شرح إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT)

يمكن لمصنع ذكي واحد أن يولد أحجام بيانات مماثلة لتلك الخاصة بمدينة صغيرة. هذا التدفق من المعلومات مدفوع بإنترنت الأشياء الصناعي (IIoT). يرمز IIoT إلى إنترنت الأشياء الصناعي، الذي يربط الآلات وأجهزة الاستشعار والأشخاص في نظام ذكي وسريع الاستجابة. 

على عكس الإعدادات التقليدية حيث قد يتم جمع البيانات ولكن تترك دون استخدام، يمكن لـ IIoT تحويل هذه البيانات إلى رؤى مؤثرة وإجراءات مستنيرة. تتيح حلول IIoT جمع البيانات وتحليلها والاستجابة لها في الوقت الفعلي. يساعد هذا الصناعات على تعزيز الإنتاجية وتقليل وقت التوقف عن العمل واتخاذ قرارات أسرع وأكثر ذكاءً.

في الواقع، تتبنى العديد من الصناعات الكبرى إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) بسرعة في مرافقها. بدءًا من استخدام إنترنت الأشياء في مصانع التصنيع ومنصات النفط وصولًا إلى المستشفيات والمزارع، فإنها تدعم موجة جديدة من الابتكار. يمكن للآلات المدمجة مع إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) أن تفكر وتتكيف وتنقل المشكلات في الوقت الفعلي.

في هذه المقالة، سوف نستكشف ماهية إنترنت الأشياء الصناعية وتأثيرها عبر مختلف الصناعات. سنلقي أيضًا نظرة فاحصة على دور رؤية الكمبيوتر في حلول إنترنت الأشياء الصناعية. رؤية الكمبيوتر هي مجال فرعي من الذكاء الاصطناعي (AI) الذي يمكّن الآلات من تفسير وفهم البيانات المرئية. هيا بنا نبدأ!

ما هو إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT)؟

إن إنترنت الأشياء الصناعي هو إطار عمل لجعل الآلات أكثر ذكاءً عن طريق توصيلها بأجهزة الاستشعار والأجهزة الطرفية وأنظمة معالجة البيانات في الوقت الفعلي. إنه بمثابة تزويد معدات المصنع بعقل، مما يسمح لها بجمع البيانات ومشاركتها والاستجابة لها تلقائيًا.

يتم توصيل حلول إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT)، مثل المستشعرات وعلامات RFID والمشغلات، بواسطة شبكة تجعل من الممكن للآلات مشاركة البيانات مع بعضها البعض. وهذا يمكّن الشركات من تحسين كفاءة عملياتها وسلامتها وموثوقيتها.

خذ على سبيل المثال إنترنت الأشياء في التصنيع. تلعب مستشعرات إنترنت الأشياء دورًا رئيسيًا في أتمتة الناقل من خلال المراقبة المستمرة لمخرجات الماكينة. إذا انخفض الناتج عن المستويات المتوقعة، يمكن للنظام detect التباطؤ وتنبيه فرق الصيانة تلقائيًا للتحقيق في المشكلة وحلها.

بالإضافة إلى التصنيع، يُستخدم إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) أيضًا في صناعات مثل الطاقة والمرافق وقطاع النفط والغاز. فبدلاً من الاعتماد على الآلات القديمة التي كانت تعمل بمعزل عن غيرها، يفتح إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) البيانات المخفية التي لطالما أنتجتها هذه الأنظمة ويحولها إلى رؤى قيمة من خلال التحليلات في الوقت الفعلي.

كيف يعمل إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT)؟

تعمل الأتمتة الصناعية وإنترنت الأشياء باستخدام شبكة من الأجهزة الذكية وأجهزة الاستشعار التي تتحدث باستمرار مع بعضها البعض وتتبادل البيانات في الوقت الفعلي. يمكن توصيل هذه الأجهزة بالآلات أو المركبات أو المعدات في المصانع والمستودعات الذكية والإعدادات الصناعية الأخرى.

