اینترنت اشیا چیست؟

به طور کلی، اینترنت اشیا (Internet of Things) یا به طور اختصار IoT شامل هر شی یا چیزی است که می تواند به اینترنت متصل شود، مانند تجهیزات کارخانه، اتومبیل، دستگاه های تلفن همراه، ساعت‌های هوشمند و … . اما امروزه، اینترنت اشیا به طور خاص به چیزهای متصلی اطلاق می‌شود که مجهز به حسگرها، نرم‌افزارها و فناوری‌های دیگری هستند که می‌توانند داده‌ها را به یکدیگر ارسال و دریافت کنند. در گذشته، اتصالات عمدتاً از طریق شبکه‌های بی‌سیم ایجاد می‌شد. امروزه، ۵G و سایر پلتفرم‌های شبکه به شکل قابل توجهی قادر به پردازش مجموعه داده‌های بزرگ به طور موثر و مطمئن هستند.

هدف از جمع‌آوری داده‌ها استفاده از آنهاست به مالکیتشان! پس از اینکه دستگاه‌های اینترنت اشیا داده‌ها را جمع‌آوری کرده و انتقال دادند، باید این داده‌ها تجزیه و تحلیل شوند. در این مرحله، فناوری هوش مصنوعی می‌تواند مفید باشد زیرا می‌توان از قدرت تجزیه و تحلیل پیشرفته و یادگیری ماشینی برای تقویت اینترنت اشیا استفاده کرد.

اینترنت اشیا چگونه کار می‌کند؟

دستگاه‌های اینترنت اشیا مانند چشم و گوش انسان هستند که می توانند به جاهایی دسترسی پیدا کنند که ما نمی توانیم به آنها دسترسی پیدا کنیم. هنگامی که دستگاه ها به حسگرها مجهز شوند، این دستگاه‌ها می توانند داده‌هایی را که ممکن است ببینیم، بشنویم یا درک کنیم، ضبط و ثبت کنند. سپس، دستگاه مطابق دستورالعمل داده‌ها را به اشتراک می‌گذارد و ما داده‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کنیم تا بینش‌های لازم را به دست آوریم و به طور خودکار اقدامات یا تصمیمات بعدی را اتخاذ کنیم. این فرآیند شامل چهار مرحله کلیدی دارد:

•  دریافت داده‌ها: دستگاه‌های اینترنت اشیا از حسگرهایی که می‌توانند داده‌های مختلف (داده‌های ساده تا بسیار پیچیده) را بصورت لحظه‌ای و بلادرنگ ضبط و ثبت کنند، برای دریافت داده استفاده می‌کنند.
•  اشتراک‌گذاری داده ها: دستگاه‌های اینترنت اشیا از اتصالات شبکه برای انتشار داده‌ها در فضای ابری عمومی یا خصوصی طبق دستورالعمل استفاده می‌کنند.
•  پردازش داده ها: در این مرحله، نرم افزار براساس داده‌های دریافتی و مطابق با طراحی برنامه، عملیات مختلفی مانند ارسال پیغام را انجام می‌دهد.
•  اقدام براساس داده‌ها: داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط همه دستگاه‌های اینترنت اشیا مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند تا با ایجاد بینش‌های عمیق تصمیمات درست اتخاذ شود.

توسعه فناوری اینترنت اشیا

دستگاه‌های اینترنت اشیاء سالانه بیش از ۴۰ تریلیون گیگابایت داده تولید می‌کنند. اگرچه ما واقعاً نمی‌توانیم مقدار داده‌های دیجیتال را محاسبه کنیم، اما اگر همه داده‌ها را از دهه ۹۰ بر روی فلاپی دیسک کپی کنیم و آن را روی زمین بچینیم، می‌توانیم بیش از نیمی از سطح زمین را پوشش دهیم. برای توسعه اینترنت اشیا، یک سری فناوری های خاص باید دست به دست هم بدهند اما اینکه بگوییم اول کدام فناوری باید توسعه پیدا کند کمی سخت است. در اینجا تعدادی از فناوری‌های تاثیرگذار بر اینترنت اشیا معرفی شده است:

اتصال: داده‌های اینترنت اشیا در حال گسترش است و فقط اینترنت و اتصالات ابری قوی می‌توانند نیازهای انتقال و دریافت داده‌ها را برآورده کنند. در حال حاضر، بسیاری از دستگاه‌های IoT برای انتقال داده‌های پیچیده در مقیاس بزرگ به شبکه‌های بی‌سیم محلی متکی هستند. با این حال، ۵G و سایر شبکه‌های سلولی به طور مداوم در حال رشد و توسعه هستند.

فناوری حسگر: از آنجایی که تقاضای مردم برای بهبود حسگرهای IoT به طور پیوسته در حال افزایش است، بازار حسگرها از یک بازار گران قیمت با تنها چند تامین کننده به یک صنعت بسیار بزرگ و رقابتی تبدیل شده است. از سال ۲۰۰۴، میانگین قیمت حسگرهای اینترنت اشیا بیش از ۷۰ درصد کاهش یافته است، این درحالی است که عملکرد و تنوع این محصولات به طور مداوم در حال بهبود است.

قدرت محاسباتی: دستگاه‌های IoT در حال حاضر حدود ۴۰ تریلیون گیگابایت داده در سال تولید می‌کنند و انتظار می‌رود این تعداد در پنج سال آینده تقریباً دو برابر شود و پس از آن به‌طور تصاعدی افزایش یابد. به منظور استفاده کامل از همه این داده‌ها، شرکت‌های ارائه دهنده خدمات نیاز به بهبود مستمر قابلیت‌های پردازش داده دارند. سرعت توسعه این رشته بسیار سریع و شدیداً رقابتی است.

هوش مصنوعی و یادگیری ماشین: این فناوری‌ها به شرکت‌ها اجازه می‌دهند نه تنها حجم زیادی از داده‌های اینترنت اشیا را مدیریت و پردازش کنند، بلکه این داده‌ها را تجزیه و تحلیل کرده و از داده‌ها بیاموزند. کلان داده غذای مورد علاقه هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی است. هرچه مجموعه داده‌ها بزرگتر و دارای انواع بیشتری باشد، بینش ارائه شده توسط تجزیه و تحلیل پیشرفته مبتنی بر هوش مصنوعی قوی‌تر و دقیق‌تر است. با افزایش چشمگیر دستگاه‌های اینترنت اشیا، هوش مصنوعی نیز به طور مداوم در حال رشد و توسعه است و داده‌ها بیشتر و بیشتر تطبیق داده می‌شوند.

رایانش ابری: فناوری محاسبات ابری ارتباط نزدیکی با توسعه اینترنت اشیا دارد. سرویس‌های ابری اینترنت اشیا با توانایی ارائه قدرت پردازش و ذخیره‌سازی با ظرفیت بالا، راه را برای دستگاه‌های اینترنت اشیا برای جمع‌آوری و انتقال مجموعه‌های داده‌ای بزرگ و پیچیده هموار کرده است. این فناوری همچنین می‌تواند به شرکت‌ها در مدیریت انواع مختلف داده‌های اینترنت اشیا و در عین حال حفظ امنیت سیستم‌ها کمک کنند.

محاسبات لبه: دستگاه‌های موجود در اینترنت اشیا معمولاً به طور گسترده در مناطق مختلف توزیع شده‌اند، اما می توانند داده‌ها را به یک سیستم مرکزی واحد منتقل کنند. با افزایش حجم داده‌ها در اینترنت اشیا، آنها پهنای باند و فضای ذخیره سازی ابری شرکت را به خود اختصاص می‌دهند. علاوه بر این، ضبط، انتقال، پردازش و دریافت داده‌ها در مقصد نهایی فرآیند زمان‌بری است. این تأخیر باعث کاهش کارایی می‌شود، به‌ویژه برای شرکت‌هایی که به زمان پردازش داده‌ها بسیار حساس هستند. محاسبات لبه می توانند سیستم را به منبع داده نزدیکتر کرده و قدرت پردازش سیستم را غیرمتمرکز کنند. این عوامل سیستم‌های محاسباتی محلی را ادغام می‌کنند و قابلیت‌های پردازشی را در دستگاه‌های IoT یکپارچه می‌کنند. داده‌های پردازش‌شده فوراً اقداماتی را در محل انجام می‌دهند و سپس به‌طور دوره‌ای در قالب ساختاریافته‌تر و سازمان‌یافته‌تر برای تجزیه و تحلیل و پردازش پیشرفته‌تر به سیستم مرکزی ارسال می‌شوند.

کاربرد در صنعت

تولید هوشمند: شرکت‌ها داده‌ها را از بازخورد مشتریان، رسانه‌ها و بازارهای جهانی جمع آوری می‌کنند. سپس، سیستم مبتنی بر هوش مصنوعی این داده‌ها را با سایر داده‌های مرتبط ادغام می‌کند تا بینشی برای توسعه محصول و کنترل کیفیت ارائه دهد. بر اساس این بینش، اینترنت اشیا صنعتی متشکل از ماشین‌ها و تجهیزات روباتیک می‌تواند برای بهینه‌سازی فرآیندهای تولید محصول در کارخانه‌های هوشمند بصورت خودکار عمل کنند.

زنجیره تامین انعطاف پذیر: با کمک اینترنت اشیاء صنعتی و سیستم هوش مصنوعی که اینترنت اشیاء صنعتی را اجرا می‌کند، مدیران زنجیره تامین می‌توانند از مکان محصول، تامین‌کنندگان مربوطه و سطوح موجودی خود را مطلع شوند. همچنین تجهیزات و ماشین‌ها می‌توانند بصورت لحظه‌ای برنامه‌ریزی شوند تا با رویدادهای مختلف تجاری سازگار شده و به شرکت‌ها در بهبود انعطاف‌پذیری و کسب مزیت رقابتی کمک کنند.

لجستیک هوشمند: به منظور بهبود رقابت و برآورده کردن انتظارات مصرف کننده، ارائه دهندگان لجستیک باید موجودی را در مکان‌های مختلف توزیع کنند و شرکای تدارکاتی شخص ثالث را معرفی کنند. با کمک اینترنت اشیا در شبکه لجستیک، مدیران می‌توانند به طور متمرکز از وضعیت تمام تجهیزات لجستیکی و حمل و نقل مطلع شوند. داده‌های بی‌درنگ ارائه‌شده توسط حسگرهای IoT می‌تواند به شرکت‌ها کمک کند تا بارها را تجمیع کنند، ضایعات را به حداقل برسانند و تحویل را تسریع کنند.

مراقبت‌های بهداشتی: از دیدگاه بیماران، مانیتورهای IoT و دستگاه‌های پوشیدنی می‌توانند به آنها کمک کنند تا کنترل بیشتری بر مراقبت‌های پزشکی داشته باشند و در عین حال با ارائه‌دهندگان خدمات پزشکی ارتباط برقرار کنند. برای کارکنان پزشکی، داده های ارائه شده توسط این دستگاه ها می‌تواند به آنها کمک کند تا از سلامت بیمار به طور جامع‌تری مطلع شوند. به این ترتیب کادر درمانی می‌توانند برنامه جامع‌تری برای تشخیص، درمان و توانبخشی عمومی بیماران تدوین کنند.

کشاورزی: برای صنایعی که در برابر آب و هوا و عوامل طبیعی آسیب پذیر هستند، هر ابزاری که به کاهش خطرات و تهدیدها کمک کند، ارزش به کارگیری دارد. کشاورزی مدرن به طور فزاینده‌ای از اینترنت اشیاء بهره می‌گیرد به طوریکه هزاران حسگر برای بهبود پایداری تامین آب و کشت محصول، افزایش عملکرد و ساده سازی کشاورزی به کار گرفته شده‌اند.

شش مزیت استفاده از اینترنت اشیا در صنعت

اینترنت اشیا ابزار قدرتمندی را ارائه می‌دهد که می‌تواند به شرکت‌ها در بهبود انعطاف پذیری و رقابت کمک کند. برخی از این کمک‌ها به شرح زیر است:

