المتجر
إنترنت الأشياء الصناعي ليس مجرد مصطلح شائع، ففي خضم الثورة الصناعية الرابعة، حيث يسود الاتصال والابتكار القائم على البيانات، يحتل إنترنت الأشياء الصناعي مركز الصدارة. فهو يتضمن الاستفادة من أجهزة الاستشعار والأجهزة والآلات المتصلة بالإنترنت لتحسين العمليات التشغيلية للشركات الصناعية.
تتوقع شركة Grand View Research معدل نمو سنوي مركب محتمل بنسبة 23.2% لسوق إنترنت الأشياء الصناعي من عام 2023 إلى عام 2030، مع حجم متوقع يتجاوز 1,693.30 مليار دولار بحلول 2030يوضح هذا التوقع القوي سبب النمو القياسي في تبني إنترنت الأشياء الصناعي في عام ٢٠٢٣، على الرغم من التقلبات الاقتصادية. تتضمن معظم تحولات الصناعة 2023 الآن مصانع ذكية مزودة بمعدات متصلة وتحليلات بيانات متكاملة. سيُطلعك هذا الدليل على الوضع الحالي لإنترنت الأشياء الصناعي، وتطبيقاته العملية، وفوائده للشركات، وكل ما يتعلق به. هيا بنا نبدأ!
ما هو إنترنت الأشياء الصناعي أو IIoT
ببساطة، يُقدّم إنترنت الأشياء الصناعي اتصالاً شبيهاً بالإنترنت للآلات في مصانع الورش، والمركبات في ساحات النقل، والتقنيات في المواقع الصناعية الأخرى، مما يُعزز الكفاءة المعتمدة على البيانات. المبدأ الأساسي الذي يُمكّن اتصال إنترنت الأشياء الصناعي هو أن ما يُمكن قياسه ومراقبته يُمكن تحسينه. يدمج إنترنت الأشياء الصناعي أجهزة الاستشعار والاتصال، ويُطبّقهما مباشرةً على الأصول الصناعية، مثل الآلات، ومركبات الأسطول، وأدوات الموظفين.
تخيّل عالمًا تتواصل فيه الآلات بسلاسة، وتتحول فيه الكميات الهائلة من بيانات الآلات إلى رؤى أعمال مدروسة حول جودة الإنتاج، وسلامة المعدات، ووضوح سلسلة التوريد، وغيرها. باختصار، يُزيل إنترنت الأشياء الصناعي الثغرات، ويُتيح بيانات العالم المادي للوصول إليها، مما يُحسّن الأتمتة الصناعية.
كيف يعمل إنترنت الأشياء الصناعي
يعتمد نظام IIoT البيئي على أجهزة الاستشعار والاتصال ومعالجة البيانات والتحليلات التي تعمل جنبًا إلى جنب عبر ثلاثة مستويات:
طبقة الحافة:تتكون من معدات ميكانيكية مزودة بأجهزة استشعار إنترنت الأشياء الصناعية بالإضافة إلى أجهزة مثل بوابات إنترنت الأشياء التي تجمع وتعالج تدفقات البيانات من الأصول الصناعية قبل نقلها عبر شبكات الشركات أو السحابة العامة.
طبقة المنصةبنية تحتية مركزية للحوسبة لاستقبال وتخزين وتحليل كميات هائلة من البيانات من المواقع الصناعية. توفر الخوادم المحلية أو منصات إنترنت الأشياء السحابية إمكانيات لإدارة الأجهزة المتصلة، بالإضافة إلى أدوات لبناء تطبيقات مخصصة. كما تتيح تكامل البيانات بشكل آمن مع أنظمة المؤسسات القديمة، مثل أنظمة تخطيط موارد المؤسسات (ERP).
طبقة التطبيقاتيشير إلى برنامج إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) المُخصص لحالات الاستخدام، والذي يعرض بيانات إنترنت الأشياء المُلتقطة عبر لوحات معلومات وتصورات مرئية. يستفيد مُشغّلو خطوط الإنتاج ومديرو المرافق من هذه التطبيقات لتتبع فعالية المعدات بشكل عام، وحركة سلسلة التوريد، أو أولويات العمل الأخرى.
في بنية إنترنت الأشياء الصناعية الشاملة، ستجد أنظمة اتصالات داعمة شائعة مثل LPWAN (شبكات المنطقة الواسعة منخفضة الطاقة - فكر في NB-IoT أو LoRaWAN) أو WiFi والتي توفر تغطية لاسلكية موسعة عبر مساحات مادية كبيرة تحتوي على آلات ثقيلة.
