Industrial Internet věcí , nebo v angličtině „ Industrial Internet věcí ( IIoT )“ je použití technologie k Internetu a Internet věcí průmyslové zóně na propojení v rámci " géodistribuées architektur senzory, inteligentní průmyslového zařízení a počítačové systémy.
Cílem průmyslového internetu věcí je prostřednictvím digitální transformace vyvinout vysoce automatizované výrobní a obchodní procesy. Několik průmyslových iniciativ usiluje o rozvoj a šíření průmyslových technologií založených na IIoT. Mezi hlavní patří:
IIot umožňují technologie jako kybernetická bezpečnost , cloudové výpočty , pokročilé výpočty , mobilní technologie, stroje na stroje , 3D tisk , pokročilá robotika , velká data, internet věcí , technologie RFID a kognitivní výpočty , pět z nejdůležitějších z nichž jsou popsány níže:
Systémy IIoT jsou obvykle navrženy jako modulární vrstvená architektura digitální technologie. Vrstva zařízení odkazuje na fyzické komponenty: CPS, senzory nebo stroje. Síťová vrstva se skládá z fyzických sítí autobusů, cloud computing a komunikačních protokolů, které kameniva a dopravních dat do servisní vrstvy , která se skládá z aplikací, které manipulují a kombinují data do informací, které mohou být zobrazeny na palubní desce řidiče. Horní vrstva zásobníku je vrstva obsahu nebo uživatelské rozhraní.
Vrstva obsahu | Zařízení uživatelského rozhraní (například displeje, tablety, chytré brýle) |
---|---|
Servisní vrstva | Aplikace, software pro analýzu dat a jejich transformaci do informací |
Síťová vrstva | Komunikační protokoly, wifi, cloud computing |
Vrstva zařízení | Zařízení: CPS, stroje, senzory |
Historie IIoT začíná vynálezem programovatelného logického řadiče (PLC) od Dicka Morleye v roce 1968, který použil General Motors ve své divizi výroby automatických převodovek. Tyto PLC umožňovaly přesné řízení jednotlivých prvků výrobní linky. V roce 1975 představily společnosti Honeywell a Yokogawa první DCS, TDC 2000 a CENTUM. Tyto DCS byly dalším krokem k umožnění flexibilního řízení celého závodu s přidanou výhodou pohotovostního propouštění distribucí řízení v celém systému, eliminujícím jediný bod selhání v centrální kontrolní místnosti.
Se zavedením Ethernetu v roce 1980 začali lidé zkoumat koncept sítě chytrých zařízení již v roce 1982, kdy se upravený koksovací stroj na Carnegie Mellon University stal prvním zařízením připojeným k internetu, které bylo schopno hlásit svůj inventář a zjistit, zda nově naložené nápoje byly studené. Již v roce 1994 se počítalo s většími průmyslovými aplikacemi, kdy Reza Raji popsal koncept IEEE Spectrum jako „přesun malých paketů dat do velké sady uzlů, aby bylo možné integrovat a automatizovat vše od domácích spotřebičů po celé továrny ".
Koncept internetu věcí si poprvé získal popularitu v roce 1999 díky MIT Auto-ID Center a souvisejícím publikacím o analýze trhu. Radiofrekvenční identifikace ( RFID ) poté považoval Kevin Ashton (jeden ze zakladatelů prvního centra Auto-ID) za předpoklad pro internet věcí. Pokud by byly všechny objekty a lidé v každodenním životě vybaveny identifikátory, mohly by je počítače spravovat a inventarizovat. Kromě použití RFID lze značení objektů dosáhnout pomocí technologií, jako je komunikace v blízkém poli, čárové kódy , QR kódy a digitální vodoznak .
Současný design IIoT vznikl po vzniku cloudové technologie v roce 2002, která umožňuje ukládání dat za účelem zkoumání historických trendů, a vývoj protokolu OPC Unified Architecture v roce 2006, který umožnil bezpečnou a vzdálenou komunikaci mezi zařízeními, programy a zdroje dat bez lidského zásahu nebo rozhraní.
Jeden z prvních důsledků provádění průmyslové internetu věcí (vybavování objektů s malými identifikátory nebo identifikátory strojově čitelných) by bylo vytvořit okamžité a nepřetržité kontroly zásob. Výhodou zavádění systému IIoT je schopnost vytvořit digitální dvojče z Systém. Použití tohoto digitálního dvojčete dále optimalizuje systém tím, že umožňuje experimentovat s novými daty z cloudu, aniž by bylo nutné zastavit produkci nebo obětovat zabezpečení, protože nové procesy lze virtuálně zdokonalovat, dokud nejsou připravené k implementaci. Digitální dvojče může také sloužit jako cvičiště pro nové zaměstnance, kteří se nebudou muset starat o skutečné dopady na živý systém.
