Интернет вещей (IoT) — это все о соединении устройств в сети, которые работают вместе. Другими словами, IoT — это микрообработка и разделение больших систем на различные меньшие. Благодаря этому управление сетью, ее модернизация и обслуживание становятся существенно проще.
В производственных условиях промышленный Промышленный Интернет вещей (IIoT) важен по ряду причин. Одной из наиболее важных является аналитика Интернета вещей. Производителям нужны данные, чтобы понять, каково состояние их производительности и что их замедляет. Исходя из этого, они могут принимать решения для повышения эффективности своего бизнеса. Этот процесс даже может быть автоматизирован путем объединения систем IIoT с искусственным интеллектом.
Однако важно тщательно продумать, как технологии IIoT применимы к вашему бизнесу. Объединение технологий новыми инновационными способами — один из лучших способов оставаться конкурентоспособным как бизнес. Важно рассмотреть существующие тенденции производственного интернета вещей в 2023 году, чтобы получить представление о том, как именно эти технологии могут принести вам пользу.
Тенденция №1: Технологии подключения
Одним из самых больших узких мест технологии Интернета вещей в производстве является пропускная способность. Каким объемом данных все эти устройства в сети могут обмениваться одновременно? Чем больше данных можно передавать одновременно, тем быстрее и эффективнее будут эти системы в рамках альтернативных настроек. Скорость сети важна для успеха приложений реального времени и периферийных вычислений. Однако, если нет необходимости передавать данные как можно быстрее, то может не потребоваться чрезвычайно высокая пропускная способность. Важно оценить потребности вашего производственного бизнеса, чтобы вы могли выбрать наилучшие варианты.
Проводные решения IIOT
Для наиболее согласованных и быстрых решений проводные подключения IIoT являются лучшими вариантами для производителей, желающих объединить несколько устройств Интернета вещей в сеть. В них используются протоколы EtherCAT, Ethernet / IP и Profinet. Скорость и радиус действия USB-соединений ограничены, поэтому обычно для расширения радиуса действия используются кабели определенной категории. В более удаленных сценариях волоконно-оптические кабели могут использоваться для подключения промышленных объектов, расположенных на расстоянии многих километров друг от друга.
Будучи более зрелыми, чем беспроводные технологии, проводные решения обеспечивают проверенную надежность и помехозащищенность. Однако самым большим недостатком этих соединений является физическая составляющая. Электропроводка может занимать много места, иметь ограничения по экологическим условиям и требует больше времени на установку. Проводное подключение также увеличивает дополнительные расходы на прокладку кабелей.
Беспроводные решения IIOT
Благодаря универсальности и простоте настройки беспроводные соединения гораздо более эффективны. Хотя беспроводные соединения по своей сути подвержены несогласованности, это может быть уменьшено в зависимости от типа используемого беспроводного подключения. Существует несколько технологий, которые используются и находятся на подъеме сегодня, в 2023 году, для производства систем IIoT:
- Bluetooth
Wi-Fi
Zigbee
Bluetooth Low Energy — это технология, которая более эффективна, чем Wi-Fi и Zigbee. Это отличный выбор для портативных устройств с питанием от аккумулятора. Однако за один раз можно передать меньше данных из-за ограничений по энергопотреблению. Он также подвержен помехам в диапазоне 2,4 ГГц, которые могут использовать как Bluetooth, так и сети старой школы Wi-Fi, влияющие на работу устройств.
Zigbee — это альтернативный тип подключения, который лучше всего работает с датчиками, работающими от батарей, с низкой пропускной способностью передачи данных. Это зависит от узлов, соединяющих несколько каналов. Необходим координатор центрального узла, что увеличивает сложность системы.
Wi-Fi имеет гораздо больший потенциал для датчиков оборудования на заводах. Благодаря точкам доступа с частотой 5 ГГц эти точки могут обеспечивать высокоскоростное подключение к устройствам на расстоянии до 190 метров. Для обеспечения максимального покрытия по всему заводскому цеху можно установить несколько маяков. Это может быть лучшим способом поддержки датчиков IIoT, подключаемых по кабелю в фиксированных местах. Поскольку дополнительные кабели связи не требуются, настройка датчиков IIoT, которые могут контролировать оборудование, проста. Высокоскоростные соединения Wi-Fi являются одним из лучших решений для промышленных приложений Интернета вещей на заводах в 2023 году.
Тенденция № 2: Прогнозное обслуживание и аналитика
Поломки в производственных центрах обходятся чрезвычайно дорого. Благодаря профилактическому обслуживанию, обеспечиваемому искусственным интеллектом, организации могут сэкономить миллионы. Однако промышленные алгоритмы машинного обучения не могут функционировать без высококачественных данных об оборудовании, которое они оценивают. Промышленные датчики Интернета вещей могут собирать данные по сети машин. Затем эти данные можно использовать для определения, какие машины необходимо предварительно запланировать на техническое обслуживание и когда.
Эти датчики также могут измерять температуру, вибрацию и потребление электроэнергии машинами для оценки потенциальных будущих точек отказа.
