Internet rzeczy, co to jest oraz przykłady zastosowań przemysłowych

Internet rzeczy (Internet of Things, IoT) to jedna z najbardziej obiecujących i dynamicznie rozwijających się technologii ostatnich lat. Jej zastosowanie w biznesie niesie ze sobą ogromne możliwości optymalizacji procesów, redukcji kosztów i zwiększenia efektywności. W niniejszym artykule przyjrzymy się bliżej, czym jest IoT, jak działa oraz jakie niesie ze sobą korzyści na przykładzie konkretnych wdrożeń w różnych branżach.

Internet rzeczy, co to jest?

Internet rzeczy, czyli Internet of Things, co to za idea? IoT to koncepcja sieciowania przedmiotów, urządzeń i obiektów fizycznych wyposażonych w elektronikę, oprogramowanie i łączność internetową, dzięki czemu mogą one łączyć się z Internetem oraz komunikować się pomiędzy sobą bez interakcji człowieka. Wszystko to możliwe jest dzięki wykorzystaniu technologii takich jak czujniki, systemy wbudowane (embedded systems), sieci sensorowe, technologie przetwarzania danych w chmurze i wiele innych. Z perspektywy IoT wszystkie te obiekty są „rzeczami” (things), stąd nazwa tej koncepcji. Termin Internet of Things po raz pierwszy użyty został w 1999 roku przez Kevina Ashtona. Od tamtej pory IoT bardzo dynamicznie się rozwija i znajduje coraz szersze spektrum zastosowań w różnych dziedzinach życia, od przemysłu, poprzez transport, energetykę, rolnictwo, aż po medycynę czy rozwiązania domowe typu „smart home”.

Jak działa internet rzeczy?

Internet rzeczy bazuje na pozyskiwaniu informacji ze świata rzeczywistego za pomocą różnorodnych czujników, a następnie ich analizowaniu i podejmowaniu działań w tzw. świecie wirtualnym. Podstawowym założeniem IoT jest wyposażanie obiektów fizycznych w możliwość pozyskiwania informacji o otaczającym je środowisku oraz zdalnej komunikacji. Możliwe jest to dzięki miniaturyzacji podzespołów elektronicznych i ich niskim kosztom. Cały system składa się z trzech podstawowych elementów:

• Urządzenia zbierające dane – różnorodne czujniki rejestrujące parametry fizyczne, chemiczne etc. Mogą to być gotowe moduły komercyjne lub specjalnie zaprojektowane układy.
• Sieci przesyłające dane – z wykorzystaniem różnych standardów i protokołów (Wi-Fi, Bluetooth, LTE itd.) dane są przesyłane do systemów przetwarzania i analizy.
• Infrastruktura i oprogramowanie analizujące dane – specjalne systemy gromadzą, przetwarzają i analizują dane z czujników, aby podejmować działania, sterować procesami lub optymalizować algorytmy.

Internet rzeczy, przykłady zastosowania oraz IoT przykłady w przemyśle

Jedną z najbardziej perspektywicznych dziedzin dla zastosowania IoT jest przemysł, a zwłaszcza tzw. Przemysł 4.0, czyli koncepcja inteligentnej fabryki. Nowoczesne fabryki coraz częściej wykorzystują rozbudowaną infrastrukturę czujnikową do zbierania i analizowania olbrzymich ilości danych na temat stanu maszyn, przebiegu procesów produkcyjnych, zużycia energii czy parametrów wytwarzanych produktów. Informacje te służą do sterowania produkcją, monitorowania jakości, przewidywania awarii, automatycznej optymalizacji przebiegu procesów czy redukcji zużycia materiałów i energii. Przykładem może być ciągły pomiar drgań i temperatury krytycznych węzłów maszyn, analiza tych danych przez algorytmy AI i przewidywanie potencjalnych usterek jeszcze zanim dojdzie do poważnej awarii. Pozwala to zaplanować działania serwisowe z wyprzedzeniem.