Rámečky IIoT pomáhají podporovat souhru mezi „věcmi“ a umožňují složitější struktury, jako je distribuovaný výpočet a vývoj distribuovaných aplikací.
Termín „průmyslový internet věcí“ se často používá ve výrobních odvětvích a označuje průmyslovou podmnožinu IIoT. Mezi potenciální výhody průmyslového internetu věcí patří zlepšená produktivita, analytika a transformace pracoviště. Očekává se, že růstový potenciál provádění IIoT vygeneruje do roku 2030 celosvětový HDP ve výši 15 bilionů USD.
I když je konektivita a získávání dat pro IIoT nezbytné, nejde o konečné cíle, ale spíše o základ a cestu k něčemu většímu. Ze všech technologií je prediktivní údržba „jednodušší“ aplikací, protože se vztahuje na stávající aktiva a systémy správy. Podle některých studií mohou inteligentní systémy údržby snížit neplánované prostoje a zvýšit produktivitu, u níž se očekává, že oproti plánovaným opravám ušetří až 12%, sníží celkové náklady na údržbu až o 30% a eliminuje poruchy až o 70% Cyberphysical systems (CPS) jsou základní technologií velkých průmyslových dat a budou tvořit rozhraní mezi člověkem a kybernetickým světem.
Integrace snímacích a aktivačních systémů připojených k internetu může optimalizovat celkovou spotřebu energie. Očekává se, že zařízení IIoT budou integrována do všech forem energeticky náročných zařízení (vypínače, zásuvky, žárovky, televizory atd.) A mohou komunikovat s energetickou společností za účelem efektivní rovnováhy mezi výrobou a spotřebou energie. Kromě správy domácí energie je IIoT obzvláště důležitá pro inteligentní síť, protože poskytuje systémy pro automatické shromažďování a zpracování informací o energii a energii v domácnosti. Cílem je zlepšit účinnost, spolehlivost, ekonomiku a udržitelnost výroby elektřiny a distribuce. Pomocí zařízení AMI (Advanced Metering Infrastructure) připojených k páteřní síti Internet mohou elektrické nástroje nejen shromažďovat data z připojení koncových uživatelů, ale také spravovat další automatizační zařízení, distribuci, jako jsou transformátory a reclosery.
Od roku 2016 budou možné další konkrétní aplikace, jako je integrace inteligentních LED diod, které zákazníkům nasměrují prázdná parkovací místa nebo zvýrazní změny v provozu, použití senzorů na čističích vzduchu.`` voda upozorní manažery pomocí počítače nebo smartphonu, když součásti je třeba vyměnit, připevnění štítků RFID k bezpečnostním zařízením ke sledování personálu a zajištění jeho bezpečnosti, integrace počítačů do elektrického nářadí pro záznam a monitorování úrovně točivého momentu různých utahování a sběr dat z několika systémů, aby bylo možné simulovat nové procesy.
Využití IIoT v automobilové výrobě zahrnuje digitalizaci všech částí výroby. Software, stroje a lidé jsou vzájemně propojeni, což dodavatelům a výrobcům umožňuje rychle reagovat na měnící se standardy. IIoT umožňuje efektivní a ziskovou produkci přesunem údajů o zákaznících do podnikových systémů a poté do různých částí výrobního procesu. S IIoT lze do výrobního procesu zahrnout nové nástroje a funkce. Například 3D tiskárny zjednodušují tvarování lisovacích nástrojů tím, že tisknou tvar přímo z ocelových pelet. Tyto nástroje nabízejí nové možnosti návrhu (s velkou přesností). Přizpůsobení vozidel umožňuje IIoT také díky modularitě a konektivitě této technologie. Zatímco v minulosti pracovali odděleně, IIoT nyní umožňuje lidem a robotům spolupracovat. Roboti se starají o těžké a opakující se činnosti, takže výrobní cykly jsou rychlejší a vozidlo rychleji přichází na trh. Továrny mohou rychle identifikovat potenciální problémy s údržbou dříve, než povedou k prostojům, a mnoho z nich se kvůli bezpečnosti a zabezpečení přesune do 24hodinového výrobního zařízení. Většina výrobců automobilů má výrobní závody v různých zemích, kde se vyrábějí různé součásti stejného vozidla. IIoT umožňuje propojení těchto výrobních závodů a vytváří tak možnost pohybu v rámci zařízení. Důležitá data lze zkontrolovat vizuálně, což společnostem umožní rychleji reagovat na výkyvy ve výrobě a poptávce.
