آینده فناوری: 

اتصال اشیاء غیرمتصل‌ از طریق اینترنت اشیاء

نویسنده: دکتر محمدرضا عاطفی

 

 

کلیات

اینترنت اشیاء (IoT) به معنای تعبیه دستگاه‌های فیزیکی با حسگرها، اتصال به شبکه و سایر مولفه‌ها به منظور جمع آوری و تبادل داده‌ها است که اغلب به عنوان یک انقلاب در عرصه فناوری مطرح می‌شود، اما در واقع یک تکامل از فناوری است که نزدیک به ۲۰ سال پیش توسعه یافته بود. در طول دهه گذشته، هزینه‌های حسگر(سنسور) دو برابر، هزینه‌های پهنای باند تا 40 برابر و هزینه‌های پردازش تا 60 برابر کاهش یافته است. کاهش شدید هزینه‌های فناوری‌های حسگری، افزایش قدرت محاسباتی، پیشرفت در اتصال داده‌ها در فضای ابری و ارتباطات ماشین به ماشین برای ایجاد همگرایی فناوری‌های تولید در حالی که قبلاً مجزا بوده‌اند – فناوری اطلاعات(IT) ، فناوری عملیات (OT) و فناوری اتوماسیون (AT)- همگی سبب گسترش اینترنت اشیاء صنعتی  برای ایجاد آینده تولید، گسترش از کف کارخانه به محصولات، خدمات و زنجیره تأمین متصل شده است. شکل 6 نشان می‌دهد که چگونه این فرآیند برای چندین دهه در جریان بوده است و اکنون به دلیل پیشرفت سریع قابلیت‌ها در حال تسریع است. پلتفرم‌های اینترنت اشیاء هنوز در حال تکامل هستند و هیچ پلتفرم غالب و برنده مشخصی در این فضا وجود ندارد. شرکت‌های فناوری رقیب ایجاد پلتفرم‌های رقیب که قابل بکارگیری در بسیاری از بخش‌های صنعتی باشد را هدف قرار داده‌اند.

 

استفاده در تولید

 طرفداران اینترنت اشیاء، پتانسیل آن را برای متحول کردن تولید، نه تنها با تغییر دادن عملیات در کف کارخانه، بلکه با ایجاد امکان مشاهده در سراسر زنجیره تامین در زمان واقعی، تا کاربر نهایی، و همچنین توسعه محصولات و خدمت جدید به مشتریان، مطرح و برجسته می‌کنند. انتظار می‌رود سرمایه‌گذاری اینترنت اشیاء در تولید از ۷۰ میلیارد دلار در سال 2020 به دوبرابر تا سال ۲۰۳۰ برسد. همچنین انتظار آن است که سرمایه‌گذاری در اینترنت اشیاء در سه حوزه کلیدی عملکرد اتفاق بیافتد: ردیابی دارایی[1]، تعمیر و نگهداری مبتنی بر شرایط[2] و پردازش رباتیک[3]. آمریکای شمالی و منطقه آسیا و اقیانوسیه پیشتاز پذیرش اینترنت اشیاء امروزی است.

IoT سه کاربرد متمایز در سیستم‌های تولید امروزی دارد:

• کنترل هوشمند سازمانی: فناوری‌های اینترنت اشیاء، یکپارچه سازی دقیق ماشین‌های متصل هوشمند و دارایی‌های تولید متصل هوشمند را در شرکت‌های بزرگ‌تر امکان پذیر می‌سازد. این امر تولید انعطاف پذیرتر و کارآمدتر و در نتیجه سودآورتر را تسهیل می‌کند. کنترل هوشمند سازمانی را می‌توان به عنوان یک روند میان مدت تا بلندمدت در نظر گرفت. پیاده سازی آن پیچیده است و نیازمند ایجاد استانداردهای جدید برای همگرایی سیستم‌های IT و OT است.
• مدیریت عملکرد دارایی: استقرار حسگرهای بی سیم مقرون به صرفه، اتصال ابری آسان (از جمله شبکه گسترده یا WAN) و تجزیه و تحلیل داده‌ها، عملکرد دارایی را بهبود می‌بخشد. این ابزارها اجازه می‌دهد تا داده‌ها به راحتی جمع آوری شده و در زمان واقعی به اطلاعات عملی تبدیل شوند. نتیجه مورد انتظار تصمیمات بهتر و فرآیندهای تصمیم گیری آینده نگر خواهد بود.
• اپراتورهای تقویت شده: کارمندان آینده از دستگاه‌های تلفن همراه، تحلیل داده‌ها، واقعیت افزوده و اتصال شفاف برای افزایش بهره وری استفاده خواهند کرد. از آنجایی که به دلیل افزایش سریع بازنشستگی نسل انفجار جمعیت کارگران ماهر کمتری به پست مدیریت می‌رسند، کارگران جوان‌تر جایگزین به اطلاعات بیشتری دسترسی خواهند داشت. این در قالبی بلادرنگ که برای آنها آشناست تحویل داده می‌شود. بنابراین، کارخانه‌ها به گونه ای تکامل خواهند یافت که بیشتر کاربر- محور و کمتر ماشین- محور باشند.

