IoT công nghiệp (IIoT) là gì?

17-10-2022 4.581

IoT công nghiệp là một hệ sinh thái bao gồm các thiết bị, cảm biến, ứng dụng và thiết bị mạng liên kết hoạt động cùng nhau để thu thập, giám sát và phân tích dữ liệu từ các hoạt động công nghiệp. Việc phân tích các dữ liệu như vậy giúp tăng khả năng hiển thị và nâng cao khả năng khắc phục sự cố và bảo trì.

Mục lục

Các công nghệ đột phá đang gây ra làn sóng lớn trong lĩnh vực công nghiệp, cho phép các tổ chức cải thiện đáng kể khả năng truy cập vào dữ liệu để kết nối mọi người, tổ chức và công nghệ. Những công nghệ đột phá này cho phép các tổ chức truy cập trực tiếp từ xa vào dữ liệu nhà máy, sản xuất và thiết bị công nghiệp. IoT đề cập đến một mạng lưới các đối tượng vật lý được tạo ra một cách thông minh, với thiết bị điện tử, cảm biến, phần mềm và mạng, cho phép các đối tượng này thu thập và trao đổi dữ liệu.

Cảm biến IoT công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau để giám sát thiết bị, tài sản, hệ thống và hiệu suất tổng thể. Dữ liệu thời gian thực sau đó được phân tích và truyền đến hệ thống tập trung của công ty. Quản lý sau đó có thể đưa ra quyết định sáng suốt về các ưu tiên bảo trì và nhu cầu thay thế tài sản trong tương lai.
 

IoT công nghiệp là gì? (IIoT - Industrial Internet of Things)


Iot công nghiệp (IIoT - Industrial Internet of Things) bao gồm các thiết bị, cảm biến, ứng dụng và thiết bị mạng liên kết hoạt động cùng nhau để thu thập, giám sát và phân tích dữ liệu từ các hoạt động công nghiệp. Còn được gọi là Internet công nghiệp hoặc Công nghiệp 4.0, IIoT sử dụng sức mạnh của máy móc thông minh và phân tích thời gian thực để tận dụng dữ liệu đã tạo ra trong môi trường công nghiệp trong nhiều năm. 

Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) đề cập đến việc mở rộng và sử dụng Internet vạn vật (IoT) trong các lĩnh vực và ứng dụng công nghiệp. Với sự tập trung mạnh mẽ vào giao tiếp giữa máy với máy (M2M), dữ liệu lớn và máy học, IIoT cho phép các ngành công nghiệp và doanh nghiệp đạt được hiệu quả và độ tin cậy cao hơn trong hoạt động của họ. 
 

Các tính năng chính của IoT công nghiệp (IIoT)


Dưới đây là một số tính năng chính giúp nền tảng IoT công nghiệp phù hợp với các ứng dụng Công nghiệp và các trường hợp sử dụng tự động hóa.
 

- Cảm biến


Công nghệ IoT có sự khác biệt với việc sử dụng các cảm biến. Nó là trái tim của hệ thống IoT. Các trường hợp sử dụng công nghiệp yêu cầu các cảm biến ổn định và chắc chắn hơn để đọc liên tục và tự hiệu chuẩn.

Thông thường, chúng được gọi là cảm biến trực tuyến và nội tuyến. Do bản chất tuổi thọ của các loại cảm biến này đắt tiền. Các cảm biến này và công nghệ IoT chuyển đổi một mạng thụ động tiêu chuẩn thành một hệ thống tích cực đồng hóa để hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp.
 

- Khả năng kết nối


IoT công nghiệp yêu cầu tốc độ kết nối để gửi và nhận dữ liệu một cách liền mạch. Các công nghệ không dây hiện đại như 4G / 5G, LoRAWAN, NB-IoT, e-SIM cho phép kết nối mạng và kết nối IoT dễ dàng và nhanh hơn. Ngoài ra, yêu cầu IoT từ xa cần thời lượng pin lâu hơn để giữ cho cảm biến hoạt động, các công nghệ không dây truyền thống như Wifi và Bluetooth đòi hỏi năng lượng pin cao để hoạt động.


IoT công nghiệp thúc đẩy các công nghệ không dây mới hơn để giữ cho các thiết bị từ xa hoạt động trong thời gian dài hơn. Ngoài ra, giao tiếp LPWAN (WAN công suất thấp) là riêng tư, do đó, nó trở nên hiệu quả về chi phí.
 