يتم نقل البيانات التي تم جمعها إلى نظام مركزي، سواءً كان قائمًا على السحابة أو في الموقع عبر الحوسبة المتطورة. وهناك، يتم تحليلها لتحديد الأنماط وتوليد الرؤى. تدعم هذه الرؤى اتخاذ قرارات أفضل. على سبيل المثال، يمكن استخدامها detect مشكلات الأداء في وقت مبكر، والتنبؤ بموعد احتياج الآلات للصيانة، وأتمتة المهام الروتينية، وتعزيز السلامة في مكان العمل.

تستخدم حلول إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) أيضًا حلقات التغذية الراجعة لإجراء تعديلات في الوقت الفعلي. بناءً على البيانات المستلمة، يمكن للآلات تغيير الإعدادات تلقائيًا مثل السرعة أو درجة الحرارة. يمكن أن تؤدي هذه الحلقات أيضًا إلى تشغيل تنبيهات للمشغلين أو بدء إجراءات تلقائية عندما لا يعمل شيء ما كما هو متوقع. هذا يحافظ على كفاءة العمليات ويقلل من وقت التوقف.

تقنيات إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) التي تدفع الابتكار

الآن بعد أن أصبح لدينا فهم أفضل لما هو إنترنت الأشياء الصناعي وكيف يعمل، دعونا نلقي نظرة فاحصة على تقنيات إنترنت الأشياء المستخدمة في الأتمتة الصناعية.

إليك نظرة عامة سريعة على المكونات الأساسية:

• الحوسبة الطرفية: يمكن للحوسبة الطرفية معالجة البيانات بالقرب من مصدرها، مثل المستشعرات أو البوابات المحلية، لتقليل زمن الوصول وتمكين الاستجابات الفورية. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي إلى إيقاف تشغيل جهاز يسخن بشكل زائد قبل حدوث أي ضرر.

• المنصات السحابية: إنها توفر تخزينًا مركزيًا، وتدعم التحليلات واسعة النطاق، وتسمح بالوصول عن بُعد. يمكنهم أيضًا تجميع البيانات من مواقع متعددة لتحديد الاتجاهات وتحسين الأداء ودعم القرارات الإستراتيجية.

• اتصال 5G: يمكن لتقنية 5G توفير اتصال عالي السرعة ومنخفض الكمون لآلاف الأجهزة المتصلة. وهذا يمهد الطريق للأتمتة السريعة والروبوتات المتنقلة ومراقبة الجودة في الوقت الفعلي.

• المستشعرات والمشغلات: تجمع المستشعرات بيانات مهمة مثل درجة الحرارة والضغط والاهتزاز. تستخدم المشغلات هذه البيانات لإجراء تعديلات مادية. من خلال العمل معًا، فإنها توفر مراقبة مستمرة واستجابات آلية في الوقت الفعلي.

• الذكاء الاصطناعي و التعلم الآلي (ML): يمكن لهذه التقنيات المتطورة تحليل البيانات detect الأنماط والتنبؤ بالأعطال وتحسين العمليات. وبمرور الوقت، تعمل هذه التقنيات على تحسين عملية اتخاذ القرار وتقليل وقت التعطل وتعزيز الكفاءة الكلية.

فوائد إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) عبر الصناعات

بعد ذلك، دعنا نستعرض بعض الفوائد الرئيسية لـ IIoT ونرى كيف تعيد تعريف العمليات عبر مجموعة من الصناعات الرئيسية.

تستخدم العديد من الشركات بالفعل حلول إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT). في الواقع، من المتوقع أن يتجاوز عدد أجهزة إنترنت الأشياء المتصلة في جميع أنحاء العالم 31 مليار بحلول عام 2030. والسبب في قبولها واعتمادها على نطاق واسع هو أن إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT) يقدم قيمة واضحة وقابلة للقياس. 

أحد أهم جوانب حلول IIoT هو اتصالها الوثيق بالرؤية في الوقت الفعلي. من خلال جمع البيانات وتحليلها باستمرار، تمنح هذه الأنظمة المؤسسات رؤية فورية لعملياتها.

من الفوائد الرئيسية الأخرى لـ IIoT أنها تتيح إدارة عمليات أكثر سلاسة. باستخدام البيانات في الوقت الفعلي، يمكن تعديل الآلات والعمليات على الفور، مما يقلل التأخير ويحافظ على الكفاءة. كما أنه يقلل من تكاليف الصيانة لأنه يمكن العثور على المشكلات في وقت مبكر ومعالجتها بسرعة. 

بالإضافة إلى ذلك، تعمل حلول إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT) على تحسين كفاءة الطاقة، وتقليل النفايات، وخفض الحاجة إلى العمالة اليدوية. كما أنها تزيد من السلامة في مكان العمل عن طريق الكشف عن الظروف الخطرة مبكرًا واتخاذ إجراءات تلقائية لمنع وقوع الحوادث.

حالات الاستخدام الشائعة لـ IIoT

يعيد إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) بنشاط تصور كيفية عمل الصناعات اليوم. من الرعاية الصحية والخدمات اللوجستية إلى البناء والزراعة، تتبنى المؤسسات تقنيات إنترنت الأشياء الصناعي لتحقيق نتائج أكثر ذكاءً وأسرع وموثوقية.

إنتاج الطاقة باستخدام إنترنت الأشياء الصناعي

ترتبط صناعة الطاقة عادةً بمعدات واسعة النطاق وثقيلة مثل آلات الحفر والمصافي والمنصات البحرية. في حين أن هذه الأنظمة قد زودت الصناعة بالطاقة لعقود، فإن إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) يغير طريقة عملها خلف الكواليس.

تستخدم شركات الطاقة إنترنت الأشياء الصناعي لتعزيز الكفاءة وتوسيع عملياتها. فهو يمنح مزودي الطاقة مزيدًا من التحكم من خلال تقديم عرض في الوقت الفعلي لما يحدث على أرض الواقع. 

نظرًا لأن استبدال شبكات الطاقة بأكملها بأنظمة ذكية ليس عمليًا دائمًا، يمكن لـ IIoT ترقية البنية التحتية الحالية دون تغييرات كبيرة. وهذا أيضًا يجعل من السهل مراقبة المعدات عن بُعد، مثل مضخات الضخ أو توربينات الرياح، حتى يتمكن مشغلو المصنع من الحفاظ على تشغيل كل شيء بسلاسة وإنتاج الطاقة لفترة أطول.

‍

من الأمثلة الرائعة على إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) في إنتاج الطاقة تطبيقه في مراقبة المضخات الكهربائية الغاطسة (ESPs). يتم وضع هذه المضخات داخل آبار النفط للمساعدة في نقل السوائل إلى السطح وهي ضرورية لاستخراج النفط. ومع ذلك، يمكن أن تتعطل في بعض الأحيان دون سابق إنذار، مما يتسبب في تأخيرات وإصلاحات مكلفة.

لمنع ذلك، قامت مجموعة من الباحثين بإنشاء نظام يسمى إطار عمل I²OT-EC. وهو يجمع بين إنترنت الأشياء الصناعي والحوسبة المتطورة. يمكن للنظام track عوامل مثل درجة الحرارة والضغط في الوقت الحقيقي. وهذا يجعل من السهل اكتشاف المشاكل في وقت مبكر، وجدولة الصيانة قبل حدوث الأعطال، والحفاظ على تشغيل المضخات بسلاسة.

كيف تعيد حلول إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT) تشكيل الرعاية الصحية الحديثة

يساعد إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) في صناعة الرعاية الصحية، والمعروف أيضًا باسم إنترنت الأشياء الطبي، في جعل أنظمة الرعاية الصحية أكثر كفاءة وأقل إرهاقًا للمهنيين الطبيين. من خلال ربط الأجهزة الطبية بأنظمة الذكاء الاصطناعي، يدعم إنترنت الأشياء الصناعي اتخاذ قرارات أفضل، ويقلل من خطر الخطأ البشري، ويحسن نتائج المرضى، ويساعد المستشفيات والعيادات على العمل بسلاسة أكبر.

على سبيل المثال، يمكن مراقبة المرضى بشكل مستمر باستخدام أجهزة يمكن ارتداؤها مثل أجهزة مراقبة معدل ضربات القلب والجلوكوز. ويمكن لهذه الأجهزة detect العلامات المبكرة للمشاكل الصحية وحتى إرسال تنبيهات طارئة إلى الأطباء في الوقت الفعلي. ومع استمرار تطور هذه التقنيات، يجري تطوير المزيد من حلول إنترنت الأشياء IIoT المتخصصة لاستهداف احتياجات طبية محددة.

ومن الأمثلة المثيرة للاهتمام على أجهزة الرعاية الصحية التي تعمل بتقنية إنترنت الأشياء جهاز Impedimed. إنه جهاز يمكنه detect خطر الإصابة بالوذمة اللمفاوية، وهو أحد الآثار الجانبية الشائعة لعلاج سرطان الثدي الذي يسبب تورمًا في الذراعين أو الساقين. 

يبدو جهاز إنترنت الأشياء هذا وكأنه ميزان. يمكن للمرضى الوقوف عليه حفاة ووضع أذرعهم على منصة. يرسل تيارًا كهربائيًا لطيفًا عبر الجسم لقياس مستويات السوائل وتكوين الجسم. تتم معالجة النتائج في أقل من دقيقة باستخدام برنامج سحابي، ثم تتم مشاركتها من خلال بوابة ويب وإضافتها إلى السجل الصحي الإلكتروني للمريض حتى يتمكن الأطباء من مراجعتها بسهولة.

‍

زراعة أكثر ذكاءً باستخدام حلول إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT)

وبالمثل، يمكن أن يساعد إنترنت الأشياء في الزراعة المزارعين. باستخدام أدوات إنترنت الأشياء، يمكن للمزارعين إدارة محاصيلهم ومواشيهم بشكل أفضل من خلال معلومات في الوقت الفعلي ودقة أكبر. يمكن وضع أجهزة إنترنت الأشياء في التربة أو توصيلها بالآلات أو حتى ارتدائها من قبل الحيوانات لمراقبة الظروف مثل درجة الحرارة والرطوبة ورطوبة التربة ومستويات المغذيات وسلوك الحيوانات. 

يمكن تحليل البيانات التي تم جمعها لمساعدة المزارعين على اتخاذ قرارات مستندة إلى البيانات حول الري والتسميد و مكافحة الآفات والإدارة الشاملة للمزرعة. تسمح لهم هذه الرؤى في الوقت الفعلي باستخدام الأسمدة بشكل أكثر فعالية وتقليل النفايات وتخطيط طرق أفضل لمركبات المزرعة. يساعد ذلك على توفير الوقت والموارد مع تعزيز الإنتاجية.

‍

إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) في التصنيع: إنتاج أكثر ذكاءً على نطاق واسع

يتضمن إنترنت الأشياء الصناعي في التصنيع استخدام أجهزة وأجهزة استشعار ذكية ومتصلة لجمع البيانات في الوقت الفعلي من الآلات وخطوط الإنتاج. تتم بعد ذلك معالجة هذه البيانات وتحليلها للحصول على رؤى تساعد المصانع على العمل بكفاءة أكبر.

باستخدام حلول إنترنت الأشياء، يمكن للمصنعين detect المشاكل وإصلاحها مبكرًا، وتقليل وقت التعطل من خلال الصيانة التنبؤية، وإدارة المخزون بشكل أكثر فعالية باستخدام مستشعرات الحافة. بشكل عام، تكون النتيجة بشكل عام جودة أفضل للمنتجات، واستجابة أسرع لأي مشاكل، وتكاليف تشغيلية أقل. 

وبالمثل، يدعم إنترنت الأشياء في الصناعة 4.0 مرونة أكبر في الإنتاج، مما يسهل على الشركات المصنعة التحول بين أنواع المنتجات أو تخصيص الطلبات. كما أنه يجعل إنتاج السلع والمواد أكثر مرونة ودقة وفعالية من حيث التكلفة. يمكن أن يضمن استخدام إنترنت الأشياء في التصنيع أيضًا سلامة وموثوقية المعدات.

على سبيل المثال، ضمان سلامة وموثوقية معدات التصنيع الكيميائي أمر بالغ الأهمية، خاصة عندما يتعلق الأمر بالتعامل مع المواد الكيميائية السامة أو القابلة للاشتعال. غالبًا ما تقصر طرق الصيانة التقليدية في توفير رؤى في الوقت الفعلي. يمكن أن يساعد استخدام إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT) في تصنيع المواد الكيميائية في معالجة هذه المشكلة. 

ومن المثير للاهتمام، أن بعض الشركات المصنعة تستخدم الآن IIoT جنبًا إلى جنب مع الواقع المعزز (AR) لصيانة المعدات. الواقع المعزز هو تقنية تعرض معلومات رقمية، مثل الصور أو البيانات أو التعليمات، فوق عرض للعالم الحقيقي، عادةً من خلال النظارات الذكية أو سماعات الرأس. 

في هذا الإعداد، تقوم المستشعرات اللاسلكية والحوسبة الطرفية بمراقبة المعدات في الوقت الفعلي وإرسال البيانات مباشرة إلى سماعات الواقع المعزز التي ترتديها فرق الصيانة. وهذا يمكّن الفنيين من رؤية بيانات الأداء الحية أو التنبيهات أمامهم، مما يساعدهم على تحديد المشكلات بسرعة، وخفض تكاليف الصيانة، واتخاذ قرارات أسرع وأكثر استنارة.

‍

دور رؤية الحاسوب في إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT)

هناك تقنية متطورة أخرى تحدث فرقًا في حلول إنترنت الأشياء وهي الرؤية الحاسوبية. الرؤية الحاسوبية هي فرع من فروع الذكاء الاصطناعي الذي يتعامل مع معالجة وتحليل البيانات المرئية. 

على وجه الخصوص، نماذج الرؤية الحاسوبية مثل Ultralytics YOLO11 تدعم مهام مختلفة مثل اكتشاف الأجسام (تحديد الأجسام في الصورة وتحديد موقعها) وتقدير الوضعية (تحديد موضع واتجاه الشخص أو الجسم). 

بفضل هذه الإمكانات، يمكن لأنظمة إنترنت الأشياء التعرف على المعلومات المرئية والاستجابة لها في الوقت الفعلي. وهذا مفيد بشكل خاص في تطبيقات مثل مراقبة الجودة في التصنيع. 

على سبيل المثال، في منشأة تصنيع، يمكن لإنترنت الأشياء أن يرسل بيانات مرئية من خط الإنتاج إلى نظام الرؤية والذكاء الاصطناعي. ثم يقوم نموذج الرؤية الحاسوبية، مثل YOLO11 بتحليل الصور detect العيوب في المنتجات. إذا حدد النموذج أي مشاكل، يمكن وضع علامة عليها بسرعة وحلها دون تأخير. 

هذا يحسن جودة المنتج، ويقلل الأخطاء، ويجعل العمليات أكثر أمانًا وكفاءة. لتحقيق نتائج أسرع، يمكن استخدام الحوسبة الطرفية. في هذا الإعداد، تتم معالجة البيانات مباشرة على الأجهزة الطرفية في نقطة الالتقاط، مما يتيح اتخاذ قرارات في الوقت الفعلي دون الحاجة إلى إرسال المعلومات إلى السحابة وتجنب التأخيرات المحتملة. 

‍

تحديات واعتبارات إنترنت الأشياء الصناعي (IIoT)

الآن بعد أن رأينا كيف يمكن لحلول إنترنت الأشياء الصناعية أن تفيد الصناعات المختلفة، من المهم أيضًا إلقاء نظرة فاحصة على التحديات التي قد تصاحب تطبيق هذه الحلول. إن فهم هذه التحديات هو المفتاح لتحقيق أقصى استفادة من حلول IIoT وضمان طرح ناجح. 

فيما يلي بعض القيود التي يجب أخذها في الاعتبار:

• التكامل مع المعدات القديمة: لا تزال العديد من المصانع تعتمد على الآلات القديمة التي لم يتم تصميمها مطلقًا للعمل مع التقنيات القائمة على إنترنت الأشياء. يمكن أن يكون دمج ميزات إنترنت الأشياء الصناعية الذكية في هذه الأنظمة القديمة مكلفًا. غالبًا ما يتطلب محولات أو محولات خاصة لتمكين الاتصال بين المعدات القديمة والجديدة.

• تحديات الأمن السيبراني: يؤدي توصيل الأجهزة القديمة بالإنترنت إلى مخاطر أمنية جديدة. نظرًا لأن هذه الأجهزة لم يتم بناؤها في الأصل مع وضع الأمن السيبراني في الاعتبار، فهي أكثر عرضة للهجمات الإلكترونية. يفتقر الكثير منها إلى الضمانات الأساسية مثل حماية كلمة المرور أو تشفير البيانات، مما يجعلها أهدافًا سهلة للمتسللين.

• صيانة الأجهزة الذكية: على الرغم من أن أنظمة إنترنت الأشياء الصناعية (IIoT) يمكن أن تجعل الأمور أسهل، إلا أن الأجهزة الذكية لا تزال بحاجة إلى رعاية منتظمة. يجب فحص المستشعرات والمعدات الأخرى وتحديثها أو استبدالها من وقت لآخر للحفاظ على سير الأمور على ما يرام. إذا لم تتم صيانتها بشكل صحيح، فقد تصبح البيانات غير موثوقة وتسبب مشاكل.

• فجوات المهارات في القوى العاملة: يجمع إنترنت الأشياء الصناعي بين المعدات التقليدية والتقنيات الرقمية المتقدمة، مما يتطلب قوة عاملة لديها مزيج من مجموعات المهارات. في حين أن بعض المؤسسات قد تواجه فجوات في هذا المجال، إلا أنها تمثل أيضًا فرصة عظيمة لصقل المهارات والتطوير. مع التدريب والدعم المناسبين، يمكن للفرق التكيف بنجاح والاستفادة الكاملة من فوائد IIoT.

مستقبل إنترنت الأشياء الصناعية: نحو أتمتة ذكية

مع استمرار تقدم الصناعة 4.0، يتطور التشغيل الآلي الصناعي وإنترنت الأشياء (IoT) إلى ما هو أبعد من مجرد توصيل الأجهزة المختلفة. إنه يساعد الصناعات على أن تصبح أكثر اعتمادًا على الذات وأكثر آلية، وذلك باستخدام طرق مثل الصيانة التنبؤية. هناك اختراق كبير آخر يتمثل في استخدام التوائم الرقمية، وهي نماذج افتراضية للآلات أو الأنظمة بأكملها التي تستخدم بيانات في الوقت الفعلي للتنبؤ بالمشكلات وتحسين العمليات.

مع تقدمنا نحو المصانع الرقمية بالكامل، أصبحت تقنيات مثل الذكاء الاصطناعي المتطور والرؤية الحاسوبية أكثر أهمية. يجلب الذكاء الاصطناعي المتطور الذكاء مباشرة إلى الآلات، مما يتيح اتخاذ قرارات أسرع في الموقع دون الاعتماد على الوصول المستمر إلى السحابة. 

عند دمجها مع رؤية الكمبيوتر، يمكن للمصانع مراقبة الإنتاج بصريًا في الوقت الحقيقي، detect العيوب على الفور، والاستجابة للمشكلات فور حدوثها. هذا المستوى من الأتمتة والبصيرة يجعل الصناعات أقرب إلى عمليات ذكية وذاتية التحسين بالفعل. 

ببساطة، أصبحت القطاعات الصناعية ذكية بشكل متزايد. يسمح هذا التحول لكل جزء من العملية، من الصيانة إلى مراقبة الجودة، بأن يسترشد بالبيانات ويتم تشغيله بواسطة التقنيات الذكية.

انضم إلى مجتمعنا و مستودع GitHub الخاص بنا لاستكشاف المزيد حول الذكاء الاصطناعي. تحقق من صفحات الحلول الخاصة بنا لقراءة المزيد حول الذكاء الاصطناعي في البيع بالتجزئة و رؤية الكمبيوتر في الزراعة. اكتشف خيارات الترخيص الخاصة بنا وابدأ البناء باستخدام رؤية الكمبيوتر اليوم!