1. بهبود چابکی: دستگاه های صنعتی اینترنت اشیا با قابلیت اشتراک‌گذاری داده‌ها به صورت بلادرنگ می‌توانند یک شبکه هوشمند بسازند، به طور مستمر داده‌ها را جمع آوری و تجزیه و تحلیل کنند و از آن بیاموزند. به این ترتیب شرکت‌ها می‌توانند به تهدیدها و فرصت‌ها به سرعت و قاطعانه پاسخ دهند. علاوه بر این، این دستگاه‌ها نه تنها می‌توانند داده‌ها را ارسال کنند، بلکه دستورالعمل‌هایی را براساس تجزیه و تحلیل داده‌ها برای تنظیم و بهینه‌سازی فرآیندهای خودکار خود دریافت می کنند.
2. بهبود سلامت ماشین: دستگاه‌ها و ماشین‌های موجود در اینترنت اشیا به طور مداوم گزارش‌های عملیات و داده‌های عملکرد را ارسال می‌کنند. سپس، هوش مصنوعی و الگوریتم‌های یادگیری ماشین از این داده‌ها برای به دست آوردن بینش‌های ارزشمند به منظور نگهداری پیشگویانه استفاده می‌کنند. در واقع، طبق تحقیقات مک‌کینزی، «تعمیرات و نگهداری پیشگویانه عموماً می‌تواند زمان خرابی دستگاه را ۳۰ تا ۵۰ درصد کاهش و عمر دستگاه را ۲۰ تا ۴۰ درصد افزایش دهد.
3. بهبود کارایی: وقتی شرکت‌ها نیازهای عملیاتی را به ترتیب اولویت فهرست می‌کنند، پیشنهادشان معمولاً این است که «اگر خراب نشد آن را اصلاح نکنید». پیامد این نگرش این است که فرآیندهای سنتی ناکارآمد برای مدت طولانی به روز نشده‌اند. با این حال، اگر دستگاه‌های IoT در شبکه عامل یکپارچه شوند، داده‌های جمع‌آوری‌شده و ارسال شده توسط شرکت کاملاً عینی باقی می‌مانند. از طریق تجزیه و تحلیل پیشرفته این داده‌ها، شرکت‌ها می توانند به طور مداوم پیشنهادات مفیدی را به دست آورند و استراتژی های مربوطه را برای به روزرسانی فرآیندها، ساده‌سازی اقدامات و بهبود کارایی تدوین کنند.
4. مدیریت هوشمند موجودی: قبل از سال ۲۰۲۰، شرکت‌های آمریکایی چندین سال را صرف رسیدگی به عدم قطعیت‌های سیاسی و تجاری کرده‌اند. شیوع اپیدمی جدید کرونا در اوایل سال ۲۰۲۰ باعث شد بسیاری از شرکت‌ها متوجه شوند که سیستم‌های مدیریت موجودی آنها چقدر آسیب‌پذیر و منفعل است. در صورت اتصال به اینترنت اشیا، دستگاه‌های مختلف می‌توانند به شرکت‌ها کمک کنند تا وابستگی خود به شرکای تولید خارجی را کاهش داده و از شرکت‌ها برای حفظ موجودی مجازی و تولید محصولات مورد نیاز در صورت تقاضا حمایت کنند.
5. ایمن شدن محل کار: در هر محیط صنعتی، خطر آسیب اجتناب‌ناپذیر است. امروزه بسیاری از شرکت‌ها از دستگاه‌های امنیتی اینترنت اشیا در محل کار برای کاهش این خطر استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها می‌توانند از طریق تجهیزاتی پوشیدنی (مانند هدست‌های واقعیت مجازی) هشدار دهند یا بر الگوهای مداوم محل کار نظارت کنند. همچنین به تنظیم چیدمان طبقات کارخانه و انبار، بهبود ایمنی محل کار و ارگونومیک‌تر کردن آن کمک کنند.
6. خدمات کامل به مشتریان: اینترنت اشیا نه تنها می‌تواند تجهیزات و ماشین‌های موجود در سازمان را به هم متصل کند، بلکه تجربه و بازخورد مشتری را نیز یکپارچه می‌کند. این ادغام به شرکت‌ها اجازه می‌دهد تا تجربه خرید بی‌نظیری ایجاد کنند، عملیات لجستیکی شفاف‌تر و شخصی‌سازی شده‌تر را انجام دهند و بازخورد و تمایلات مشتری را بهتر در توسعه و تولید محصولات جدید لحاظ کنند. همچنین شرکت‌ها می‌توانند از طریق تعامل واقعی و معنادار با مشتریان، مدل‌های تجاری رقابتی و انعطاف‌پذیرتری ایجاد کنند.

در سال ۲۰۲۰، بسیاری از شرکت ها به وضوح متوجه شدند که حفظ انعطاف‌پذیری چقدر مهم است. آن دسته از شرکت‌هایی که به شدت رقابتی هستند و به سرعت در حال توسعه در فضای اقتصادی مدرن هستند، دیگر فکر نمی‌کنند که تحول دیجیتال در آینده یک طرح “غیرقابل استفاده” است. شرکت‌های بزرگ امروزی به‌طور فعال فناوری‌های دیجیتال مدرن، مانند اینترنت اشیاء را به کار می‌گیرند و آن‌ها را ابزارهای ضروری برای موفقیت و توسعه خود می‌دانند.