اینترنت اشیا (IOT) چیست؟

2 هفته پیش

اینترنت اشیا (IoT)، شبکه ای از دستگاه های فیزیکی، وسایل نقلیه، لوازم خانگی و دیگر مواردی است که در داخل آن ها از مدار های الکترونیکی، نرم افزار، حسگرها و عملگرهای مکانیکی استفاده شده است که همگی به اینترنت متصل هستند.

این اتصال به این اشیا اجازه می دهد تا به یکدیگر متصل شده و به تبادل اطلاعات بپردازند و به این ترتیب موقعیت های بیشتری را برای یکپارچه سازی مستقیم جهان حقیقی در داخل سیستم های کامپیوتری ایجاد کرده و در نتیجه، باعث افزایش بازده و مزایای اقتصادی و کاهش کار فیزیکی برای انسان می شود.

در سال ۲۰۱۷، تعداد دستگاه های IoT نسبت به سال قبلی، ۳۱ درصد افزایش یافت و به ۴/۸ میلیارد دستگاه رسید و تخمین زده می شود که این تعداد تا سال ۲۰۲۰، به ۳۰ میلیارد دستگاه برسد. پیش بینی می شود تا سال ۲۰۲۰، ارزش بازار جهانی IoT به ۱/۷ هزار میلیارد دلار برسد.

IoT شامل گسترش اتصال اینترنت به دستگاه هایی فراتر از دستگاه های معمول، مانند کامپیوتر های رومیزی، لپ تاپ ها، گوشی های هوشمند و تبلت ها و رساندن آن به دستگاه هایی غیرهوشمند و بدون دسترسی به اینترنت است. دستگاه هایی که این تکنولوژی در آن ها استفاده می شود می توانند بر بستر اینترنت با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و تعامل داشته باشند؛ همچنین می توان از راه دور آن ها را زیر نظر گرفت و کنترل کرد.

تاریخچه اینترنت اشیا

تعریف اینترنت اشیا به دلیل همگرایی فناوری های مختلف، تجزیه و تحلیل های آنی، یادگیری ماشین، حسگر های مختلف به عنوان کالا و سیستم های نهفته تکامل یافته است. زمینه های معمول مانند سیستم های نهفته، شبکه های حسگر بی سیم، سیستم های کنترل، اتوماسیون( شامل اتوماسیون خانگی و اتوماسیون ساختمانی) و سایر زمینه ها، همه به فراهم آوردن امکان استفاده از اینترنت اشیا کمک می کنند.

مفهوم شبکه ای از دستگاه های هوشمند از سال ۱۹۸۲ میلادی نیز مطرح شده بود به طوری که یک ماشین کوکاکولای اصلاح شده در دانشگاه کارنگی ملون، به اولین وسیله متصل به اینترنت تبدیل شد. این دستگاه می توانست موجودی نوشابه های خود و این که آیا نوشابه های که به تازگی وارد دستگاه شده بودند خنک هستند یا خیر را گزارش کند. مقاله سال ۱۹۹۱ مارک وایزر در زمینه رایانش فراگیر، “کامپیوتر قرن بیست و یکم”، و همچنین رویداد های علمی مانند UbiComp و PerCom چشم انداز معاصر اینترنت اشیا را ایجاد کردند.

در سال ۱۹۹۴، رضا راجی در نشریه تخصصی IEEE Spectrum این مفهوم را به صورت “جابجایی بسته های کوچکی از داده به مجموعه بزرگی از گره ها به منظور یکپارچه سازی و اتوماسیون همه چیز، از لوازم خانگی گرفته تا سرتاسر کارخانه ها” توصیف کرد. بین سال های ۱۹۹۳ تا ۱۹۹۶،‌ چندین شرکت راه حل های مختلفی را مانند پروژه at Work شرکت مایکروسافت یا NEST شرکت Novel، پیشنهاد کردند. زمانی که بیل جوی، در سال ۱۹۹۹ و در مجمع جهانی اقتصاد، ارتباطات دستگاه به دستگاه را به عنوان بخشی از چارچوب Six Webs خود در نظر گرفت، گسترش این زمینه سرعت بیشتری پیدا کرد.

واژه اینترنت اشیا، احتمالا اولین بار در سال ۱۹۹۹ و توسط کوین اشتون از شرکت Procter & Gamble و در ادامه از شعبه MIT مجموعه آزمایشگاه های Auto-ID Center، ابداع شد. البته او عبارت “اینترنت برای اشیا” را ترجیح می دهد. در آن زمان، او RFID را برای اینترنت اشیا ضروری می دانست زیرا RFID به کامپیوتر ها اجازه می داد تا همه چیز را کنترل کنند.

در ژوئن ۲۰۰۲، مقاله ای تحقیقاتی با اشاره به اینترنت اشیا برای استفاده در کنفرانس Nordic Researchers in Logistics در نروژ، ثبت شد. قبل از این نیز مقاله ای به زبان فنلاندی در ژانویه ۲۰۰۲ منتشر شده بود. پیاده سازی تشریح شده در این مقاله، توسط Kary Främling و تیمش در دانشگاه صنعتی هلسینکی توسعه یافته بود و تطابق بیشتری با تعریف مدرن اینترنت اشیا، که عبارت از یک زیرساخت سیستم اطلاعاتی برای پیاده سازی اشیا هوشمند و متصل به یکدیگر است، دارد.