التقنيات الرئيسية في هندسة إنترنت الأشياء الصناعي
مع تزايد تنوع وتعقيد عمليات نشر إنترنت الأشياء الصناعي، يستمر مزيج التقنيات المُمكّنة في التطور. إليك بعض العناصر الأساسية التي ستجدها في حزمة تقنيات إنترنت الأشياء الصناعي الحديثة:
- أجهزة الاستشعارتُغذي أجهزة الاستشعار المتصلة بالأصول الصناعية، مثل المحركات والضواغط وخطوط الإنتاج، وحدات اتصال إنترنت الأشياء ببيانات آنية. وتشمل هذه البيانات درجة الحرارة والضغط والرطوبة والاهتزاز والجهد، وغيرها، مما يُمكّن من التقاط قراءات القياس عن بُعد لمختلف المعدات بشكل متكرر وموثوق.
- بروتوكولات الاتصال:البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات للاتصالات السلسة بين أجهزة الاستشعار والبوابات وطبقات المنصة/التطبيق عبر معايير مثل Wi-Fi و5G وBluetooth LE (منخفض الطاقة) وما إلى ذلك. تغطي تقنيات LPWAN متطلبات المدى الطويل والطاقة المنخفضة لبعض التطبيقات.
- البنية التحتية للحوسبة السحابية والسحابية:الاستفادة من IaaS من Azure أو AWS أو النماذج الهجينة لتوسيع نطاق قدرات التخزين والمعالجة والتحليل المستضافة بسرعة.
- التحليلات والذكاء الاصطناعي:استخراج الرؤى من خلال النمذجة الإحصائية والتعلم الآلي والذكاء الاصطناعي لتوجيه تحليل الفشل التنبئي والجدولة الديناميكية وإدارة الحملات المستهدفة وما إلى ذلك.
وتشكل هذه التقنيات المعلوماتية الأساسية معًا الأساس لتمكين إنترنت الأشياء بالكامل عبر المصانع الذكية والمنتجات المتصلة وسلاسل التوريد الآلية.
ما الذي يمكن أن يقدمه إنترنت الأشياء الصناعي؟ أهم حالات الاستخدام والتطبيقات
في قطاعات التصنيع والنقل والمرافق وغيرها من القطاعات الصناعية، تُحسّن تطبيقات إنترنت الأشياء الصناعي السلامة، وتزيد الكفاءة، بل وتُنشئ مصادر دخل جديدة. وفيما يلي بعضٌ من أهمّ حالات الاستخدام:
الصيانة الوقائية
يُوفّر التنبيه المُبكر لأعطال المعدات، المُعتمد على القياس عن بُعد عبر إنترنت الأشياء، ملايين الدولارات سنويًا من تجنّب التوقف عن العمل. تخيّل المضخات الذكية في المصافي أو آلات CNC المُتصلة بالشبكة في مصانع التصنيع.
تعقب الأصول والمواد
إن معرفة الموقع والحالة الفعلية للمعدات الرأسمالية ومركبات الأسطول والبضائع يؤدي إلى زيادة الاستخدام وتحسين العمليات.
تتبع سلسلة التوريد
تعمل الخدمات اللوجستية المتصلة على تعزيز رؤية رحلة الشحن بالإضافة إلى استخدام الأصول مع تقليل النفايات والسرقة وما إلى ذلك.
سلامة القوى العاملة
تساعد الأجهزة القابلة للارتداء المخصصة للعاملين في الصناعة على تطبيق سياسات سلامة العمال من خلال مراقبة المخاطر البيئية أو الافتقار إلى التدريب الكافي في تشغيل المعدات عبر منصات متكاملة.
إدارة الطاقة
بالنسبة للمرافق العامة والمرافق ذات الاستخدام العالي للطاقة مثل مصافي النفط، يتيح إنترنت الأشياء الصناعي مراقبة أنماط الاستخدام لتقليل النفايات وتحسين الاستدامة.
الأتمتة والروبوتات
تساعد الرؤى المستمدة من بيانات IIoT في تحسين سلاسل التوريد والخدمات اللوجستية للمستودعات وإنتاج المتجر عبر الآلات الذكية المبرمجة باستخدام هذا الذكاء.
ركزت معظم حلول إنترنت الأشياء الصناعي على تعزيز الفعالية في الأصول عالية القيمة، بينما عزز بعضها الكفاءة التشغيلية عبر سلاسل التوريد. وتؤكد الفوائد المذكورة أدناه المنطق التجاري البحت وراء التبني السريع لإنترنت الأشياء الصناعي من قبل الشركات الرائدة.
