اینترنت اشیا صنعتی چیست؟ + کاربرد اینترنت اشیا

اینترنت اشیا صنعتی، مفهومی جدید در عصر حاضر است که به کمک صنعتگران آمده است و باعث افزایش تولید، افزایش عملکرد و به طور کلی باعث ایجاد انقلاب صنعتی شده است.

با پیشرفت فناوری‌های نوین و گسترش اتصال دستگاه‌ها به اینترنت، صنعت نیز وارد عصر جدیدی شده است که در آن ماشین‌آلات، حسگرها و سیستم‌های تولیدی به‌صورت هوشمند با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. این مفهوم که به آن اینترنت اشیا صنعتی (Industrial Internet of Things – IIoT) گفته می‌شود، توانسته تحول بزرگی در فرآیندهای تولید، بهره‌وری و مدیریت منابع ایجاد کند.

IIoT به صنایع امکان می‌دهد تا با جمع‌آوری داده‌های لحظه‌ای، تحلیل اطلاعات و کنترل از راه دور تجهیزات، تولید را بهینه کرده و هزینه‌ها را کاهش دهند. این فناوری نقش مهمی در پیش‌بینی خرابی ماشین‌آلات، بهبود کیفیت محصولات، افزایش ایمنی محیط کار و کاهش مصرف انرژی ایفا می‌کند.

از کاربردهای IIoT می‌توان در صنایع مختلف مانند تولید، پزشکی، نفت و گاز، حمل‌ونقل و کشاورزی نام برد، جایی که جمع‌آوری داده و تصمیم‌گیری هوشمند، به افزایش بهره‌وری و کاهش خطرات کمک می‌کند. با این حال، پیاده‌سازی IIoT نیازمند تجهیزات پیشرفته، امنیت سایبری قوی و تخصص فنی است تا از حداکثر مزایای آن بهره‌برداری شود.

به طور خلاصه، اینترنت اشیا صنعتی پلی است میان تکنولوژی و صنعت، که به کارخانه‌ها و سازمان‌ها امکان می‌دهد هوشمندتر، سریع‌تر و کارآمدتر عمل کنند و به سمت تولید و مدیریت داده‌محور حرکت کنند.

اینترنت اشیا چیست؟

اگر بخواهیم این مفهوم را که اینترنت اشیا چیست به زبان ساده شرح دهیم، به تمام ابزارها، سخت افزارها و دستگاه هایی که با استفاده از اینترنت به یکدیگر وصل می‌شوند اینترنت اشیا می‌گویند که این عبارت امروزه در صنعت نیز کاربرد دارد و به آن اینترنت اشیا صنعتی می‌گویند.

اینترنت اشیا (IoT یا Internet of Things) به شبکه‌ای از دستگاه‌ها، اشیا و حسگرها گفته می‌شود که از طریق اینترنت به یکدیگر متصل هستند و می‌توانند داده‌ها را جمع‌آوری، ارسال و دریافت کنند بدون اینکه نیاز به دخالت مستقیم انسان باشد.

به عبارت ساده‌تر، اینترنت اشیا به اشیای روزمره مانند یخچال، تلویزیون، خودرو، ساعت هوشمند یا حتی حسگرهای محیطی اجازه می‌دهد که “هوشمند” شوند و با یکدیگر یا با کاربران ارتباط برقرار کنند.

در ادامه قصد داریم به صورت کامل شما را با این مفهوم که اینترنت اشیاء صنعتی چیست آشنا کنیم.

اینترنت اشیا صنعتی چیست؟

بهتر است در ابتدا در رابطه با هدف آن آشنا شویم؛ هدف اینترنت اشیا صنعتی این است که با استفاده از اتصال سخت افزارهای مختلف به یکدیگر و ایجاد قابلیت کنترل آنها به روش ساده تر باعث بهبود صنعت شود، اینترنت اشیاء صنعتی در واقع قابلیت و مفهومی همانند اینترنت اشیا است، اما با این تفاوت که در صنعت کاربرد و استفاده دارد.