با تعریف اینترنت اشیا به گونه ای ساده و به صورت”زمانی که تعداد چیزها یا اشیا متصل به اینترنت از تعداد افراد متصل به آن بیشتر باشد” شرکت سیسکو تخمین می زند که IoT بین سال های ۲۰۰۸ و ۲۰۰۹ متولد شد. نسبت اشیا به افراد متصل به اینترنت از ۰۸/۰ در سال ۲۰۰۳ به ۸۴/۱ در سال ۲۰۱۰ افزایش یافته است.

کاربرد های اینترنت اشیا

مجموعه جامع از کاربرد های مختلف IoT اغلب به سه گروه مصرفی، شرکتی و زیرساختی تقسیم می شود.

کاربرد های مصرفی

بخش در حال افزایشی از دستگاه های IoT برای کاربرد های مصرفی تولید می شوند. این دسته شامل وسایل نقلیه متصل به اینترنت، اتوماسیون خانگی یا خانه های هوشمند، تکنولوژی های پوشیدنی، ابزارهای سلامتی، و لوازمی با قابلیت نظارت از راه دور است.

خانه هوشمند

دستگاه های IoT بخشی از مفهوم بزرگ تر اتوماسیون خانگی هستند که شامل سیستم های روشنایی، گرما و تهویه هوا، سیستم های رسانه ای و امنیتی هستند. مزایای بلند مدت این اتوماسیون شامل صرفه جویی در مصرف انرژی از طریق اطمینان پیدا کردن خاموش شدن لوازم روشنایی و الکترونیکی است.

 

کاربرد های شرکتی

واژه “اینترنت اشیا شرکتی”، به دستگاه هایی اشاره دارد که در محیط های شرکتی و اداری مورد استفاده قرار می گیرند. تخمین زده می شود که تا سال ۲۰۱۹، ۱/۹ میلیارد دستگاه مربوط به اینترنت اشیا شرکتی باشند.

کاربرد های زیر ساختی

نظارت و کنترل عملکرد زیر ساخت های شهری و روستایی مانند پل ها، ریل های قطار، مزرعه های بادی زمینی و دریایی، یکی از کاربرد های کلیدی اینترنت اشیا به شمار می رود. زیرساخت های IoT را می توان برای نظارت بر روی هر گونه رویداد یا تغییر در وضعیت سازه ای، که می تواند ایمنی سازه را به خطر انداخته و ریسک آن را افزایش دهد، استفاده کرد. IoT می تواند با صرفه جویی در هزینه ها، کاهش زمان، بهبود کیفیت روز های کاری، گردش کار بدون نیاز به کاغذ و افزایش بهره وری کمک فراوانی به صنعت ساخت و ساز کند.

همچنین می تواند با کمک تجزیه و تحلیل داده ها به صورت آنی، در تصمیم گیری سریع تر و کاهش هزینه ها مفید باشد. می توان از IoT برای برنامه ریزی فعالیت های تعمیر و نگهداری به شیوه ای پر بازده استفاده کرد. این کار از طریق هماهنگ سازی وظایف بین سرویس دهندگان مختلف و استفاده کنندگان از این امکانات انجام می گیرد. علاوه بر این، از دستگاه های IoT می توان برای کنترل زیرساخت های حیاتی مانند پل ها، به منظور فراهم آوردن امکان دسترسی کشتی ها، نیز استفاده نمود.

استفاده از دستگاه های IoT برای نظارت و کنترل زیرساخت ها احتمالا مدیریت حادثه و هماهنگی واکنش در شرایط اضطراری، کیفیت خدمات، زمان به کار را بهبود می بخشد و باعث کاهش هزینه های عملیاتی در همه زمینه های زیرساختی می شود. حتی زمینه های مانند مدیریت مواد زائد نیز می توانند از اتوماسیون و بهینه سازی که توسط اینترنت اشیا فراهم می شود، بهره مند شوند.

تولید

IoT می تواند موجب تحقق یکپارچه سازی بدون مشکل دستگاه های تولیدی مختلف که دارای قابلیت های تشخیص، شناسایی، پردازش، ارتباط، به کار اندازی و شبکه ای هستند، شود. چنین فضای سایبر-فیزیکی هوشمند و یکپارچه ای، راه را برای فرصت های جدید تولید در بازار باز می کند. کنترل و مدیریت تحت شبکه دستگاه های تولیدی، مدیریت دارایی ها و وضعیت ها یا کنترل فرآیند تولید، همه باعث می شوند تا IoT به قلمرو کاربرد های صنعتی و تولید هوشمند نیز وارد شود. سیستم های هوشمند IoT امکان تولید سریع محصولات جدید، پاسخ پویا به تقاضا برای کالا، بهینه سازی آنی تولید و شبکه های زنجیره تامین را از طریق شبکه کردن ماشین آلات، حسگر ها و سیستم های کنترل در کنار یکدیگر فراهم می کند.