- Truyền dữ liệu và phân tích


IoT có thể biến bất cứ thứ gì thành 'thông minh'. Để làm cho mọi thứ và máy móc thông minh hơn, cần phải có tư duy phân tích và xử lý sâu hơn. Nền tảng IoT công nghiệp nên bao gồm công cụ xử lý và truyền dữ liệu tốc độ cao ở cấp độ cạnh để áp dụng khả năng tư duy phân tích để làm cho hệ thống hoặc máy móc trở nên thông minh.

Các triển khai IoT truyền thống về bản chất là thế hệ mét lịch sử nhưng IIoT yêu cầu khả năng Máy học (ML) và Trí tuệ nhân tạo (AI) tiên tiến để hỗ trợ các trường hợp sử dụng công nghiệp phức tạp.
 

- Tích hợp


Ngoài cảm biến dữ liệu, thu thập, chuẩn hóa dữ liệu và đo lường. Tích hợp ứng dụng là một tính năng rất cần thiết trong nền tảng IIoT để xuất bản dữ liệu thông minh cho các ứng dụng kinh doanh. Mỗi Nền tảng IIoT phải có nhiều kết nối hoặc tích hợp ứng dụng khác nhau để gửi dữ liệu đến ứng dụng doanh nghiệp.
 

- Tự động hóa


Ngoài việc thu thập dữ liệu, IIoT còn khác biệt với nền tảng IoT truyền thống bằng cách cung cấp các khả năng tự động hóa. Tự động hóa là những cách hiện đại để giảm thiểu nỗ lực thủ công và nhân lực để kiểm soát các quy trình hoạt động.

Nền tảng IIoT có tính năng tự động hóa giúp kích hoạt các quy trình tự động dựa trên dữ liệu cảm biến. Tự động hóa có thể đạt được bằng cách gửi hướng dẫn đến máy móc hoặc những thứ thông minh để thực hiện nó.

IOT công nghiệp kết hợp tất cả các tính năng này và nhiều tính năng khác để cung cấp các giải pháp toàn diện cho các vấn đề Công nghiệp của nó.
 

Các công nghệ chính của IIoT


IIOT phụ thuộc vào nhiều công nghệ nhưng các công nghệ chính chủ yếu bao gồm Trí tuệ nhân tạo, An ninh mạng, Điện toán đám mây, Điện toán Edge và Khai thác dữ liệu.
 

- Trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học (ML)


Trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học (ML) là các lĩnh vực trong khoa học máy tính. AI là nơi các máy móc thông minh được phát triển và phản hồi giống như con người. ML là máy học nằm trong dự đoán của AI và cho kết quả chính xác hơn mà không cần lập trình.
 

- Công nghệ an ninh mạng


Công nghệ bảo mật không gian mạng đã trở thành nền tảng quan trọng cho IoT và IIoT cho phép các máy bị ngắt kết nối kết nối vật lý và giao tiếp một cách an toàn.
 

- Điện toán đám mây


Điện toán đám mây về cơ bản là sử dụng các dịch vụ CNTT và tệp được tải lên và tải xuống từ các máy chủ dựa trên Internet thay vì sử dụng các máy chủ được kết nối mạng ngoài cục bộ.
 

- Điện toán biên


Điện toán biên là một mô hình điện toán phân tán giúp lưu trữ dữ liệu đến đúng nơi dễ tiếp cận hơn và được tối ưu hóa cho các cảm biến, máy tính công nghiệp và các thiết bị là một phần của hệ thống IIoT. sử dụng dữ liệu để xử lý nhanh hơn.
 

- Khai thác dữ liệu


Khai thác và phân tích dữ liệu là việc đối chiếu và kiểm tra một lượng lớn dữ liệu được lưu trữ từ các bộ phận khác nhau của doanh nghiệp.
 

Tại sao nên cân nhắc áp dụng IoT trong công nghiệp?

 

IoT công nghiệp cho phép các tổ chức nhận được vô số dữ liệu có thể hành động từ hoạt động của họ. Khi được tổng hợp và phân tích đúng cách, dữ liệu sẽ giúp họ kiểm soát hoạt động tốt hơn, với khả năng:
 

  • Cải thiện sự an toàn của người lao động

  • Tăng thời gian hoạt động sản xuất bằng cách bảo trì dự đoán máy móc

  • Duy trì chất lượng sản phẩm

  • Giúp đảm bảo tuân thủ quy định

  • Nâng cao hiệu quả hoạt động

  • Tăng tốc thời gian phản hồi nhờ thu thập và xử lý dữ liệu hoạt động theo thời gian thực
     

Sự khác biệt giữa IoT công nghiệp (IIoT) và IoT như thế nào?