فوائد اعتماد مراقبة إنترنت الأشياء الصناعي
في حين تختلف الإحصائيات الدقيقة عبر المصادر، يبدو أن المستخدمين الأوائل لإنترنت الأشياء الصناعي في الصناعات مثل التصنيع والخدمات اللوجستية والمرافق يستفيدون في عدد قليل من المجالات الرئيسية:
تحسين وقت التشغيل: تُقدّر بعض المصادر أن تحسين توافر الأصول بنسبة 1-2% بفضل التنبيهات التنبؤية يُمكن أن يُوفر ملايين الدولارات سنويًا لمُشغّلي الصناعات الثقيلة، وذلك من خلال تقليل الأعطال ووقت التوقف. وتتزايد المكاسب باستمرار عبر جميع استثمارات الآلات الثقيلة في قطاعات التعدين والنفط والغاز والطيران والمرافق، والتي تُراقبها برامج إنترنت الأشياء الصناعي.
كفاءة أعلى: تُتيح الرؤية التشغيلية الدقيقة تحقيق وفورات محتملة في تكاليف العمالة بنسب مئوية أحادية في بعض الحالات، وفقًا للبيانات الأولية. كما يُرجّح أن تُسهم زيادة الإنتاجية الناتجة عن أتمتة التقارير اليدوية في زيادة الكفاءة.
مرونة أفضل: يُساعد التكيف الديناميكي مع التقلبات عبر بيانات إنترنت الأشياء الصناعية الشركات على التعامل مع حالة عدم اليقين بشكل أفضل. ويبدو أن هذه التقنية قادرة على المساعدة في التنبؤ بالطلب وتعديل الطاقة الإنتاجية.
تعزيز السلامة: تظهر التطبيقات المبكرة لإنترنت الأشياء الصناعي لسلامة العمال مثل اكتشاف الغاز ومراقبة العامل المنفرد نتائج واعدة في تقليل معدلات الحوادث في مكان العمل، وفقًا لتقديرات هيئة الصناعة.
من الواضح أن ربط الاستثمارات القائمة في الأصول الميكانيكية أمر منطقي من الناحية التجارية بالنسبة للشركات الصناعية، نظراً للمسارات المختلفة لاستخراج القيمة من تدفقات البيانات الناتجة.
الصناعة 4.0 مقابل إنترنت الأشياء الصناعي مقابل إنترنت الأشياء - ما هو الفرق؟'ما هو الفرق؟
نظرًا للرواج المتزايد للحلول المتصلة، ستجد غالبًا العديد من المصطلحات التقنية تُستخدم بشكل متبادل. ولكن توجد بعض الفروقات الواضحة بين إنترنت الأشياء (IoT) وإنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) والصناعة 4.0، ومن المفيد تسليط الضوء عليها:
يشير إنترنت الأشياء على نطاق واسع إلى العديد من الجهود التي تركز على المستهلك مثل الأجهزة القابلة للارتداء والأجهزة المنزلية الذكية والمركبات المتصلة وما إلى ذلك والتي تستفيد من أجهزة الاستشعار المدمجة بالإضافة إلى الاتصال بالإنترنت.
يتعامل إنترنت الأشياء الصناعي مع تكييف تقنيات المعلومات المماثلة خصيصًا لإطلاق العنان للكفاءات بالإضافة إلى تحسين موثوقية العمليات المحيطة بالأصول الصناعية الثقيلة المذكورة سابقًا - فكر في معدات الحفر في حقول النفط أو الآلات الموجودة في مصانع الإنتاج.
تمثل الصناعة 4.0 التحول الرقمي المستمر لقطاع التصنيع - ولكنها مدعومة بمكونات IIoT الأساسية مثل أجهزة استشعار المعدات والتحليلات حول بيانات خط الإنتاج.
حتى في الخلاصة:
إن إنترنت الأشياء هو المظلة الرئيسية للاتجاهات
يركز IIoT على مكونات إنترنت الأشياء في حالات الاستخدام الصناعي مثل الصيانة التنبؤية
تركز الصناعة 4.0 على تطور القطاع الفرعي للتصنيع من خلال المصانع الذكية المدعومة بتقنية إنترنت الأشياء الصناعي والعمليات المتصلة
التحديات في تنفيذ إنترنت الأشياء الصناعي
على الرغم من أن إنترنت الأشياء الصناعي يبدو واعدًا، إلا أن تبنيه على نطاق واسع لا يزال يواجه عقبات تكنولوجية وتنظيمية مثل:
- تواجه فرق تكنولوجيا التشغيل (OT) صعوبة في الحفاظ على توافق المعدات القديمة المعقدة مع ترقيات إنترنت الأشياء أو اكتشاف التنبيهات الخاطئة من قراءات أجهزة الاستشعار. لذا، يُعد التعاون الوثيق بين الأقسام أمرًا بالغ الأهمية.