سیستم های کنترل دیجیتال برای اتوماسیون کنترل فرآیند ها و ابزار های اپراتوری و سیستم های اطلاعات خدمت که برای بهینه سازی امنیت و ایمنی کارخانه ها به کار می روند همه در قلمرو IoT قرار می گیرند. اما این زمینه حیطه خودش را از طریق نگهداری و تعمیرات پیش گویانه، ارزیابی های آماری و اندازه گیری ها که همه با هدف افزایش قابلیت اطمینان پذیری انجام می شوند، به مدیریت دارایی نیز گسترش می دهد. سیستم های هوشمند مدیریت صنعتی را می توان با شبکه های هوشمند (Smart Grid) نیز یکپارچه سازی کرد تا بدین ترتیب بتوان از بهینه سازی مصرف انرژی به صورت آنی بهره مند شد. اندازه گیری ها، کنترل های خودکار، بهینه سازی کارخانه، مدیریت ایمنی و بهداشت و سایر کارکرد ها، همه از طریق تعداد زیادی حسگر شبکه شده فراهم می شوند.

واژه اینترنت اشیا صنعتی (IIoT)، اغلب در صنایع تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد و به زیرمجموعه صنعتی IoT اشاره دارد. IIoT در تولید می تواند به حدی ارزش کسب و کار تولید کند که در نهایت به چهارمین انقلاب صنعتی منجر شود که به آن صنعت ۴.۰ گفته می شود. تخمین زده می شود که در آینده، شرکت های موفق بتوانند با استفاده از اینترنت اشیا درآمد خود را افزایش دهند. این کار از طریق ایجاد مدل های کسب و کار جدید و بهبود بهره وری، بهره برداری از تجزیه و تحلیل ها برای خلق نوآوری ها و دگرگون کردن نیروی کار انجام می شود. رشد احتمالی ناشی از پیاده سازی IIoT، تا سال ۲۰۳۰، ۱۲ هزار میلیارد دلار از تولید ناخالص داخلی جهان را ایجاد خواهد کرد.

اگرچه اتصال به اینترنت و به دست آوردن اطلاعات برای IIoT ضروری هستند اما نباید به عنوان هدف در نظر گرفته شوند بلکه باید به عنوان مبنا و مسیری برای رسیدن به چیزی بزرگ تر به آن ها نگاه شود. از میان همه تکنولوژی ها، نگهداری و تعمیرات پیش گویانه، نسبتا جذاب تر به نظر می رسد زیرا می توان آن را بر روی دارایی ها و سیستم های مدیریتی فعلی نیز پیاده سازی کرد. هدف سیستم های نگهداری هوشمند، کاهش زمان خرابی های غیرمنتظره و افزایش بهره وری است. به واقعیت تبدیل کردن این موضوع به تنهایی تا ۳۰ درصد از هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش خواهد داد. تجزیه و تحلیل کلان داده های صنعتی نقش کلیدی در تعمیر و نگهداری پیش گویانه دارایی های تولیدی خواهد داشت.

البته این تنها قابلیت کلان داده های صنعتی نیست. سیستم های سایبر-فیزیکی(CPS)، تکنولوژی اصلی کلان داده های صنعتی است و در واقع، رابطی بین انسان و دنیای مجازی خواهد بود. سیستم های سایبر- فیزیکی را می توان با استفاده از معماری ۵C(اتصال، تبدیل، سایبر، شناخت و پیکربندی) طراحی کرد. این سیستم ها داده های جمع آوری شده را به اطلاعاتی که می توان بر مبنای آن ها عمل کرد، تبدیل می کند و در نهایت، برای بهینه سازی فرآیند ها در دارایی های فیزیکی مداخله می کند.

سیستمی هوشمند با قابلیت استفاده از IoT برای چنین مواردی در سال ۲۰۰۱ پیشنهاد شد و در ادامه در سال ۲۰۱۴ توسط مرکز تحقیقاتی صنعتی/دانشگاهی بنیاد ملی علوم آمریکا برای سیستم های نگهداری هوشمند (IMS) در دانشگاه سینسیناتی، در نمایشگاه IMTS 2014 در شیکاگو، بر روی یک اره نواری در معرض نمایش قرار گرفت. اره های نواری لزوما گران نیستند اما هزینه تسمه اره های نواری بسیار زیاد است زیرا بسیار سریع خراب می شوند. با این وجود، بدون استفاده از ابزار های تشخیص و تجزیه و تحلیل ها هوشمند، تنها با استفاده از تجربه می توان تخمین زد که چه زمانی تسمه اره نواری پاره می شود.

سیستم پیش بینی خرابی توسعه یافته شده می تواند میزان از بین رفتن تسمه اره نواری را تشخیص داده و آن را زیر نظر بگیرد(حتی در حالتی که وضعیت در حال تغییر باشد) و بهترین زمان برای تعویض تسمه را به کاربر پیشنهاد دهد. این کار تجربه کاربری و ایمنی اپراتور را به طرز چشمگیری بهبود می بخشد و در نهایت منجر به صرفه جویی در هزینه ها می شود.

۰


برچسب ها :

بدون دیدگاه