 

Cả hai IIoT và IoT đều có đặc điểm chung là thiết bị kết nối thông minh. Sự khác biệt là cách chúng được sử dụng. Trong khi IoT thường được sử dụng bởi người tiêu dùng hoặc người dùng cuối, IIoT được sử dụng cho các mục đích công nghiệp như sản xuất, giám sát và quản lý chuỗi cung ứng.
 

  • IIoT tập trung hơn vào việc cải thiện hiệu suất của thiết bị, máy móc hoặc toàn bộ quy trình kinh doanh. IoT tiêu dùng được triển khai để nâng cao hoặc cải thiện các khía cạnh trong cuộc sống hàng ngày của các cá nhân như điện thoại thông minh, nhà thông minh và thành phố thông minh.
  • IIoT sử dụng các công cụ phức tạp hơn để mở rộng quy mô nhằm cung cấp khả năng hiển thị chi tiết hơn và cho phép điều khiển tự động và thực hiện các phân tích phức tạp. Đây là những hệ thống mà sự cố thường dẫn đến nguy hiểm đến tính mạng hoặc các tình huống khẩn cấp khác. IoT có xu hướng trở thành các thiết bị cấp dành cho người tiêu dùng với nguy cơ hỏng hóc thấp. Sự cố cũng không tạo ra tình trạng khẩn cấp ngay lập tức.
  • IIoT kết nối các máy móc và cảm biến quan trọng trong các ngành công nghiệp trên quy mô lớn. IoT có thể được sử dụng ở cấp độ người tiêu dùng.
  • IIoT xử lý dữ liệu rất lớn do quy mô công nghiệp. Xử lý khối lượng từ rất nhỏ như thiết bị đeo được đến các đồ vật bạn sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, chẳng hạn như bộ điều nhiệt, máy bơm tưới tiêu, thiết bị nhà bếp, TV có Internet
  • IIoT yêu cầu bảo mật mạnh mẽ để bảo vệ dữ liệu. Iot yêu cầu danh tính và quyền riêng tư.
  • IIoT có vòng đời rất dài. IoT có vòng đời sản phẩm ngắn.
 

IoT Công nghiệp


Những cân nhắc chính khi áp dụng IIoT

 

Tùy thuộc vào vị trí của một tổ chức trong quá trình chuyển đổi kỹ thuật số, tổ chức có thể cần thay thế các nguồn thông tin tương tự bằng kỹ thuật số, kết nối mạng an toàn các nguồn này và phát triển các ứng dụng có thể nhập dữ liệu và tạo ra thông tin chi tiết hữu ích.
 

- Thiết bị mạng

 

Các thiết bị chuyển mạch, bộ định tuyến và thiết bị không dây kết nối các thiết bị IIoT phải cung cấp băng thông cần thiết và có thể chịu được các điều kiện vật lý khắc nghiệt trên sàn nhà xưởng hoặc ngoài trời. Thiết bị này phải hỗ trợ các giao thức truyền thông đang được sử dụng để cung cấp khả năng hiển thị và giúp giám sát từng điểm cuối.

Thiết bị mạng cũng phải có khả năng chạy các ứng dụng biên để phản ứng với các tình huống phát sinh trong thời gian thực và trích xuất, quản lý và truyền dữ liệu hoạt động tới các ứng dụng trong trung tâm dữ liệu hoặc đám mây.
 

- Triển khai và giám sát kết nối tập trung

 

Đối với các tổ chức để giám sát và mở rộng quy mô triển khai của họ một cách hiệu quả, khả năng hiển thị tập trung của kết nối thiết bị là điều tối quan trọng. Các tổ chức cần có khả năng triển khai và cấu hình kết nối với các thiết bị và thiết bị cạnh của họ một cách nhanh chóng và chính xác. Họ cũng cần cập nhật cấu hình một cách hiệu quả bằng cách cho phép truy cập từ xa an toàn vào thiết bị và khắc phục sự cố bằng cách giám sát các cảnh báo
 

- Theo dõi và giám sát tài sản

 

Việc theo dõi và giám sát liên tục các thiết bị, tài sản và phương tiện IIoT là điều cần thiết để duy trì và hoạt động hiệu quả. Khả năng hiển thị như vậy giúp bạn nhanh chóng xác định các vấn đề tiềm ẩn có thể ảnh hưởng đến hoạt động, sự an toàn của người lao động và doanh thu của bạn. Ví dụ: theo dõi xem thiết bị đang chạy nóng bất thường hay cửa bị mở cho phép bạn thực hiện các hành động sửa chữa trước khi xảy ra hư hỏng không thể phục hồi.
 

