IoT hub: מה זה ואיך לשלב אותו במערכת ה-IoT שלכם

האינטרנט של הדברים (IoT) הוא אחד מעמודי התווך של הגל הרביעי של המהפכה התעשייתית (הידועה גם כתעשייה 4.0). עם ירידת מחירם של חיישני IoT לשפל היסטורי (ב-200% מאז 2004) ופתרונות מדף זמינים, קל מתמיד להעלות את שיעור הדיגיטליזציה בארגון Industry 4.0 בכל גודל.

בשנת 2020, Deloitte סקרה מנהלים בכירים פועלים בתעשייה 4.0 כדי להבין את האתגרים שלהם ואת סוג הפרויקטים עליהם הם מתמקדים. 72% מהם מסכימים ש-IoT תהיה הטכנולוגיה בעלת ההשפעה הגדולה ביותר על הארגון שלהם בשנים הקרובות, למרות שכל ארבע הטכנולוגיות המובילות בסקטור (אינטרנט של הדברים, בינה מלאכותית, תשתיות ענן וביג דאטה) הולכות ונשזרות זו בזו בהדרגה.

כפי שמציין Ram Jambunathan, סגן נשיא בכיר ומנהל בכיר ב-SAP, בדוח:

קיים מתאם ותלות חזקים בין מספר טכנולוגיות של תעשייה 4.0. חיישני IoT ייצרו כמויות עצומות של נתונים שיהיו רלוונטיים לאוטומציה מבוססת למידת מכונה. רבות מטכנולוגיות אלו יסופקו ויצרכו בענן, גם כאשר אנו עדים להופעתו של מחשוב קצה. רובוטיקה מהדור הבא תראה את התכנסותם של IoT, למידת מכונה ומחשוב ענן, כאשר רובוטים יתחילו להשתפר באמצעות למידת מכונה מבוססת ענן מנתונים המגיעים מחיישני IoT בתוך הרובוטים.

עם התפקיד הדומיננטי של IoT ואיסוף נתונים במגזר, אלמנט אחד של מערכת ה-IoT יהיה קריטי להמשך הפיתוח: רכזת ה-IoT. במאמר של היום, אסביר בפירוט מהי, אילו פתרונות IoT מדף זמינים כיום, והתהליך להטמעת רכזות IoT ברמה הארגונית. הפוסט בבלוג נכתב בשיתוף עם הארכיטקט המוטמע הראשי של Spyrosoft, Krzysztof Maciejewski.

אך לפני שנתחיל, הבה נגדיר שוב מה משמעות האינטרנט של הדברים לפיתוח תעשייתי.

פתרונות IoT ותעשייה 4.0

האינטרנט של הדברים (IoT) מאפשר להתקנים להתחבר לאינטרנט. התקנים אלו צריכים להיות אוטונומיים, והם יכולים להשתמש בקישוריות זו כדי לספק שירותים שונים למשתמשי הקצה, למשל ניטור מרחוק של רכב, כולל מיקום הרכב והמסלול. מקרה שימוש נוסף הוא בניין חכם עם מספר התקנים מחוברים, או מכונות תעשייתיות המנוהלות באמצעות אלגוריתמי היגוי. ניתן להשתמש ב-IoT גם לאיסוף נתונים, וזה השימוש הנפוץ ביותר שלו.

המונח 'אינטרנט של הדברים' משמש לעתים קרובות לתיאור תת-קבוצה של מכשירי בית קטנים ומקושרים, אך ניתן להשתמש בו גם בהקשר של תעשייה 4.0, שבו במקום מכשירים קטנים אלו ישנן מכונות תעשייתיות ומפעל. ללא קשר לאופן השימוש, המונח מתייחס למקרה שבו המכשירים יכולים לזכות בפונקציונליות נוספת הודות לקישוריות ביניהם וביניהם לאינטרנט.

על ידי הצבת חיישני IoT על המכשירים, ניתן לאסוף את הנתונים, כלומר לגבי הטמפרטורה, איכות האוויר וכו', והם מועברים לאחר מכן לענן, שם הם נעשים זמינים לאפליקציות שונות שיכולות להשתמש בנתונים ולעבד אותם. יש לציין שהתקשורת בין המכשירים לאפליקציות יכולה להיות דו-כיוונית: ניתן לנהל מכשירים באמצעות אפליקציות חיצוניות, למשל למטרות ניהול גישה. מכשירי IoT מחליפים נתונים זה עם זה ועם שירותי ענן, ומאפשרים תבניות העברת הודעות שונות ותמיכה בסקיילביליות למיליוני מכשירים ואירועים בשנייה.

כאן תוכלו למצוא מידע נוסף על ארכיטקטורת IoT.

מהו IoT Hub? 

המטרה העיקרית של רכזת IoT היא לאחסן את הנתונים שנאספו כך שניתן יהיה להשתמש בהם מאוחר יותר בעיבוד ובניהול נתונים. פתרון זה יכול להיות מפותח באופן עצמאי, אך קיימים מוצרים מוכנים בשוק – רשימה מלאה כללתי להלן.