- تُعيق المخاوف المتعلقة بالمخاطر الداخلية، وضعف معايير المصادقة، وتدفقات البيانات غير المشفرة، عمليات نقل البيانات السحابية الضرورية لتوحيد التحليلات عبر مشاركة تكنولوجيا المعلومات في المؤسسات. كما تُضيف المتطلبات التنظيمية تعقيدات إلى إدارة بيانات إنترنت الأشياء الصناعي.
- بعض القطاعات المتخصصة، مثل معدات الأدوية، تتخلف عن وضع معايير عالمية لأجهزة إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) والاتصالات. ويؤدي غياب إطار عمل متكامل إلى تعقيد الأمور وزيادة تكلفتها.
- يؤدي نقص الخبرة الداخلية في مجال علم البيانات أو القدرات التقنية الشاملة إلى إبطاء التقدم أو زيادة الاعتماد على الاستشارات. ولا يزال سد فجوات المهارات يمثل تحديًا مستمرًا.
كيف تساعد MOKO في تبني إنترنت الأشياء الصناعي
تواجه العديد من الشركات صعوبة في الانتقال من مرحلة إثبات مفهوم إنترنت الأشياء الصناعي إلى مرحلة التشغيل الكامل، وذلك بسبب بعض التحديات التكنولوجية وغيرها من العوائق. وهنا يأتي دور شركة MOKO، وهي شركة متخصصة في تصنيع أجهزة إنترنت الأشياء الصناعية.
مع أكثر من 200 منتج إنترنت الأشياء بما في ذلك منتجات متنوعة منارات أصول بلوتوث IIoTتقدم موكو نهج نشر مرنًا يركز على حالات استخدامك، وليس فقط على تمكين الأجهزة. ينفذ مهندسونا المعتمدون أجهزة استشعار وأجهزة اتصالات مصممة خصيصًا لاكتشاف إمكانات الإنتاجية أو توفير التكاليف لتطبيقاتك. نسهل عليك عملية رقمنة أصولك وعملياتك.
البدء في استخدام حلول إنترنت الأشياء الصناعية
في حين أن العائدات من اعتماد إنترنت الأشياء الصناعي تتحدث عن نفسها، فإن التخطيط الدقيق والتنفيذ المنضبط أمر حيوي في المراحل الأولية عند وضع أسس التكنولوجيا داخل البيئات الصناعية القائمة.
فيما يلي خطوات أفضل الممارسات التي يجب اتباعها:
- تحديد نقاط الألم:قم برسم خريطة للتحديات التشغيلية الحالية مثل فترات التوقف المتكررة واختناقات العرض وما إلى ذلك التي تؤثر على الميزانية لتحديد ما يهدف استثمار إنترنت الأشياء الصناعي إلى تحسينه بشكل واضح.
- تحديد التأثير المحتمل:بناء توقعات حول مكاسب الكفاءة المحتملة أو توفير التكاليف من خلال معالجة نقاط الضعف ذات الأولوية من خلال حالات استخدام إنترنت الأشياء الصناعي التي تمت مناقشتها.
- ابدأ صغيرًا، ثم توسع بشكل جيد:احرص على أن يقتصر نطاق العمل الأولي على المعدات أو سير العمل عالية التأثير، بدلاً من استخدام أجهزة معقدة في الموقع بأكمله، لضمان سلاسة الاختبارات التجريبية قبل التوسع على مستوى المؤسسة. فكّر أولاً في إجراء تجارب سحابية.
- تقنية مراقبة ملائمةتأكد من أن قراءات المستشعر تعكس بدقة حالة المعدات أو ظروف التشغيل. وبالمثل، تأكد من تجميع تدفقات البيانات بشكل موثوق على المنصات لتغذية التحليلات والتطبيقات.
- تعزيز التبني من خلال النتائج المبكرة:إن عرض الانتصارات التشغيلية السريعة يعزز ثقة أصحاب المصلحة في تأمين الاستثمارات المستدامة اللازمة لاكتشاف الإمكانات الكاملة طويلة الأجل لإنترنت الأشياء الصناعي.
أثناء التنقل بين التحولات اللازمة لربط البنية التحتية المادية القديمة بالمنصات الرقمية الحديثة، يساعد شركاء أجهزة إنترنت الأشياء الصناعية ذوي الخبرة مثل MOKO مشغلي الحلول الصناعية على تسريع الوقت المستغرق لتحقيق القيمة.
متابعة القراءة حول إنترنت الأشياء الصناعي