- An ninh mạng mạnh mẽ

 

Tất cả các thiết bị được kết nối đều làm tăng bề mặt mối đe dọa. Các thiết bị hoạt động đặc biệt dễ bị tấn công và một cuộc tấn công có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng. Bảo mật mạnh mẽ dựa trên mô hình không tin cậy là điều bắt buộc. Mô hình này yêu cầu bạn thiết lập các tham số tin cậy bằng cách xác định và lập hồ sơ các điểm cuối được kết nối. Bạn cũng phân đoạn mạng thành các vùng và liên tục theo dõi hành vi của từng điểm cuối để đảm bảo rằng nó vẫn đáng tin cậy. Nếu hành vi bất thường được phát hiện có thể cho thấy một điểm cuối bị nhiễm bệnh, thì bạn có thể thực hiện các bước thích hợp để giảm thiểu mọi rủi ro.
 


Vai trò của CNTT trong IoT công nghiệp

 

Các trục trặc của IIoT có thể có tác động lớn đến hoạt động, từ thời gian ngừng hoạt động sản xuất đến ảnh hưởng đến sự an toàn của người lao động hoặc gây tổn hại đến môi trường. Cài đặt IIoT được hưởng lợi từ các quy trình CNTT nghiêm ngặt, các công cụ và các phương pháp hay nhất. CNTT có thể mở rộng quy mô và bảo mật các triển khai IIoT để giúp đảm bảo thành công.
 

- Một mạng lưới đáng tin cậy

 

Các tổ chức ngày càng phụ thuộc nhiều hơn vào số lượng và chất lượng dữ liệu mà họ nhận được từ hoạt động của mình. CNTT phải cố gắng đảm bảo rằng một mạng đáng tin cậy có đủ dung lượng băng thông để có thể truyền dữ liệu nhạy cảm về thời gian mà không bị chậm trễ đến các ứng dụng trong trung tâm dữ liệu hoặc đám mây.
 

Mạng kết nối các thiết bị và cảm biến IIoT cần hỗ trợ các kênh vật lý đa dạng. Ví dụ: mặc dù cáp Ethernet có thể kết nối các thiết bị thường thấy trong nhà máy, các công nghệ không dây như 5G, 4G LTE, NFC, RFID, Bluetooth, NB-IOT, LoRaWAN và Wi-SUN cũng có thể được yêu cầu để kết nối.
 

- Kiểm soát mạng thông minh

 

Mạng cho IIoT phải được duy trì ở mức độ sẵn sàng cao. Các thiết bị IIoT có thể rất nhiều và trải rộng trên một khu vực địa lý rộng lớn, nhưng bộ điều khiển mạng có thể tự động hóa việc triển khai thiết bị mạng và giữ cho cấu hình nhất quán và cập nhật chương trình cơ sở.

Nó cũng có thể giúp đảm bảo rằng các thiết bị đang hoạt động theo mong đợi — và hướng dẫn quản trị viên thực hiện các hành động khắc phục nếu không. Các bộ điều khiển mạng đã từng phục vụ tốt cho CNTT trước đây có thể phục vụ tốt cho IIoT.
 

- Bảo mật cho các tài nguyên quan trọng

 

Khi mạng CNTT và IIoT hội tụ, các phương pháp bảo mật cũng phải hội tụ. Bảo vệ IIoT được thực hiện tốt nhất với một giải pháp bảo mật tích hợp, toàn diện hơn là vô số các sản phẩm điểm. Các công cụ bảo mật đã được chứng minh tương tự mà CNTT đã triển khai trong nhiều năm cũng có thể mang lại lợi ích cho IIoT.
 

Lời kết


Một trong những lợi ích lớn nhất của Internet vạn vật công nghiệp là khả năng giảm thiểu lỗi của con người và lao động chân tay. Hai yếu tố chúng tôi đề cập là rất quan trọng đối với mục đích của IIoT: hiệu quả và giảm chi phí (về mặt tiết kiệm tiền và thời gian). Đây là những yếu tố chính mà các công ty mong đợi khi triển khai loại hình công nghệ này.

Khả năng thu thập dữ liệu, phân tích dữ liệu và sau đó thực hiện các hành động thích hợp dựa trên kết quả về cơ bản là tất cả những gì IoT thực hiện, cho dù cho mục đích tiêu dùng hay công nghiệp. Mục tiêu của IIoT cũng không phải là thay thế hoàn toàn công việc của con người, mục tiêu của nó là nâng cao và tối ưu hóa nó.


Xem thêm: