Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT), büyük kuruluşların çekirdekten uca uçtan uca bağlantılı bir ortam oluşturmasına olanak tanıyan bir dizi cihaz ve uygulama olarak tanımlanır. Ayrıca akıllı cihazların yardımıyla veri toplamak, olaylara tepki vermek ve daha bilinçli kararlar vermek için konteynerler ve lojistik kamyonları gibi geleneksel fiziksel altyapıyı da içerir.
Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT), Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) bir uzantısıdır ve tüketici alanında birçok uygulamaya sahiptir. IoT kullanım örnekleri arasında, ışıkları uzaktan kapatmak için Alexa ses tanımayı kullanan Amazon Echo gibi akıllı ev cihazları yer alıyor.
Endüstriyel operasyonlarda teknolojinin, karmaşık altyapıya ve büyük ekipmanlara sahip ortamlarda-büyük ölçekli ticari olarak benimsendiği görüldü. Bunun aksine, endüstriyel IoT, bir tesis genelindeki ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme (HVAC) sistemlerini uzaktan yönetebilir. Bu, iş operasyonlarının yönetimini kolaylaştırmak ve geliştirmek için kullanılan endüstriyel IoT kullanım örneklerinden yalnızca biridir.
Endüstriyel IoT nasıl çalışır?
Endüstriyel IoT, işletmelerin maliyetleri azaltmak ve büyümeyi artırmak için endüstriyel verilere nasıl bağlanabileceklerini, izleyebileceklerini, analiz edebileceklerini ve bunlar üzerinde nasıl harekete geçebileceklerini yeniden tanımladıkları bir IoT alt kategorisidir.
Endüstriyel IoT'nin arkasındaki fikir, endüstriyel tesislerdeki "aptal cihazlar" tarafından yıllar içinde üretilen verileri kullanmaktır. Montaj hattındaki akıllı makineler yalnızca verileri daha hızlı yakalayıp analiz etmekle kalmıyor, aynı zamanda önemli bilgileri iletmede de daha hızlılar ve bu da iş kararlarının daha hızlı ve daha doğru bir şekilde alınmasına yardımcı oluyor.
Bilgi teknolojisi (IT) ve operasyon teknolojisinin (OT) entegrasyonu, Endüstriyel Nesnelerin İnterneti'ni yönlendiriyor. Cihazları cihazlara bağlayan, sensör teknolojisi aracılığıyla veri toplayan, analiz eden ve doğrudan hizmet görevi gören platformlara entegre eden bir ağ matrisidir. Endüstriyel IoT, ekonomik genişleme için birçok fırsat sunan yeni bir endüstriyel kullanım örneği çağının habercisi olacak.
Endüstriyel IoT, fabrika ortamından büyük miktarda saha verisi toplar, bunu bağlı düğümler aracılığıyla iletir, sunucularda analiz eder ve bilgileri bir bulut platformunda eyleme geçirilebilir içgörülere dönüştürür. Bu, işletmeleri kendi spesifik pazarları ve hedef kitleleri için daha iyi kararlar almaya teşvik eder. Başka bir deyişle Endüstriyel IoT, aktüatörler, sensörler, kontrolörler, bağlı anahtarlar, ağ geçitleri ve endüstriyel kişisel bilgisayarlar (IPC'ler) gibi uç cihazları buluta bağlayan bir sistemdir.
Endüstri 4.0 ile Endüstriyel Nesnelerin İnterneti arasında nasıl bir ilişki var?
Endüstri 4.0 dördüncü sanayi devriminin bir ürünüdür. Dördüncü sanayi devrimi, geleneksel otomatik üretimin, akıllı teknolojiler ve otonom iletişim cihazlarıyla desteklenen endüstriyel süreçlerle entegrasyonu olarak tanımlanıyor.