IoT w systemach HMI i POS

Systemy HMI (Human Machine Interface), czyli interfejsy człowiek-maszyna to oprogramowanie służące do nadzoru i sterowania maszynami oraz urządzeniami przemysłowymi. Do prawidłowej pracy wymagają one dostępu do danych procesowych z poszczególnych maszyn i sensorów. Tu właśnie z pomocą przychodzi Internet Rzeczy, dostarczając niezbędnych informacji do systemów HMI z wykorzystaniem sieci czujników wbudowanych w urządzenia, maszyny i linie produkcyjne. Operator HMI ma dzięki temu pełny wgląd w parametry pracy całego parku maszynowego i może podejmować optymalne decyzje. IoT znajduje także zastosowanie w handlu detalicznym. Nowoczesne kasy fiskalne i terminale płatnicze POS komunikują się z sieciami sensorów wbudowanych w towar (np. RFID), automaty vendingowe oraz z centralnymi systemami zarządzania w celu przesyłania i aktualizacji danych sprzedażowo-magazynowych.

Smart Devices i Smart Systems w biznesie

Obok przemysłu, drugim wielkim obszarem dla zastosowań Internetu Rzeczy są rozwiązania dla biznesu, a zwłaszcza koncepcje Inteligentnego Budynku (Smart Building) i Inteligentnego Biura (Smart Office). Ich istotą jest wykorzystanie infrastruktury sensorycznej i analityki do optymalizacji wybranych parametrów pracy budynków i przestrzeni biurowych, tak aby zapewnić komfort i wydajność pracy ich użytkownikom. W inteligentnych budynkach uruchamia się wiele procesów automatyzacji, od sterowania ogrzewaniem, wentylacją, klimatyzacją po kontrolę dostępu czy zarządzanie oświetleniem. W biurach istotne jest monitorowanie jakości powietrza i śledzenie obecności pracowników by sterować systemami HVAC. Rozwój IoT sprawia, że systemy te stają się coraz bardziej efektywne i powszechne.

IoT w branży EV i automotive

Transport i motoryzacja to kolejne niezwykle perspektywiczne pole do zastosowania Internetu Rzeczy. Sieci sensorów odgrywają kluczową rolę zarówno w rozwoju pojazdów elektrycznych i autonomicznych, jak również w systemach zarządzania flotą i logistyce. W elektromobilności umożliwiają ciągły monitoring online stanu technicznego aut poprzez analizę danych telemetrycznych z kluczowych podzespołów, co pozwala optymalizować procesy ładowania oraz planować konserwacje i naprawy. Z kolei w pojazdach autonomicznych sensorowa infrastruktura (kamery, radary, ultradźwięki itd.) tworzy systemy wspomagania jazdy i „widzenia”, analizując otoczenie w czasie rzeczywistym. IoT znacząco usprawnia też zarządzanie flotami transportowymi dzięki lokalizacji GPS, monitoringu stylu jazdy i zużycia paliwa w czasie rzeczywistym oraz zdalnej diagnozie stanu pojazdów.

Zastosowanie IoT w medycynie

Internet Rzeczy znajduje także coraz szersze zastosowanie w medycynie i ochronie zdrowia, zwłaszcza w kontekście telemedycyny i opieki zdalnej. Rozwój miniaturowych sensorów i modułów komunikacji umożliwia ich integrację z odzieżą i akcesoriami pacjentów (np. opaski, zegarki), tworząc sieci body sensor networks do ciągłego, automatycznego monitorowania kluczowych funkcji życiowych bez ograniczenia ruchów. Pozwala to na bieżącą ocenę stanu zdrowia, a w razie niepokojących odczytów – powiadomienie lekarza, który może zdalnie dostosować leczenie lub wezwać pogotowie. Podobne sensory wbudowane w sprzęt i wyposażenie placówek medycznych analizują działanie aparatury, zużycie środków jednorazowych, leków etc. dostarczając cennych informacji personelowi i optymalizując procesy.

IoT w wojsku i na morzu

IoT znajduje także szerokie zastosowanie w wojsku oraz marynarce wojennej i handlowej. W szeregach armii sensorowa infrastruktura wspomaga logistykę zaopatrzenia, umożliwiając monitorowanie drogą satelitarną pozycji i stanu pojazdów, paliwa, amunicji i innego sprzętu. Pozwala to efektywnie zarządzać zapleczem i szybko lokalizować zasoby. Na morzu z kolei IoT integruje platformy wydobywcze, statki, latarnie morskie, boje nawigacyjne i porty w inteligentną sieć wymiany informacji, zwiększając bezpieczeństwo, tracealność ładunków i optymalizując procesy cumowania, zaopatrzenia, odpraw celnych itp. Inteligentne czujniki monitorują stan oceanu, prądy, zanieczyszczenia i stan techniczny konstrukcji morskich.