اینترنت اشیا صنعتی قابلیت مدیریت و کنترل تجهیزات اتوماسیون صنعتی و… را به شما از دور می‌دهد.
امروزه اکثر شرکت ها و صنایع در حال پیاده سازی و استفاده از این فناوری قدرتمند هستند.

اینترنت اشیا صنعتی یا IIoT (Industrial Internet of Things) نسخه‌ای از اینترنت اشیا است که مخصوص صنعت و محیط‌های تولیدی و صنعتی طراحی شده است. در IIoT، دستگاه‌ها، ماشین‌آلات، حسگرها و سیستم‌های تولیدی به هم متصل می‌شوند تا کارایی، بهره‌وری و امنیت فرآیندهای صنعتی افزایش یابد.

ویژگی‌های اینترنت اشیا صنعتی:

• حسگرها و داده‌های لحظه‌ای: ماشین‌آلات صنعتی مجهز به حسگرهایی هستند که دما، فشار، لرزش، جریان برق و سایر پارامترها را اندازه‌گیری می‌کنند.
• ارتباط و شبکه‌سازی: دستگاه‌ها و سیستم‌ها از طریق شبکه‌های صنعتی (مثل Ethernet صنعتی، hmi زیمنس،5G، LoRaWANT) با یکدیگر و با سیستم‌های مدیریتی ارتباط دارند.
• تحلیل داده‌ها و هوش مصنوعی: داده‌های جمع‌آوری شده پردازش می‌شوند تا پیش‌بینی خرابی، بهینه‌سازی تولید و کاهش مصرف انرژی انجام شود.
• اتوماسیون و کنترل از راه دور: امکان کنترل و مدیریت ماشین‌آلات و خطوط تولید از راه دور فراهم می‌شود.

مثال‌های کاربردی IIoT:

• پیش‌بینی خرابی ماشین‌آلات: حسگرها لرزش یا دمای غیرطبیعی را تشخیص می‌دهند و هشدار می‌دهند تا از توقف تولید جلوگیری شود.
• بهینه‌سازی مصرف انرژی: سیستم‌ها مصرف انرژی را در کارخانه اندازه‌گیری و تنظیم می‌کنند.
• مدیریت زنجیره تأمین: موجودی مواد اولیه و روند تولید به صورت خودکار رصد و مدیریت می‌شود.
• ربات‌ها و خطوط تولید هوشمند: ربات‌ها به کمک داده‌های لحظه‌ای تولید را بهینه می‌کنند.

به عبارت ساده، IIoT باعث می‌شود کارخانه‌ها و صنایع “هوشمند” شوند و تصمیم‌گیری‌ها سریع‌تر، دقیق‌تر و کم‌هزینه‌تر انجام شود.

کاربرد اینترنت اشیا صنعتی (IIoT)

اینترنت اشیا صنعتی به شرکت‌ها و کارخانه‌ها امکان می‌دهد تا فرآیندهای خود را هوشمند و خودکار کنند. با استفاده از IIoT می‌توان:

• پیش‌بینی خرابی تجهیزات: حسگرها وضعیت ماشین‌آلات را مانیتور می‌کنند و قبل از خرابی هشدار می‌دهند.
• بهینه‌سازی تولید: خطوط تولید بر اساس داده‌ها تنظیم می‌شوند تا کارایی افزایش یابد.
• کاهش هزینه‌ها و مصرف انرژی: مصرف انرژی و مواد اولیه بهینه می‌شود.
• کنترل از راه دور: مدیریت کارخانه بدون حضور فیزیکی ممکن است.

1. اینترنت اشیا در صنعت تولید

در کارخانه‌ها و کارگاه‌های تولیدی:

• خطوط تولید هوشمند: حسگرها وضعیت ماشین‌آلات و محصولات را لحظه‌ای رصد می‌کنند.
• اتوماسیون کیفیت: دستگاه‌ها بر اساس داده‌ها محصولات معیوب را تشخیص می‌دهند و جداسازی می‌کنند.
• مدیریت موجودی: سیستم‌ها موجودی مواد اولیه را مانیتور کرده و سفارش خودکار می‌دهند.
• تحلیل داده‌ها: با جمع‌آوری داده‌ها، زمان‌بندی تولید بهینه و زمان توقف کاهش می‌یابد.

2. اینترنت اشیا در صنعت پزشکی

در حوزه سلامت و پزشکی، IoT می‌تواند جان انسان‌ها را نجات دهد و خدمات را بهبود ببخشد:

• دستگاه‌های پوشیدنی سلامت: مانند ساعت‌های هوشمند که ضربان قلب، فشار خون و سطح اکسیژن را اندازه‌گیری می‌کنند.
• مراقبت از راه دور: پزشکان می‌توانند بیماران را از راه دور مانیتور کنند.
• مدیریت دارو و تجهیزات پزشکی: موجودی داروها و ابزار پزشکی به صورت خودکار مدیریت می‌شود.
• تشخیص زودهنگام بیماری: حسگرها داده‌های حیاتی بیمار را جمع‌آوری کرده و هشدارهای فوری می‌دهند.

3. اینترنت اشیا در صنعت حمل‌ونقل

در حمل‌ونقل و لجستیک، IoT باعث افزایش ایمنی، کاهش هزینه و بهینه‌سازی مسیرها می‌شود:

• مانیتورینگ ناوگان: خودروها و کامیون‌ها وضعیت فنی و موقعیت خود را گزارش می‌دهند.
• بهینه‌سازی مسیر و مصرف سوخت: سیستم‌ها بر اساس ترافیک و مسیر بهینه، راندمان سوخت را افزایش می‌دهند.
• ایمنی و هشدار: حسگرها سرعت، ترمز و شرایط جاده را بررسی کرده و هشدار می‌دهند.
• حمل‌ونقل هوشمند: وسایل نقلیه خودران و حمل‌ونقل عمومی هوشمند از داده‌ها برای عملکرد بهتر استفاده می‌کنند.

4. اینترنت اشیا در صنعت نفت، گاز و انرژی

IoT در این صنایع برای افزایش امنیت، بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها کاربرد دارد:

• مانیتورینگ تجهیزات صنعتی: فشار، دما و جریان لوله‌ها به صورت لحظه‌ای بررسی می‌شود.
• پیش‌بینی تعمیرات: حسگرها نشتی یا خرابی تجهیزات را قبل از حادثه تشخیص می‌دهند.
• بهینه‌سازی مصرف انرژی: مصرف نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها بهینه می‌شود.
• ایمنی و کنترل خطر: هشدارهای سریع در صورت نشت گاز یا مشکلات فنی ارسال می‌شود.

5. اینترنت اشیا در صنعت کشاورزی و دامداری

IoT می‌تواند تولید کشاورزی و دامداری را هوشمند و پربازده کند:

• کشاورزی هوشمند: حسگرها رطوبت خاک، دما، نور و وضعیت محصولات را اندازه‌گیری می‌کنند و آبیاری و کوددهی را خودکار انجام می‌دهند.
• دامداری هوشمند: سلامت دام‌ها با حسگرهای پوشیدنی کنترل می‌شود (مثلاً تشخیص بیماری یا وضعیت تغذیه).
• مدیریت منابع: مصرف آب، برق و کود بهینه می‌شود.
• پیش‌بینی برداشت: داده‌های محیطی کمک می‌کنند زمان مناسب برداشت محصولات تعیین شود.

مزایای اینترنت اشیا صنعتی (IIoT)

افزایش بهره‌وری و کارایی:

• خطوط تولید و ماشین‌آلات با داده‌های لحظه‌ای بهینه می‌شوند.
• زمان توقف (downtime) کاهش می‌یابد و تولید سریع‌تر انجام می‌شود.

پیش‌بینی و جلوگیری از خرابی تجهیزات

• حسگرها وضعیت ماشین‌ها را مانیتور می‌کنند.
• تعمیرات پیشگیرانه باعث کاهش هزینه و جلوگیری از خسارت می‌شود.

کاهش هزینه‌ها

• مصرف انرژی و مواد اولیه بهینه می‌شود.
• نیاز به نیروی انسانی برای نظارت مستقیم کاهش می‌یابد.

بهبود کیفیت محصولات

• کنترل کیفیت خودکار و نظارت بر فرایندها باعث تولید محصولات با کیفیت بالاتر می‌شود.

کنترل و مدیریت از راه دور

• مدیران و مهندسان می‌توانند کارخانه یا تجهیزات را از راه دور نظارت و مدیریت کنند.

تحلیل داده‌ها و تصمیم‌گیری هوشمند

• داده‌های جمع‌آوری شده با هوش مصنوعی و الگوریتم‌های پیشرفته تحلیل می‌شوند.
• تصمیم‌گیری سریع‌تر و دقیق‌تر انجام می‌شود.

معایب اینترنت اشیا صنعتی (IIoT)

• هزینه اولیه بالا: نصب حسگرها، سیستم‌های شبکه و نرم‌افزارهای مدیریتی نیازمند سرمایه‌گذاری بالاست.
• امنیت و حریم خصوصی: اتصال دستگاه‌ها به اینترنت خطر نفوذ هکرها و سرقت داده‌ها را افزایش می‌دهد. و محافظت از اطلاعات حساس کارخانه اهمیت بالایی دارد.
• پیچیدگی سیستم‌ها: نصب و نگهداری شبکه‌های IoT و هماهنگی دستگاه‌ها نیازمند تخصص فنی بالاست.
• وابستگی به اینترنت و شبکه: قطع شبکه یا مشکلات اتصال می‌تواند باعث توقف تولید یا خطا در داده‌ها شود.
• عدم استانداردسازی کامل: تنوع دستگاه‌ها و پروتکل‌ها گاهی باعث سازگاری ضعیف و مشکلات ارتباطی می‌شود.

آینده اینترنت اشیا صنعتی

این فناوری به صورت هدفمند و بر روی برنامه در حال پیشرفت می‌باشد که در حال حاضر نیز باعث شده است اکثر صنایع با استفاده از آن کسب کارشان پیشرفت کند و افراد زیادی از آن استفاده کنند؛ امروزه بیشتر افراد متخصص بر این باورند که در سالیان پیش رو این فناوری قابلیت این را دارد که بسیار زیاد پیشرفت کند و باعث بالا رفتن حداکثری کیفیت و سرعت صنایع شود.

برنامه اصلی متخصصان این حوزه این است که این فناوری باعث مدرنیزه شدن تمام صنایع شود و یک ارتباط صحیح بین تجهیزات و افراد برقرار کند.

مسائل و مشکلات اینترنت اشیا صنعتی

همانطور که می‌دانید از تجهیزات بسیار متنوعی در صنایع استفاده می‌شود و اصلی ترین مشکل این است که آیا با استفاده از این فناوری می‌توانیم بین دستگاه ها و افراد تعامل ایجاد کنیم و امنیت تجهیزات را حفظ کنیم؟

به دلیل اینکه هر دستگاه در صنعت از یک پروتکل خاص پیروی می‌کند می‌تواند این موضوع یک چالش ایجاد کند، اما متخصصان این حوزه یک راه حل کلی برای این موضوع پیدا کرده اند که می‌توانند با استفاده از پروتکل lgnition این مشکل را حل کنند.

این پروتکل این قابلیت را دارد که بسته به پلتفرم ها و سیستم های مختلف، از پروتکل های مختلفی نیز استفاده کند.

امنیت اینترنت اشیا صنعتی

برای این مشکل هم راه حلی وجود دارد؛ در سال های اخیر که مبحث امنیت در صنایع مشکل بزرگی به شمار می‌آمد یک پروتکل به نام MQTT ساخته شد که به بهترین شکل می‌تواند، امنیت داده ها را حفظ کند و از به خطر افتادن آنها جلوگیری کند.