I4.0 veya I4 olarak kısaltılan "Endüstri 4.0" terimi, son 20 yılda endüstriyel süreçlerin dijitalleştirilmesini güçlü bir şekilde savunan Alman hükümetinin bir girişimi olarak 2011 yılında ortaya çıktı.
Boston Consulting Group tarafından tanımlandığı üzere Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IoT), katmanlı üretim veya 3D baskı, artırılmış gerçeklik (AR), otonom robot teknolojisi, büyük veri analitiği, bulut bilişim, siber güvenlik, yatay ve dikey sistem entegrasyonu ve simülasyonun yanı sıra Endüstri 4.0'ın ana direğidir. Bunun nedeni, makineler ile daha önce insan müdahalesini gerektiren sorunları otomatik olarak çözebilen merkezi olmayan dijital ortamlar arasındaki otonom iletişimdir.
Endüstri 4.0, Endüstriyel Nesnelerin İnterneti, dijitalleşme ve kurumsal sürdürülebilirliği daha geniş bir bağlamda kapsamaktadır. Endüstriyel IoT, Endüstri 4.0'ın arkasındaki itici güçtür; onsuz Endüstri 4.0 olmazdı. başka bir deyişle Endüstriyel IoT, veri algılama, veri iletimi, veri hesaplama, veri işleme ve alana-özel akıllı uygulamalarla sınırlıdır.
Endüstriyel Nesnelerin İnternetinin Mimarisi
Tipik bir Endüstriyel IoT mimarisi, dijital sistemlerin sensörler, IoT cihazları, veri depolama ve diğer katmanlar arasında ağ ve veri bağlantısı sağlayacak şekilde düzenlenmesini tanımlar. Bu nedenle Endüstriyel IoT mimarisinin aşağıdaki özelliklere sahip olması gerekir.
1. Ağın ucundaki IoT cihazları
Bunlar, IoT ekosisteminin kenarında bulunan ağ nesnelerinin gruplandırılmalarıdır. Bunlar veri kaynağının konumuna mümkün olduğunca yakın konumlandırılır. Bunlar genellikle endüstriyel ortamlardaki kablosuz aktüatörler ve sensörlerdir. Bir işlem birimi veya küçük bilgi işlem cihazı ve bir dizi gözlem uç noktası. Edge IoT cihazları, kahverengi alan ortamlarındaki geleneksel cihazları, kameraları, hoparlörleri, sensörleri ve diğer ölçüm cihazlarını ve monitörleri içerebilir.
Ağın en uzak ucunda ne olur? Sensörler çevrelerinden ve izledikleri öğelerden veri alır, ardından bu bilgileri IoT platformlarının analiz edebileceği ve eyleme geçirilebilir içgörülere dönüştürebileceği ölçümlere ve sayılara dönüştürür. Aktüatörler gözlemlenen ortamda meydana gelen süreçleri kontrol eder. Verilerin oluşturulduğu fiziksel ortamı değiştirirler.
2. Uç veri yönetimi ve ilk işleme
Yüksek-kalite olmadan, devasa miktarda veri olmadan, gelişmiş analizler ve yapay zeka tam potansiyellerini gerçekleştiremez. Veri işleme sensör seviyesinde bile mümkündür.
Bu bağlamda, veriler ağın ucunda, sensörün kendisinde-önceden işlendiğinden uç bilişim en hızlı yanıtı sağlar. Burada dijital ve toplu veriler analiz edilebilir. İlgili bilgiler toplandıktan sonra, toplanan tüm bilgileri göndermek yerine bir sonraki aşamaya geçmek mümkündür. Bu ek işlem, veri merkezine veya buluta gönderilen veri miktarını azaltır.
3. Gelişmiş işleme için bulut
Edge cihazlarının ön işleme yetenekleri sınırlıdır. Yerel bilgi işlem gücü tüketimini sınırlamak için uç mümkün olduğunca yakına getirilirken, kullanıcıların daha derin ve daha kapsamlı işlemler için bulutu kullanması gerekecek.