Тенденция №3: Автоматизированный контроль качества
Благодаря промышленным сетям Интернета вещей мониторинг обеспечения качества может осуществляться удаленно и автоматически. Это может значительно повысить производительность и действенность производственных предприятий. Оповещения в режиме реального времени могут отправляться для более быстрого реагирования на такие проблемы, как неожиданные сбои в работе оборудования и другие сбои. Видеосвязь в режиме реального времени через устройства IIoT также поддерживает усилия искусственного интеллекта, такие как автоматизированный визуальный контроль. Это позволяет ИИ обнаруживать дефекты и удалять их с конвейера перед отправкой. Визуальный осмотр с помощью ИИ решений были бы невозможны без датчиков Интернета вещей и камер, которые были бы глазами и ушами в процессе принятия решений.
Тренд № 4: Пограничные вычисления
Одной из наиболее интересных тенденций в сфере промышленного Интернета вещей являются передовые вычисления. Многие отрасли промышленности и предприятия перешли к передаче обработки данных с локальных устройств на удаленные серверы, которые выполняют обработку данных за них. Хотя это сокращает объем обработки, которую приходится выполнять локальному устройству, такому как сотовый телефон или ПК, это дорого, когда речь заходит о времени и пропускной способности. Цель пограничных вычислений противоположна — держать обработку как можно ближе к «краю».
В производственных условиях несколько устройств в локальной пограничной сети на заводе могут обрабатывать обработку без необходимости отправлять данные в другое место для обработки. Это не только быстрее и эффективнее, но и, по сути, более безопасно. Поскольку данные никогда не покидают фабрику, нет никакого риска того, что они будут перехвачены или восстановлены третьей стороной.
Перспективные промышленные компании используют новые возможности, объединяя пограничные вычисления и ИИ в пограничный ИИ. Концепция пограничного ИИ позволяет выполнять вычисления ИИ рядом с пользователем на границе сети Интернета Вещей, а не в облаке. Это помогает внедрять интеллектуальные данные в производственные процессы в режиме реального времени, повышать конфиденциальность и усиливать кибербезопасность, одновременно снижая затраты и обеспечивая постоянное совершенствование производственных процессов.
Тенденция № 5: Отслеживание местоположения
Отслеживание местоположения имеет различные приложения в производстве, и все они основаны на промышленных технологиях Интернета вещей. Хотя хорошо известно, что GPS чрезвычайно эффективен в большинстве случаев на открытом воздухе, работа с системами позиционирования внутри помещений и в районах с помехами GPS, таких как плотные города с высокими зданиями, может быть более сложной. Наружные решения, как правило, относятся к области логистики, но внутренние решения относятся к сфере производства.
Системы определения местоположения в реальном времени (RTLS) основаны на беспроводных технологиях, таких как Wi-Fi, BLE-маяки, СШП и RFID. Они могут помочь определить, где находятся продукты на заводе, что позволяет отслеживать их прогресс от начала до конца производственного процесса. Это не только может помочь подтвердить гарантию качества, но и может предоставить дополнительные данные для поддержки приложений digital twins.
Тенденция №6: Оптимизация энергопотребления
Вероятно, в какой-то момент вы забрели в темную комнату только для того, чтобы свет включился сам по себе. На первый взгляд может показаться, что это не так, но вам есть чему поучиться у выключателей освещения, чувствительных к движению. Их цель не просто облегчить вам включение света. Их основная цель — сделать так, чтобы, если помещение не используется, свет выключался сам по себе. Где это переходит в промышленный Интернет вещей, так это концепция оптимизации энергопотребления. Вы можете оптимизировать освещение на вашем заводе, но как вы можете оптимизировать энергопотребление других устройств?
Оптимизация энергопотребления может быть достигнута различными способами, включая уделение пристального внимания системам контроля температуры, промышленным машинам и многому другому. Отчет EIA показывает, что в 2023 году 33% от общего потребления энергии в России может приходиться на производственный сектор. Оптимизация энергопотребления не только полезна для окружающей среды, но и может привести к значительной экономии средств.
Используя датчики оптимизации энергопотребления IIoT для мониторинга электрического состояния и использования устройств и машин на заводе, операторы могут точно настроить процесс и автоматически оптимизировать потребление энергии различными устройствами. Однако это только одна часть головоломки. Для создания более экологичных производственных процессов потребуется гораздо больше, чем просто датчики Интернета вещей и обработка электрических данных.
Будущее Интернета вещей в производстве
В конечном счете, будущее промышленного Интернета вещей зависит от ряда факторов. Из-за нехватки чипов, которая началась в прошлом году и которая все еще преследует рынок, существует ограничение на количество устройств, которые компании могут выставить по более доступным ценам. В связи с ужесточением санкций против России из-за войны на Украине, Bloomberg сообщает, что дефицит будет усугубляться.
Однако это не означает, что устройства IIoT невозможно приобрести и внедрить, и существующие системы также можно улучшить. Во времена сбоев инновации чрезвычайно важны. Хотя нехватка чипов сдерживает расширение рынка, те, кто может решить проблемы с помощью существующего оборудования и ресурсов, останутся конкурентоспособными на протяжении всего периода дефицита. Эти предприятия продолжат процветать и после того, как закончится дефицит, что приведет к еще большей прибыли.
Наличие команды разработчиков программного обеспечения, которая понимает ваши потребности и видение инноваций и успеха, имеет первостепенное значение для достижения ваших целей.
