým stroj pracuje. Nyní je díl zpracován o 30 % rychleji, což znamená, že stroj vyrobí více produktů.
Servisní technik si pro sebe nastavil výstrahu. V případě nehody dostane zprávu a bude moci rychle vyřešit problém. Pokud není příčina poruchy známa, odborník prostuduje historii signálů ze zařízení a provede vyšetřování nehody.
Internet věcí v blízké budoucnosti
IndustryARC odhaduje, že trh IoT dosáhne do roku 2021 123 miliard dolarů. Ve stále konkurenčním prostředí začne stále více průmyslových a výrobních společností zavádět technologie internetu věcí.
Myšlenka internetu věcí může radikálně ovlivnit vývoj moderního světa, protože umožní, aby mnoho výrobních procesů probíhalo bez lidského zásahu.
Internet věcí v blízké budoucnosti výrazně promění podnikání a dokonce celá průmyslová odvětví. Tento systém pomůže vyřešit řadu globálních problémů moderní výroby.
Internet věcí (IoT) je soubor fyzických objektů připojených k internetu a vyměňujících si data. Koncept IoT může výrazně zlepšit mnoho oblastí našeho života a pomoci nám vytvořit pohodlnější, chytřejší a bezpečnější svět. Příklady internetu věcí sahají od nositelných zařízení, jako jsou chytré hodinky, až po chytré domácnosti, které mohou například ovládat a automaticky měnit úrovně osvětlení a vytápění. Dalším nápadným příkladem je takzvaný koncept chytrého podniku (Smart Factory), který monitoruje průmyslová zařízení a hledá problémové oblasti a následně je přestavuje, aby se zabránilo poruchám. Internet věcí hraje důležitou roli v procesu digitální transformace ve firmách. Předpokládá se, že do roku 2030 bude počet zařízení připojených k síti vyroste na přibližně 24 miliard s ročními příjmy až 1,5 bilionu dolarů.
Historie původu
Termín „Internet of Things“ poprvé použil v roce 1999 Kevin Ashton, podnikatel a spoluzakladatel Auto-ID Labs (nezávislá síť laboratoře a výzkumná skupina v oblasti síťové radiofrekvenční identifikace a nových senzorových technologií) na Massachusetts Institute of Technology. Ashton byl součástí týmu, kterému se podařilo vymyslet způsob, jak připojit objekty k internetu pomocí technologie RFID. RFID štítek – jedná se o identifikační značku, která umožňuje identifikovat předměty pomocí rádiových signálů; Může být označen určitými informacemi a později považován za zařízení.
Rok 2012 přinesl významné změny v senzorech, zrychlení připravenosti trhu IoT a pro mnoho společností to znamenalo, že digitální transformace nabírá na síle. Technologické zlepšení umožnilo vznik MEMS — mikroelektromechanické systémy (miniaturní zařízení vyrobené mikroobráběním z mechanických i elektrických součástí). Díky tomu se senzory zmenšily natolik, že je bylo možné upevnit například na oblečení.
Historie vývoje IoT. Zdroj obrázků: https://www.avsystem.com/blog/what-is-internet-of-things-explanation/
Z čeho se IoT skládá? Architektura
Zkusme pro jednoduchost rozdělit zásobník technologií IoT do čtyř technologických úrovní a zvážit je samostatně.
Koncová zařízení
Zařízení jsou objekty, které ve skutečnosti tvoří „věci“ v internetu věcí. Fungují jako rozhraní mezi skutečným a digitálním světem a nabývají různých velikostí, tvarů a úrovní technologické vyspělosti v závislosti na úkolu, který plní v rámci konkrétního nasazení IoT. Ať už jde o mikrofony velikosti špendlíkové hlavičky nebo velikosti auta, téměř jakýkoli hmotný předmět lze proměnit v připojené zařízení přidáním potřebných prvků (senzory nebo akční členy spolu s příslušným softwarem).
Software
Díky tomu jsou připojená zařízení „chytrá“. Software je zodpovědný za komunikaci s cloudem, sběr dat, integraci zařízení a analýzu dat v reálném čase. Poskytuje také možnosti pro vizualizaci dat a interakci se systémem IoT.
Komunikace
Komunikační vrstva zahrnuje jak řešení fyzického připojení (celulární a satelitní komunikace, LAN), tak speciální protokoly používané v různých prostředích IoT (ZigBee, Thread, Z-Wave, MQTT, LwM2M). Výběr vhodného komunikačního řešení je jednou z důležitých součástí při budování každého IoT systému. Technologie, kterou zvolíte, určí nejen způsob odesílání a přijímání dat z cloudu, ale také způsob komunikace se zařízeními třetích stran.
Platforma
Zařízení jsou schopna „vycítit“, co se děje kolem, a hlásit to uživateli prostřednictvím specifického komunikačního kanálu. Platforma IoT je místo, kde jsou všechna tato data shromažďována, analyzována a přenášena k uživateli v pohodlné formě. Platformy lze instalovat lokálně nebo v cloudu. Výběr platformy závisí na požadavcích konkrétního projektu IoT a mnoha faktorech: architektura a technologický stack, spolehlivost, možnosti konfigurace, použité protokoly, nezávislost na hardwaru, bezpečnost, efektivita, náklady.
Níže můžete podrobněji zvážit komponenty tří úrovní IoT: koncová zařízení (věci), síť, cloud.
Typická architektura systému IoT. Zdroj obrázků: https://ru.rsdelivers.com/campaigns/InternetofThings/internet-of-things
zabezpečení
Spolu se skutečností, že systémy IoT přinášejí významnou obchodní hodnotu, se chytré objekty stávají také zranitelnými vůči kyberkriminalitě, což může vést k úniku dat, včetně důvěrných informací. I když je oblast zabezpečení stále rozsáhlá, nyní existují řešení, jak zajistit bezpečnější nasazení IoT. Například pro řešení problému se zastaráváním softwaru zařízení jsou k dispozici účinné strategie automatické aktualizace.
Pomocí SOTA (Software Over the Air) a FOTA (Firmware Over the Air) lze software a nastavení připojených zařízení aktualizovat bezdrátově.
Příklady aplikací IoT
IoT je použitelný v různých odvětvích pro různé účely: sledování chování spotřebitelů v reálném čase, zlepšování kvality strojů a systémů, hledání inovativních způsobů práce v rámci digitální transformace a mnoho dalšího.
Maloobchod
Příklady aplikací IoT v maloobchodě zahrnují mnohá použití chytrých zařízení ke zlepšení zážitku v obchodě. Zejména různé aplikace IoT zde znamenají, že schopnosti chytrých telefonů (využívané technologií Beacon) usnadňují komunikaci mezi maloobchodníky a zákazníky, přičemž nejžádanější produkty a služby se zákazníkům objevují na správném místě. Inteligentní maloobchod navíc otevírá příležitosti pro aplikace IoT, pokud jde o přesnou reklamu, vylepšené cykly dodavatelského řetězce a skutečnou analýzu vzorců poptávky. IoT aplikace již také zahrnují aplikace pro NFC platby a chytré nakupování. A samozřejmě nemůžeme nezmínit RFID tagy pro označování produktů, které poskytují okamžitý a přesný sběr informací, což pomáhá kontinuálně sledovat pohyb zboží, zjednodušuje proces inventury a celkově snižuje počet chyb.
Zdroj obrázků: https://www.pochta.ru/support/post-rules/rfid
Výroba
Díky IoT si výroba může udělat celkový obrázek o výrobních procesech a stavu produktu ve všech fázích – od dodávky surovin až po expedici hotového produktu.
Pomocí továrních a skladových senzorů, analýzy velkých dat a prediktivního modelování můžete předejít mnoha chybám, které vedou k prostojům a ztrátám, maximalizovat produktivitu, snížit náklady na záruku a celkově zlepšit zákaznickou zkušenost.
Zdravotní péče
S pomocí techniky rozšíření IoMT (Internet of Medical Things) proudy malých dat jsou shromažďovány v reálném čase z lékařských sítí a dalších nositelných zařízení, která sledují různé fyziologické aspekty související se zdravím pacientů – pohyby, dynamiku spánku, srdeční frekvenci, alergické reakce atd. . Shromážděná data pomáhají lékařům stanovit přesné diagnózy, sestavit léčebný plán, zlepšit bezpečnost pacientů, zjednodušit péči o ně a umožňují průběžně sledovat stav vážně nemocných pacientů.
Internet věcí umožňuje personalizovanější analýzy zdraví a konzistentnější strategie zvládání onemocnění.
Klíčové body ve zdravotnictví, které lze zlepšit pomocí internetu věcí. Zdroj obrázků: https://evercare.ru/news/kak-internet-medicinskikh-veschey-vliyaet-na-zdravookhranenie
Energetika
Zde, s pomocí IoT, návrh elektrických sítí mění pravidla spotřeby automatickým sběrem dat a poskytováním okamžité analýzy oběhu elektřiny. V důsledku toho zákazníci i dodavatelé lépe chápou, jak optimalizovat využití zdroje.
Závěr
Revoluce internetu věcí se zdá být důležitá pro rozvoj podnikání, a to se může týkat jakéhokoli typu podniku. Ať už jde o pěstování ústřic nebo vytvoření systému řízení pohybu, nejcennější na konceptu technologie IoT je, že je otevřený novým výzvám a má dostatek možností k realizaci téměř jakéhokoli podnikatelského nápadu.
Zápis do kurzu je otevřen právě teď na OTUS “IoT Developer”. Zveme vás na bezplatný webinář, během kterého vám naši odborníci řeknou ještě více o tom, co je internet věcí a kde se používá, a také o kariérních vyhlídkách v této oblasti.
Přihlaste se na webinář.
