Endüstriyel IoT’nin gelişimi

Endüstriyel IoT (IIoT) kavramına girmeden önce IOT gelişimine bakmalıyız. Nesnelerin interneti terimini ilk defa kullanan kişi Ashton, (2002) olmuştur. Fabrikalarda özellikle üretim alanlarında RFID etiketi taşıyan çok fazla miktardaki malzemeler süreç yönetiminde çok büyük kolaylık sağlarlar.

RFID okuyucularla otomatik olarak alınan bilgiler veri ağı ortamında saklanırken başka bir akıllı sistemi harekete geçirecek farklı bir süreci başlatabilir. Süreçler arasındaki ilişkiler Kurumsal Kaynak Planlaması (ERP) sisteminde yeni sipariş emirleri, cihaz durumu, üretim hattındaki gecikmeler gibi güncellenmiş bilgilere ışık tutar.

Algılayıcı cihaz donanımı içinde bulunan mikro kontrol yongaları ve gömülü yazılımlar giderek daha çok fonksiyonun daha güvenilir olarak yerine getirilebilmesini sağlamaktadır

IoT’de kullanılan akıllı algılayıcı cihazlar kendilerini tanıtma, ağ kurabilme ve topladıkları bilgileri depolama ve analiz yeteneğine sahip genel kullanıma açık bulut servislerine aktarma yeteneğine sahiptirler Kullanıcıların bu servislere ulaşımı ve istedikleri analiz sonuçlarını alabilmeleri kolay kullanımlı web servisleri aracılığıyla gerçekleştirilmektedir.

IoT konusundaki hızlı gelişmeler üretim kalitesi ve verimliliğini artırmaya çalışan şirketlerin ilgisini çekmiştir

Üretimde kablolu ağlar üzerinden haberleşen algılayıcı birimler, programlanabilir sayısal kontrol cihazları (PLC) ve gömülü sistemler kullanılmaktadır. Bu sistemler bir kontrol merkezinden SCADA (Supervisory Control and Data Acquisation) veya DCS (Distributed Control Systems) sistemleri ile kontrol edilirler ve büyük ölçüde yerel ağ sistemlerinden veya internetten bağımsızdırlar.

Endüstriyel IoT (IIoT)

IoT ile mevcut endüstriyel otomasyon sistemlerinin birlikte kullanılmasının birçok önemli avantajı vardır.

Avantajları

• IoT yeteneğine sahip akıllı üretim makinaları ağ üzerinden birbirleri ile otomatik iletişim kurarak üretimi kontrol eder ve operatör katkısını en az düzeye indirir,
• Mekanik ve elektriksel arızalar önceden tahmin edilerek arıza nedeniyle duruş süreleri azaltılabilir,
• Fabrikanın üretimi için ham madde eksikliği hızla tespit edilerek giderilir,
• Fabrika yöneticileri üretim ve arızalarla ilgili bilgileri dünyanın herhangi bir yerinden gerçek zamanlı olarak alabilir,
• Bu bilgiler dağıtım kanalları ve müşteriler ile paylaşılabilir.

Endüstriyel IoT Mimarisi

Sanayi Devrimi olarak isimlendirilen, farklı alanlardaki bilimsel buluşlara dayalı teknolojik ilerlemeler, 18.inci yüzyıldan günümüze endüstriyel faaliyetleri ve özellikle de üretime yönelik uygulamaları büyük oranda arttıran üç önemli aşamadan geçmiştir.

• Buhar gücünün kullanıldığı mekanik üretim sistemleri ile başlayan süreç,
• 20.nci yüzyıl başlarından itibaren elektrik gücünün yardımıyla yerini seri üretime bırakmış,
• 1970’lerde başlayan sayısal devrim, elektronik sistemler ve Bilgi Teknolojileri ile üretim tamamen otomatik hale gelmiştir.

 

Hızla yaygınlaşan endüstriyel otomasyon, internet teknolojisi ile birleşerek Endüstri 4.0 ya da 4.Sanayi Devrimi adı verilen akıllı üretim çağına doğru yol almaktadır. IoT ve endüstriyel otomasyon sistemlerinin bütünleşik uygulaması IIoT (Industrial Internet of Things) olarak adlandırılmaktadır .

 

 Endüstri’nin Tarihsel Gelişimi

Gelecekte fabrikalar karşılaşacakları hızlı ürün geliştirme, bu ürünü karmaşık yöntemlerle ve esnek olarak üretme sorunlarını çözebilmek için Endüstri 4.0’ın karşılıklı çalışabilirlik, modülerlik, otonom olma, sanallaştırma, gerçek zamanlı çalışma ve özellikli internet hizmetleri gibi akıllı ürün ve üretimle ilgili süreçleri, prensipleri kullanmak zorunda kalacaklardır.

Üretime özel IIoT

Üretim kısmında ise “Siber-Fiziksel Sistemler (CPS)” insanlar ve üretim araçları arasındaki bağlantıyı sağlar. CPS insanlarla HMI (Human Machine Interface) üzerinden bağlantı kurar. İşlerin büyük kısmını otomatik olarak yapar. Bu sistemde IoT ile siber-fiziksel sistemler birbirleriyle ve fabrika içi-dışı insanlarla gerçek zamanlı olarak beraber çalışabileceklerdir.

SCADA veya DCS sistemleri üretimin fabrika içinden gözlenmesi ve kontrolü işlemini gerçekleştirirler. Daha sonra üretim sistemi otomasyonundan gelen büyük veri ilk olarak internet erişimi ile hizmet alınan bir bulut servisine işlenmek, saklanmak ve analiz edilmek üzere gönderilir.

 

IIoT mimarisinin başlıca özellikleri

–Dağıtık zekâ: IIoT’de akıllı cihaz ve ağın merkezi bir kontrol ünitesine bağlı olmayan karar verme ve kontrol yetenekleriyle donatılması amaçlanır.

Üretim makinaları çalışma hızını ayarlama ve enerjiyi verimli kullanma konusunda kendi kararlarını verebilecek şekilde otonom çalışırlar. Akıllı üretim makinaları ağ üzerinden aynı üretim hattında çalışan veya fabrikada bulunan diğer makinalarla ve bulut sistemiyle doğrudan haberleşebilirler.

Endüstriyel IoT (IIoT) Üretim ile ilgili ayarlar bulut üzerinde yapıldığında akıllı üretim makinaları gerçek zamanlı olarak kendilerini bu değişimlere uyarlar.

-Hızlı haberleşme: Endüstriyel IoT (IIoT) de gerçek zamanlı üretim hedefi için hızlı haberleşme alt yapısının kurulması temel bir gerekliliktir. Bu durum özellikle fabrika içi haberleşme için fiber altyapıya dayanan yeni haberleşme protokollerinin geliştirilmesini gerekli kılmaktadır. Akıllı makinaların haberleşmesi (M2M Communication) için yazılan protokollerin belirli standartlara uyması amacıyla OPC UA (OPC Unified Architecture) spesifikasyonunu yayınlamıştır

-Açık sistemler ve standartlar: Endüstriyel IoT (IIoT) Farklı firmaların tasarladıkları üretim cihazlarının aralarında haberleşebilmeleri, ortak bir dille programlanabilme olanakları, fabrikaların tek bir kaynağa bağlı kalmadan ekonomik ve esnek çözümler üretmelerini sağlayacaktır. Ortamda kullanılan bütün sistemlere ilişkin Sistem Otomasyonu ise, Bilişim Teknolojileri ve üretim cihazlarının birlikte kullanımı, açık kaynak kodlu üst seviye programlama dillerinin yaygınlaşması ile daha da gelişecektir.

-Gerçek zamanlı üretim ve veri aktarımı: Endüstriyel IoT (IIoT) Bu sistemler üretimde karşılaşılan talep değişikliği ve hammadde tedariki gibi sorunlara hızlı bir şekilde cevap verilmesini sağlar. Bununla beraber üretimden toplanan bilgilerin gerçek zamanlı olarak takip edilmesi, rekabet ve maliyet konularında önemli bir avantaj sağlayacaktır.

Otomatik esnek üretimle de üretim hızı gelen talebe bağlı olarak ayarlanır, böylece gereksiz stok tutulmasının önüne geçilerek maliyetler azaltılabilir.