امنیت اینترنت اشیا صنعتی (IIoT Security) یکی از مهم‌ترین چالش‌ها و مباحث حیاتی در صنایع مدرن است، زیرا این دستگاه‌ها و سیستم‌ها به اینترنت متصل هستند و داده‌های حیاتی کارخانه و تجهیزات را منتقل می‌کنند. هرگونه نفوذ یا حمله می‌تواند خسارات جدی مالی، توقف تولید یا خطرات ایمنی ایجاد کند.

چالش‌های امنیتی IIoT

• حملات سایبری: هکرها می‌توانند به دستگاه‌ها یا شبکه‌ها نفوذ کرده و داده‌ها را سرقت، دستکاری یا سیستم‌ها را از کار بیندازند. مثال: حمله به خط تولید، تغییر تنظیمات ماشین‌آلات یا توقف کارخانه.
• دستگاه‌های آسیب‌پذیر: بسیاری از دستگاه‌های صنعتی قدیمی یا ارزان قیمت دارای امنیت ضعیف هستند. عدم به‌روزرسانی نرم‌افزار باعث ایجاد نقاط ضعف می‌شود.
• حجم بالای داده و شبکه پیچیده: شبکه‌های IIoT شامل هزاران دستگاه و حسگر هستند که مدیریت امنیتی آن‌ها دشوار است.
• دسترسی غیرمجاز: کارکنان یا کاربران غیرمجاز ممکن است به داده‌ها یا دستگاه‌ها دسترسی پیدا کنند.
• تهدیدات فیزیکی: دسترسی فیزیکی به تجهیزات می‌تواند امکان دستکاری یا تخریب سیستم‌ها را فراهم کند.

راهکارهای افزایش امنیت IIoT

• رمزگذاری داده‌ها (Encryption): اطلاعات منتقل شده بین دستگاه‌ها و سرورها باید رمزگذاری شود تا در صورت سرقت، قابل استفاده نباشد.
• احراز هویت و کنترل دسترسی: فقط کاربران و دستگاه‌های مجاز اجازه دسترسی به شبکه و داده‌ها را دارند. استفاده از چندمرحله‌ای و توکن‌های امنیتی توصیه می‌شود.
• به‌روزرسانی نرم‌افزارها و دستگاه‌ها: بروزرسانی مرتب سیستم‌ها و پچ‌های امنیتی برای جلوگیری از نفوذ به نقاط ضعف ضروری است.
• شبکه‌های ایمن و جداگانه: ایجاد شبکه‌های جداگانه برای بخش‌های حیاتی و استفاده از فایروال‌ها و VPN.
• نظارت و تحلیل رفتار شبکه: سیستم‌های مانیتورینگ برای شناسایی رفتار غیرعادی و تهدیدات لحظه‌ای استفاده می‌شوند.
• آموزش پرسنل: کارکنان باید با خطرات امنیت سایبری آشنا شوند و دستورالعمل‌های ایمنی را رعایت کنند.

تغییر و تحولات اینترنت اشیا صنعتی چیست؟

در واقع اینترنت اشیاء صنعتی در طی سالیان متوالی تغییرات زیادی داشته است که تمام این تغییرات در جهت بهبود و افزایش کارایی این فناوری بوده است از جمله این تحولات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کارگاه هوشمند
• خانه هوشمند
• تولیدات هوشمند
• و…

هدف همه این تغییرات جمع آوری داده ها، تبدیل این داده ها به فناوری های قابل اجرا و در انتها استفاده از آنها جهت پیشرفت و افزایش کارایی می‌باشد.

در ابتدای کار اینترنت اشیا، تجهیزات به صورت جدا جدا با یکدیگر در ارتباط بودند و برقراری ارتباط با آنها تقریبا دشوار بود، اما با تغییرات به وجود آمده به مرور در سال های بعد تجهیزات از زمان جمع آوری داده ها تا زمان اجرای آنها با یکدیگر در تعامل بودند.

کاربرد اینترنت اشیا صنعتی

تا این لحظه به طور کلی با اینترنت اشیاء در اتوماسیون صنعتی آشنا شدیم؛ مهم ترین کاربردی که این فناوری قدرتمند دارد این است که اطلاعات و داده ها را از تجهیزات و دستگاه های مختلف دریافت می‌کند و بر اساس نیاز آنها، این داده ها طبقه بندی می‌کند و در نهایت در آنها تغییراتی را ایجاد می‌کند.

این سیستم به دلیل پیچیدگی زیادی که دارند در اکثر اوقات نیاز به متخصص دارند، اما با ویژگی های جدیدی که به وجود آمده، نیاز به متخصص کم رنگ تر شده است؛ از طرفی دیگر انسان معمولا در تجزیه و تحلیل اطلاعات ممکن است دچار خطا شود، اما با استفاده از اینترنت اشیا صنعتی میزان بروز خطا تقریبا به صفر رسیده است، به همین دلیل امروزه افراد زیادی به دنبال آموزش اینترنت اشیا هستند.

امیدواریم که توانسته باشیم به صورت کامل شما را با اینترنت اشیا صنعتی و کاربرد این فناوری قدرتمند آشنا کرده باشیم. جهت بهبود عملکرد نمایندگی زیمنس تهران لطفا نظرات خودتان را برای ما قرار دهید.

جمع‌بندی: اینترنت اشیا صنعتی (IIoT)

اینترنت اشیا صنعتی یا IIoT، نسخه صنعتی اینترنت اشیا است که با اتصال دستگاه‌ها، حسگرها و ماشین‌آلات به یکدیگر و به اینترنت، امکان مدیریت هوشمند، تحلیل داده و کنترل از راه دور تجهیزات صنعتی را فراهم می‌کند. این فناوری تحول چشمگیری در صنایع ایجاد کرده و باعث افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها، بهبود کیفیت محصولات، پیش‌بینی خرابی تجهیزات و افزایش ایمنی محیط کار شده است.

IIoT در صنایع مختلف از جمله تولید، پزشکی، حمل‌ونقل، نفت و گاز و کشاورزی کاربرد دارد و با جمع‌آوری داده‌های لحظه‌ای، تحلیل هوشمند و اتوماسیون، فرآیندها را بهینه می‌کند. این فناوری نه تنها باعث افزایش سرعت و دقت تصمیم‌گیری می‌شود، بلکه به کاهش خطاهای انسانی و مدیریت منابع کمک می‌کند.

با وجود مزایای فراوان، چالش‌هایی مانند هزینه اولیه بالا، پیچیدگی سیستم‌ها، وابستگی به اینترنت و تهدیدات امنیتی نیز وجود دارد. برای مقابله با این چالش‌ها، استفاده از رمزگذاری داده‌ها، احراز هویت، شبکه‌های ایمن، بروزرسانی نرم‌افزارها و آموزش پرسنل ضروری است. پروتکل‌هایی مانند MQTT و Ignition به ایمنی و هماهنگی بین دستگاه‌های مختلف کمک می‌کنند.

در طول سالیان، IIoT دستخوش تحولات زیادی شده و به سمت کارگاه‌ها و تولیدات هوشمند، خانه‌های هوشمند و صنایع داده‌محور حرکت کرده است. هدف نهایی این فناوری، جمع‌آوری داده‌ها، تحلیل هوشمند و اجرای بهینه فرآیندها برای افزایش کارایی، بهره‌وری و کیفیت صنایع است.

به طور خلاصه، اینترنت اشیا صنعتی پلی میان فناوری و صنعت است که با هوشمندسازی و داده‌محوری، صنایع را به سمت کارآمدتر، امن‌تر و مدرن‌تر شدن هدایت می‌کند.