Inteligentne urządzenia domowe i IoT

W kontekście zastosowań konsumenckich IoT jest kluczowym elementem rozwoju koncepcji Inteligentnego Domu (Smart Home). Dzięki wyposażeniu sprzętów AGD i RTV (lodówki, pralki, odkurzacze itp.) oraz instalacji (ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja, oświetlenie) w sensory i moduły komunikacji możliwe jest ich zintegrowanie i współpraca w ramach domowej sieci IoT. Urządzenia monitorują swoją pracę i otoczenie, wymieniając informacje m.in. o zużyciu prądu i wody, konieczności wymiany filtra czy uzupełnienia środków piorących lub produktów spożywczych. Pozwala to optymalizować ich eksploatację i automatyzować zamawianie materiałów eksploatacyjnych. Dodatkowo integracja z systemem alarmowym i monitoringiem daje większe bezpieczeństwo oraz kontrolę nad domem.

Korzyści z zastosowania IoT w różnych branżach

Wdrażanie systemów opartych o IoT niesie ze sobą szereg wymiernych korzyści dla biznesu w postaci obniżenia kosztów operacyjnych, wzrostu wydajności i produktywności, optymalizacji procesów produkcyjnych i logistycznych, lepszej kontroli jakości, przewidywania awarii maszyn oraz otwarcia zupełnie nowych możliwości w zakresie analityki biznesowej i modeli rozliczeń opartych o rzeczywiste wykorzystanie zasobów (np. w usługach współdzielenia samochodów). Dodatkowo IoT usprawnia zgodność z przepisami dotyczącymi standardów bezpieczeństwa i jakości, ochrony środowiska, łańcucha dostaw itd. Innymi słowy tam, gdzie wcześniej firmy podejmowały decyzje w oparciu o historyczne dane i szacunki, IoT dostarcza pełnej, aktualnej wiedzy o kluczowych procesach i zasobach, pozwalając precyzyjnie optymalizować działalność i redukować ryzyka.

Wyzwania przy wdrażaniu IoT

Mimo licznych zalet oraz potencjału do generowania wymiernej wartości biznesowej, projekty w zakresie Internetu Rzeczy bywają nie lada wyzwaniem technologicznym. Ich efektywne wdrożenie wymaga zaprojektowania i integracji wielu elementów – sieci sensorów, infrastruktury sprzętowej i programowej do przetwarzania i analizy danych (on-premise lub w chmurze), systemów backendowych (ERP, MES itd.) oraz warstwy prezentacji (dashboardy, mobilne aplikacje itd.). Kluczowe jest także zapewnienie bezpieczeństwa transmisji i przechowywania ogromnych ilości często wrażliwych danych operacyjnych. Ponadto po zaimplementowaniu infrastruktury sensorycznej pojawia się wyzwanie efektywnej analizy i interpretacji napływających strumieni danych tak, aby przełożyły się one na konkretną wartość biznesową. 

Przyszłość IoT

W nadchodzących latach Internet Rzeczy będzie nieprzerwanie ewoluować, a jego rola w globalnej gospodarce sukcesywnie rosnąć. Ogromny postęp technologiczny związany z rozwojem sztucznej inteligencji, uczenia maszynowego, technologii 5G i koncepcji “przemysłu 4.0” napędza wdrażanie innowacyjnych zastosowań IoT. Można się spodziewać, że w niedługiej perspektywie większość produktów konsumpcyjnych i przemysłowych będzie wyposażona w możliwość łączności internetowej, tworząc tzw. Internet wszechrzeczy. Dzięki temu wiele procesów, zarówno produkcyjnych, jak i codziennych stanie się w pełni zautomatyzowanych i zoptymalizowanych pod kątem różnych kryteriów. Choć trudno przewidzieć ostateczny kształt i skalę oddziaływania tej rewolucji technologicznej, Internet Rzeczy z całą pewnością odmieni oblicze wielu branż i sfer życia.

Podsumowanie

Podsumowując, technologia Internetu Rzeczy otwiera niespotykane wcześniej możliwości dla biznesu. Już obecnie, na fali przemysłu 4.0, przedsiębiorstwa produkcyjne, handlowe i usługowe wdrażają jej rozwiązania osiągając wymierne korzyści. W perspektywie kolejnych lat znaczenie IoT dla gospodarki i społeczeństwa będzie stale rosnąć. Dlatego przedsiębiorstwa powinny już dziś analizować potencjał tej technologii i rozważać strategiczne inicjatywy w tym zakresie, aby utrzymać konkurencyjność i wykorzystać nadarzające się szanse.