IIoT mimarisinin üstünlükleri

* Endüstriyel IoT (IIoT) aşağıda belirtilen temel özellikleri sayesinde üretimde kalite, maliyet, enerji verimliliği, performans, güvenilirlik konularında önemli iyileştirici etkiler yapar:

*Kullanılan algılayıcı cihazlar üzerlerindeki bataryalardan ihtiyaç duydukları enerji gereksinimi sağlayarak kablosuz iletişim ağlarına bilgi aktarabilirler. Maliyet etkin olan bu sistemler oldukça ucuz olduklarından çok sayıda kullanılabilirler.

*Toplanan algılayıcı cihaz verisi depolama, yapılandırma, izleme gibi farklı işlemler veya daha detaylı büyük veri çözümleme teknikleri kullanılarak, değerlendirilip analiz edilir ve işletmeye ilişkin karar verme programlarında kullanılır.

*Verinin çözümlenmesi sonucunda elde edilen bilgi doğru zamanda doğru kişiye iletilir. Bu kişi fabrika içinde veya dışında bir uzman olabilir.

*Üretim için düzeltici çalışmalar doğru kişiler tarafından hızla yapılır, üretim kaybı yaşanmaz.

IIoT Uygulamaları

Nesnelerin İnterneti ile hayatımızın her alanındaki imkânları arttırabileceğimiz güncel uygulamalar akıllı evler, şehirler, fabrikalardan başlayıp, farklı sağlık ve ziraat alanındaki uygulamalara kadar çok geniş bir endüstriyel alanı içermektedir.

Iot Akıllı ev ve fabrika uygulamaları:

Ev içinde kullanılabilecek bütün ortam algılayıcıları ve kullanılan cihazlara ilişkin kontrol bilgilerinin bir iletişim ortamı üzerinden merkezde (hatta internet üzerinde bir serviste) toplanması ve bu bilginin analiz edilerek ev güvenliğinin arttırılması, etkin enerji yönetiminin sağlanması veya başka maksatlarla değerlendirilmesi mümkündür.

Aynı şekilde fabrika ortamı içinde üretimde kullanılan veri terminallerinden gelen işletme bilgileri, enerji harcama seviyeleri veya ortamda yerleştirilmiş olan farklı kablosuz protokollerle çalışan sıcaklık, nem, hava durumu, yangın alarmları gibi algılayıcılardan gelen bilgiler bütün fabrikayı bir akıllı telefon uygulamasıyla uzaktan izlemek ve kontrol etmek için kullanılabilir.

Iot Sağlık uygulamaları:

Kronik hastalığı olan veya yaşlı olup bakıma muhtaç kişilerin gerçek zamanlı veya periyodik sağlık bilgileri (kan şekeri, tansiyon, kalp atışı, vücut sıcaklığı, adım sayısı, anlık fiziksel durumu vb.) ilgili medikal cihazlardan alınabilir.

Bu bilgilerin aile ve hekim tarafından izlenebilmesi ve analiz edilerek ciddi durumlarda acilen reaksiyon gösterilebilmesi ancak buna olanak veren bir Nesnelerin İnterneti tabanlı Bilgi Sistemi ile gerçekleşebilmektedir.

Bu alandaki farklı seviyelerdeki çalışmaları daha yaygın hale getirebilecek, aralarındaki birlikte çalışabilirliği sağlayacak ve resmi sağlık kurumlarına entegre edilebilecek bir e-sağlık sistemi bu konudaki standartları sağlamalı gelecekte sağlıkla ilgili otaya çıkabilecek yeni uygulama ve protokolleri dinamik olarak destekleyebilmelidir.

Iot Tarım uygulamaları:

Özellikle seralar gibi kapalı ve ortam bilgilerinin nispeten kontrol edilebileceği ve farklı tarım ürünlerinin yetiştirilmesinde en uygun şartların sağlanmasına yönelik fonksiyonların çift yönlü olarak çalıştırılması iyi bir Nesnelerin İnterneti uygulamasıdır.

Bir serada kontrol edilmesi gereken kritik sıcaklık, nem ve toprak değerleri, IoT sisteminin bir parçası olan makineler arası iletimi müteakip merkezi bir bilgisayarda veya internet ortamında yapılandırılarak saklanır, değerlendirilir ve mobil kullanıcıların kendi telefon uygulamaları veya web erişimleri üzerinden kontrol edilebilir

 

Sonraki  konu : Endüstriyel iiot gelişimi

Iot projeleriniz  ve Yazılımlarınız için arayınız: 0(850) 302 00 26