 

با این حال، اینترنت اشیاء فقط مجموعه ای از فناوری‌هایی نیست که روی سیستم‌های اتوماسیون فعلی اضافه شده است. اینترنت اشیاء فلسفه ای است که نیازمند تغییر کامل در نگرش و ذهنیت است، زیرا پتانسیل آن در توانایی پیوند سیستم‌های اتوماسیون با برنامه ریزی سازمانی، زمان بندی و سیستم‌های چرخه عمر محصول نهفته است. یکی از نمونه‌های استقرار این فناوری «دوقلوی دیجیتال» است که از داده‌های حسگر برای ایجاد یک مدل نرم افزاری پویا از یک شی یا سیستم فیزیکی استفاده می‌کند – که مزایای بی شمار آن شامل تعمیر و نگهداری پیش بینی کننده، بهبود کارایی عملیاتی و توسعه محصول پیشرفته خواهد بود. در واقع، اینترنت اشیاء سریعتر از آنچه پیش بینی می‌شد بالغ می‌شود، که نشان دهنده گسترش قریب الوقوع‌تر آن است. مرحله ای در حال آغاز است که در آن در دسترس بودن اطلاعات بلادرنگ در سراسر زنجیره ارزش تولید، نحوه تولید کالاها، ارائه خدمات و انجام کسب و کار شرکت‌ها را باز تعریف می‌کند.

 

موانع پذیرش بیشتر

استفاده از اینترنت اشیاء هنوز در حال شکل گیری است و در هیچ کجای دنیا به طور گسترده اجرا نشده است. در حال حاضر، 85 درصد از دارایی‌های بالقوه غیرمتصل باقی مانده‌اند و چندین مانع باید توسط دولت‌ها و شرکت‌ها برطرف شود تا امکان پذیرش گسترده به ویژه ایجاد استانداردهای صنعتی پیرامون اینترنت اشیاء و حفاظت از امنیت سایبری فراهم شود. استانداردها لازم است تا به محصولات، ماشین‌ها و دارایی‌های متصل هوشمند اجازه دهند به شکل شفاف با هم تعامل داشته باشند. این فراتر از پروتکل‌های ارتباطی ساده است و شامل ایجاد استاندارد و مکانیسم‌هایی است که به دستگاه‌های هوشمند امکان می‌دهد یکدیگر را کشف کرده و با یکدیگر همکاری کنند. امنیت باید در سیستم‌های کنترل صنعتی ایجاد شود و در اجزای سازنده سیستم اتوماسیون تعبیه شود، نه اینکه بعداً اضافه شود. پذیرش استانداردهای امنیتی صنعتی همراه با صدور گواهینامه برای پیشرفت اینترنت اشیاء ضروری است زیرا امنیت نه تنها دارایی‌های فردی بلکه امنیت سیستم‌های بزرگتر و سیستم‌های سیستم‌ها را تضمین می‌کند.

دولت‌ها نیز با چالش‌های جدیدی روبرو خواهند شد. استقرار همه جانبه اینترنت اشیاء، با هزینه‌های زیرساختی الزاماً همراه آن، می‌تواند موانعی برای ورود ایجاد کند و نابرابری بین دارندگان و کسانی که ندارند را تشدید کند. انحصارها می‌توانند به ویژه در صنایع کالایی با حجم بالا ایجاد شوند، در حالی که تنظیم مقررات تولید توزیع شده (یعنی در سطح فردی) می‌تواند بسیار پیچیده باشد.

[1] Asset tracking

[2] Condition -based maintenance

[3] Robotics processing