S podporou IIoT lze velké množství nezpracovaných dat ukládat a odesílat vrtacím zařízením a výzkumnými stanicemi pro ukládání a analýzu v cloudu. Pomocí technologií IIoT má ropný a plynárenský průmysl schopnost propojovat stroje, zařízení, senzory a lidi prostřednictvím vzájemného propojení, což může podnikům pomoci lépe se vypořádat s fluktuacemi poptávky a cen, řešit problémy kybernetické bezpečnosti a minimalizovat dopad na životní prostředí.
V rámci dodavatelského řetězce může IIoT zlepšit proces údržby, celkovou bezpečnost a konektivitu. Drony lze použít k detekci možných úniků ropy a zemního plynu v rané fázi a na těžko přístupných místech (např. Na moři). Mohou být také použity k identifikaci slabých míst ve složitých potrubních sítích s integrovanými systémy tepelného zobrazování. Zvýšená konektivita (integrace dat a komunikace) může společnostem pomoci upravit úroveň výroby na základě dat v reálném čase, pokud jde o zásoby, skladování, tempo distribuce a předpovědi poptávky. Například zpráva od společnosti Deloitte uvádí, že implementací řešení IIoT, které integruje data z více interních a externích zdrojů (jako je systém správy úloh, kontrolní centrum, atributy potrubí, skóre rizik, výsledky online inspekcí, plánovaná hodnocení a historie úniků) , tisíce kilometrů potrubí lze sledovat v reálném čase. To pomáhá monitorovat hrozby potrubí, zlepšit řízení rizik a zajistit situační povědomí.
Výhody se vztahují také na specifické procesy v ropném a plynárenském průmyslu. Proces průzkumu ropy a zemního plynu lze provést přesněji pomocí 4D modelů vytvořených seismickými snímky. Tyto modely mapují výkyvy v zásobách ropy a hladinách plynu, snaží se přesně určit potřebné množství zdrojů a předpovídají životnost vrtů. Použití inteligentních senzorů a automatických vrtaček umožňuje společnostem efektivněji sledovat a vyrábět. Proces ukládání lze navíc zlepšit implementací IIoT sběrem a analýzou dat v reálném čase za účelem monitorování úrovní zásob a regulace teploty. IIoT může zlepšit proces přepravy ropy a zemního plynu implementací inteligentních senzorů a tepelných detektorů k poskytování geolokačních dat v reálném čase a monitorování produktů z bezpečnostních důvodů. Tyto inteligentní senzory mohou sledovat procesy rafinace a zvyšovat bezpečnost. Poptávka po produktech může být předpovídána přesněji a automaticky předávána rafinériím a výrobním závodům za účelem úpravy úrovní výroby.
S rozšířením IIoT se objevují nové obavy o zabezpečení. Každé nové zařízení nebo komponenta, která se připojuje k IIoT, se může stát potenciálním závazkem. Gartner odhaduje, že do roku 2020 bude více než 25% známých útoků proti podnikům na systémy připojené k IIoT, ačkoli to představuje méně než 10% rozpočtů na zabezpečení IT. Stávající opatření v oblasti kybernetické bezpečnosti jsou u zařízení připojených k internetu ve srovnání s jejich tradičními protějšky v oblasti IT výrazně horší, což může umožnit jejich odklon pro útoky botnetů typu Mirai založené na DDoS . Další možností je infekce průmyslových řadičů připojených k internetu, jako v případě Stuxnet , bez nutnosti fyzického přístupu k systému k šíření červa.
Zařízení podporující IIoT mohou navíc umožnit „tradičnější“ formy kyberkriminality, například narušení dat Target v roce 2013, kdy došlo ke krádeži informací poté, co hackeři získali přístup k sítím. Z Targetu prostřednictvím odcizených doporučení dodavateli HVAC od jiného dodavatele. Farmaceutický průmysl pomalu přijal pokroky v IIoT kvůli bezpečnostním obavám, jako jsou tyto. Jednou z výzev při zajišťování bezpečnostních řešení v aplikacích IIoT je fragmentovaná povaha hardwaru. Výsledkem je, že se bezpečnostní architektury obracejí k softwarovým nebo zařízení-agnostickým návrhům.