Ve bu noktada, uç cihazların çevikliğine ve hızlılığına mı yoksa bulut bilişimin gelişmiş içgörülerine mi öncelik verileceği konusunda bir seçim yapılması gerekiyor. Bulut-tabanlı çözümler büyük miktarda işlem gerçekleştirebilir. Burada, farklı kaynaklardan gelen veriler toplanabilir ve uçta mevcut olmayan bilgiler sağlanabilir.
Endüstriyel IoT mimarisi bağlamında bulut sahip olacaktır.
Merkezler:Telemetri ve cihaz kontrolünün yanı sıra saha sistemlerine güvenli bağlantılar sağlar. Gerektiğinde hub, birden fazla konumdaki yerel sistemlere uzaktan bağlantı sağlayabilir. Bağlantı yönetimi, güvenli iletişim kanalları, cihaz kimlik doğrulama ve yetkilendirme gibi tüm iletişim unsurlarını korur.
Depolamak:Bilgileri işlemeden önce ve sonra depolamak için kullanılır.
Analitik:Veri işleme ve analize katkıda bulunur.
Kullanıcı Arayüzü:Genellikle bir web tarayıcı arayüzü aracılığıyla, aynı zamanda e-posta, SMS ve telefon uyarıları yoluyla son kullanıcıya iletilen analiz sonuçlarının görselleştirilmesini sağlar.
4. İnternet Ağ Geçidi
Burada sensör verileri toplanır ve internet ağ geçidinde daha fazla işlenmek üzere dijital kanallara dönüştürülür. Ağ geçidi, toplanmış ve dijitalleştirilmiş verileri aldıktan sonra, buluta yüklenmeden önce daha fazla işlenebilmesi için bunları İnternet üzerinden iletir. Ağ geçidi, uç veri toplama sisteminin bir parçası olarak kalır. Aktüatörlere ve sensörlere bitişiktir ve ilk veri işlemeyi uçta gerçekleştirir.
Ağ geçitleri donanım veya yazılım olarak dağıtılabilir.
Donanım:Donanım ağ geçitleri otonom cihazlardır. Aşağı yöndeki sensör bağlantısı için kablolu (analog ve dijital) ve kablosuz tabanlı arayüzler sağlar. İnternet bağlantısı da yerel olarak veya bir yönlendiriciye standart bir bağlantı aracılığıyla sağlanır.
Yazılım:Bir PC'de, donanım ağ geçidine bağlanmak yerine bir yazılım ağ geçidi kurulabilir. Yazılım arka planda veya ön planda çalışır ve fiziksel arayüzü sağlayan PC ile donanım giriş noktaları olarak yukarı ve aşağı yönde iletişim bağlantıları sağlar. Yazılım-tabanlı ağ geçidi, kullanıcı arayüzü aracılığıyla görüş sensörü ayarlarına ve sensör verileri sunumuna erişim sağlar.
5. Bağlantı Protokolleri
Verilerin endüstriyel IoT sistemleri üzerinden iletilmesi protokoller gerektirir. Bu protokoller ideal olarak endüstri standardında-, iyi-tanımlanmış ve güvenli olmalıdır. Protokol spesifikasyonu, bağlantı ve kablolamanın fiziksel özelliklerini, iletişim kanalını kurma prosedürünü ve bu kanal üzerinden gönderilecek verilerin formatını içerebilir.
Endüstriyel IoT mimarilerinde kullanılan bazı ortak protokoller şunları içerir:
Gelişmiş Mesaj Sıralama Protokolü (AMQP):Bu, bağlantı-yönlendirmeli, çift-yönlü, çoğullamalı, kompakt veri-kodlu bir mesajlaşma protokolüdür. AMQP, HTTP'den farklı olarak IIoT- odaklı bulut bağlantısı için tasarlanmıştır.
MQ Telemetri Aktarımı (MQTT):Bu, kompakt bir istemci{0}}sunucu mesajlaşma protokolüdür. MQTT, kısa mesaj çerçeve boyutu ve minimum kod alanı nedeniyle IIoT cihazlarını tercih eder.
Kısıtlı Uygulama Protokolü (CoAP):Bu, Kullanıcı Datagram Protokolü (UDP) de dahil olmak üzere taşıma katmanı üzerinden dağıtılabilen, datagram odaklı bir protokoldür. CoAP, IIoT gereksinimleri için geliştirilmiş HTTP'nin sıkıştırılmış bir sürümüdür.
6. Endüstriyel IoT Platformları
Endüstriyel IoT sistemleri artık değer zincirindeki operasyonları koordine edebiliyor, izleyebiliyor ve kontrol edebiliyor. Bu platformlar, cihaz verilerini kontrol eder ve uç cihazlar ve bazı durumlarda sensörler için analitiği, veri görselleştirmeyi ve yapay zeka (AI) görevlerini doğrudan buluta ve geriye doğru yönetir.
Endüstriyel İnternet Referans Mimarisi (IIRA), endüstriyel IoT alanında karmaşık sistemler geliştirmek için referans olarak kullanılabilir. Genel olarak IIRA'nın çerçevesi, kuruluşların çerçeveleri geri bildirim ve yinelemeyi içeren bir sistem yaklaşımı kullanarak tasarlamasını savunur. Ayrıca, Endüstriyel IoT tasarımlarının enerji, sağlık, ulaşım ve kamu kullanımı gibi belirli iş sektörleri için özelleştirilmesi de önerilir.
Endüstriyel IoT'nin Avantajları
Endüstriyel IoT aşağıdaki avantajları sunar.
1.Artan verimlilik
Endüstriyel IoT'nin en büyük avantajı, şirketlerin otomasyona geçmesine ve dolayısıyla operasyonel verimliliği en üst düzeye çıkarmasına yardımcı olabilmesidir. Ayrıca fiziksel cihazlar, performansı sürekli izleyen sensörler aracılığıyla yazılım çözümlerine bağlanabiliyor. Bu, kuruluşların belirli cihazların ve tüm filoların operasyonel verimliliğini daha iyi anlamalarını sağlar. Ayrıca endüstriyel IoT, veriye dayalı karar{-alınmasına-ve tüm üretim süreçlerinin uzaktan izlenmesine olanak sağlar.
2. Üretimi artırın
IoT üretim süreçlerine sahip kuruluşlar, cihaz kullanımını artırarak üretkenliklerini artırabilir. Daha önce de belirtildiği gibi, ağ bağlantılı cihazlar, ekipmanın çalışmasına ilişkin bilgi sağlayabilecek sürekli bir veri akışı sağlar. Bu, ekipmanın genel verimliliğini artırabilir ve çalışma süresi boyunca makinenin performansını en üst düzeye çıkarabilir. Ek olarak, endüstriyel IoT cihazlarının kullanımı insan sermayesinin kullanımını artırır. Akıllı cihazlar sıradan, tekrarlayan ve tehlikeli faaliyetleri gerçekleştirmek için kullanılabilir, böylece çalışanlara üretimle ilgili daha stratejik-görevler için zaman kazandırılır.
3. Hataların Azaltılması
Endüstriyel IoT kullanımı, şirketleri üretim operasyonlarını otomatikleştirmeye zorluyor. Endüstriyel operasyonlarda insan faktörünün ortadan kaldırılması, hatalı ürünlerin montaj hattından çıkmasına neden olan verimsizlikleri de ortadan kaldırır. Kalite kusurlarının azalmasıyla, müşteri memnuniyeti ve marka bilinirliğinin artması nedeniyle şirketin karlılığı artar.
4. Kestirimci Bakım Gereksinimleri
Tahmine dayalı bakım, üretim verilerini analiz ederek kalıpları tespit ederek ve yaklaşan sorunları tahmin ederek varlık arızalarını önlemeye yönelik bir stratejidir.
Endüstriyel IoT sensörlerinin endüstriyel ekipmanlara entegrasyonu, duruma- dayalı yönetim bildirimlerine olanak tanır. Bu sensörler çalışma alanındaki sıcaklık, nem ve diğer çevresel değişkenlerin yanı sıra malzemelerin bileşimini ve nakliye faktörlerinin nakliyeyi nasıl etkilediğini veya etkileyebileceğini kaydeder. Tüm bu veriler kestirimci bakım için faydalıdır. Sonuç olarak varlık arızaları önlenebilir, maliyetler azaltılabilir ve makinenin aksama süresi en aza indirilebilir.
5. İşçi güvenliğini sağlayın
Akıllı üretim, tüm endüstriyel IoT sensörlerinin çalışan ve işyeri güvenliğini izlemek için işbirliği yapmasıyla daha fazla güvenlik sağlar. Entegre bir güvenlik sistemi işyerini, üretim hattını ve personeli korur. Herhangi bir olay yaşanması durumunda tüm tesis bilgilendirilebiliyor, faaliyetler durdurulabiliyor ve üst yönetim sorunun çözümüne aracılık edebiliyor. Olay aynı zamanda gelecekte tekrarını önlemek için kullanılabilecek yararlı bilgiler de üretebilir.
6. Enerji Maliyeti Tasarrufu
Endüstriyel operasyonlar, sürdürülebilirliğe ve genel sonuca zarar veren önemli bir küresel güç kaynağı kaynağıdır. Sensörler ve küçük cihazlar kullanan sistemlerin sürekli izlenmesi israfa yol açan verimsizlikleri ortaya çıkarabilir. Bu sadece izleme ekipmanlarını değil aynı zamanda ekipmanın sıcaklığının, su kullanımının, nemin ve aydınlatmasının düzenlenmesi gibi entegre işlemleri de içerir. Ayrıca IoT teknolojisindeki gelişmelerle birlikte sensörler daha az enerji tüketiyor ve bu da kesinlikle bir nimet.
7. Saha hizmetini ve müşteri deneyimini iyileştirin
Endüstriyel IoT, saha hizmeti sunumunun iyileştirilmesine yardımcı olabilir. Belirli bir hizmet operasyonunda zaman, bağlam ve teknisyenin katılımı gibi unsurlar tarafından belirlenir. Endüstriyel IoT aynı zamanda gerçek-zamanlı veri görünürlüğüne de olanak tanır. Bu, orijinal ekipman üreticilerinin (OEM'ler), son tüketicilerin ve diğer ilgili tarafların ortaya çıkan risklerin ve zorlukların farkında olacağı ve bunun sonucunda olumlu bir deneyim sağlanacağı anlamına gelir.
Endüstriyel IoT Örnekleri
Perakendeden imalata kadar en önemli endüstriler ve işletmeler bir şekilde Endüstriyel IoT'yi kullandı. Olumlu iş sonuçlarına sahip Endüstriyel IoT'nin bazı önemli örneklerini burada bulabilirsiniz:
1. PepsiCo varlık takibi için Endüstriyel IoT'yi kullanıyor
Taşımacılık, filo ve paketlemeye entegre endüstriyel IoT bileşenleri, envanterin baştan sona izlenmesine yardımcı olabilir. Ayrıca stok seviyelerini takip ederek arz ve talep arasındaki dengeyi de korumalıdır. PepsiCo, Endüstriyel IoT kullanım senaryosunu kullanan bir şirkete örnektir. Pazar talebine uyum sağlamak, envanter sistemlerinin görünürlüğünü yönetmek ve stok yenileme kurallarını otomatik olarak ayarlamak için bir dizi teknolojiden yararlanır.
2. BMW, ürünlerinin dijital ikizlerini oluşturmak için Endüstriyel IoT'yi kullanıyor.
Dijital ikiz, bir ürün veya üretim ortamının en son ayrıntısına ve fiziksel özelliğine kadar doğru bir simülasyonunu oluşturmak için karmaşık bir sensör koleksiyonunun kullanıldığı endüstriyel bir IoT uygulamasıdır. BMW, bir fabrikanın tüm üretim sürecinin dijital bir kopyasını oluşturmak için endüstriyel IoT, yapay zeka (AI) ve sürükleyici teknolojileri kullanır. Bu, kuruluşların ürünleri gerçek-dünya ortamında ilgili maliyetler veya riskler olmadan geliştirmesine, değerlendirmesine ve optimize etmesine olanak tanır.
3. Larsen & Toubro (L&T), uzaktan izleme ve maliyet tasarrufu için endüstriyel IoT'yi kullanıyor
Enerji ve kamu hizmetleri sektörleri, bazen manuel çalıştırmaya uygun olmayan tehlikeli koşullarda, büyük operasyonel altyapılar kullanır. Bu durumlarda Endüstriyel IoT cihazları, bir insan operatörün varlığı olmadan kritik operasyonel verileri toplayabilir ve iletebilir. Örneğin L&T, Hindistan'ın Gujarat kentinde uzaktan izlenen bir yeşil hidrojen istasyonu kuruyor. L&T, endüstriyel IoT'yi kullanarak operasyonel maliyetleri ve enerji maliyetlerini azaltabilir ve enerji tesisinin işleyişine ilişkin öngörüler elde edebilir.
4. İrlanda'daki bir içki fabrikası çevresel izleme için endüstriyel IoT'yi kullanıyor
Yiyecek ve içecek endüstrisi, ürünleri ideal çevre koşullarında üretme ve saklama becerisine büyük ölçüde güvenmektedir. Endüstriyel IoT sistemleri, çevresel değişiklikleri izleyebilir ve kat yöneticilerini, ürün bozulması meydana gelmeden önce uyarabilir. Alkollü içecek üreten içki fabrikaları, hassas çevre koşullarında faaliyet gösterdikleri için endüstriyel IoT'nin ideal bir örneğidir. İçki fabrikası tedarikçisi Frilli yakın zamanda süreçlerin otomasyonunu, verimliliğini ve uyumunu sağlamak amacıyla İrlandalı bir içecek markası için endüstriyel IoT teknolojisini kullandı.
5. airbus, akıllı fabrikalar yaratmak için bosch endüstriyel IoT platformundan yararlanıyor
Airbus, Endüstriyel IoT sensörlerini üretim alanındaki makine ve ekipmanlara entegre ederek ve çalışanlara endüstriyel akıllı gözlük gibi giyilebilir cihazlar sağlayarak arızaları ortadan kaldırmayı hedefliyor. Süreçteki bir hatanın düzeltilmesi kuruluşa milyonlarca dolara mal olabilir. Airbus, Geleceğin Fabrikasını başlatmak için Bosch ile ortaklık kurduktan sonra operasyonları optimize etmek ve üretkenliği artırmak için dijital zekayı kullanıyor.
Günümüzde Endüstriyel Nesnelerin İnterneti, büyük işletmelerin temel öğesidir ve Microsoft ve Amazon Web Services (AWS) gibi büyük bulut sağlayıcılarının sunduğu önemli tekliflerden biridir. Endüstriyel IoT, gelişmiş veri analitiğini ve bulut yeteneklerini ekipman bakımı, tesis operasyonları, tedarik zinciri yönetimi ve personel güvenliği gibi endüstriyel uygulamalara kadar genişletir. Endüstriyel IoT platformlarından gelen veriler, endüstriyel sonuçları katlanarak iyileştirmek için dijital ve fiziksel sistemleri sorunsuz bir şekilde entegre ederek ürünlerin dijital ortamlarda simüle edilmesine ve test edilmesine bile yardımcı olabilir.