IoT hub הוא שירות מנוהל מסוג Platform-as-a-Service (PaaS) שניתן להשתמש בו כרכזת הודעות מרכזית המאפשרת חיבור מכשירים לאינטרנט. מצד אחד, ישנם המכשירים ששולחים את הנתונים שלהם מהחיישנים אל הרכזת ו/או מקבלים את המידע מהרכזת. מצד שני, יישומים מסוימים עשויים להיות מבוססי ענן או שלא, ויכולים לנהל את המכשירים ולעבד את הנתונים, כלומר, להציגם באופן חזותי.

רכזות IoT תומכות בתבניות הודעות שונות, כולל הודעות ממכשיר לענן, ומבטיחות תקשורת מאובטחת ואמינה בין מכשירי IoT לשירותי ענן.

בקצרה, ה-IoT hub משמש כמתווך בין ההתקנים הללו ליישומים, המשמשים לניהולם ולאיסוף נתונים.

מהם היתרונות בשימוש ב-IoT hubs? 

אבטחה 

לרוב הפתרונות הזמינים בשוק יש לפחות כמה דרכים לנהל מי ואילו מכשירים יכולים לגשת אליהם. אלה כוללות את היכולת לבנות מרשם מכשירים בתוך ההאב, להפיץ חתימות גישה משותפות באמצעות מפתחות גישה ואסימוני אבטחה, ולשלב APIs כדי להגביר את האבטחה של פתרונות אלה.

שליטה מלאה על התהליך 

לאחר שתשלים את תהליך הטמעת ה-IoT hub שאזכיר להלן; תוכל לשלוט במדויק אילו מכשירים מחוברים זה לזה, אילו נתונים הם אוספים ומשתפים (בין אם זה עם זה ובין אם עם יישומים חיצוניים) והיכן הנתונים מאוחסנים ומעובדים.

יכולת הרחבה 

ללא קשר לכמה גדולות או קטנות רשתות ה-IoT שלכם כרגע, תוכלו להוסיף בקלות מכשירים חדשים או אפילו קבוצה של מכשירים או להגביל את מספרם באמצעות רכזת IoT. שוב, עם רוב רכזות ה-IoT המוכנות לשימוש הזמינות בשוק, תוכלו לעשות זאת תוך דקות ספורות.

למדו עוד על IoT בתעשייה 4.0 מהמדריך שלנו

הורדת הספר האלקטרוני

הורדת הספר האלקטרוני

רכזות IoT הזמינות בשוק עבור מכשירי IoT

• Amazon Web Services (AWS) IoT Core: AWS IoT Core מציע קישוריות מאובטחת, אמינה וניתנת להרחבה בין התקני IoT לענן, עם עיבוד נתונים בזמן אמת ויכולות אינטגרציה נרחבות​.
• Microsoft Azure IoT Hub: Azure IoT Hub מספק תקשורת איתנה בין יישומי IoT למכשירים, תוך תמיכה בניהול מכשירים, ניטור ואינטגרציה עם שירותי Azure אחרים לניתוח נתונים ואחסון מתקדמים.
• IBM Watson IoT Platform: IBM Watson IoT Platform מתמקדת באיסוף, ניתוח והצגה חזותית של נתוני IoT באמצעות מודלים של למידת מכונה, תוך הבטחת אבטחה הן ברמת ההתקן והן ברמת הנתונים.
• Cisco IoT Cloud Connect: Cisco מספקת פתרון מקיף לניהול התקני IoT ניידים, תוך התמקדות באופטימיזציה של הרשת, באבטחה וביכולות נרחבות לניהול התקנים.
• Oracle IoT Cloud: Oracle IoT Cloud מציע ניתוח מאובטח בזמן אמת של נתוני IoT, אינטגרציות מובנות עם שירותים אחרים של Oracle, וזהויות דיגיטליות ייחודיות לכל מכשיר.
• Salesforce IoT Cloud: Salesforce משלבת נתוני IoT עם מערכת ה-CRM שלה, ומאפשרת תובנות בזמן אמת וחוויית לקוח משופרת, עם יכולות לעבד מיליארדי אירועים מדי יום.
• Siemens MindSphere: Siemens MindSphere מותאמת ל-IoT תעשייתי, ומספקת כלים לאיסוף וניתוח נתונים ממכונות תעשייתיות, תומכת בתאומים דיגיטליים ומשתלבת עם מערכות IT שונות.
• ThingWorx (PTC): ThingWorx מציעה פיתוח מהיר של אפליקציות IoT, ניהול התקנים וניטור בזמן אמת, המתאימים הן לפרויקטי IoT תעשייתיים והן למסחריים.
• ParticleParticle מתמחה בפריסות IoT סלולריות, ומציעה ניהול מכשירים איתן באמצעות ה-Device Cloud שלה ואינטגרציה עם פלטפורמות ענן מובילות כמו AWS ו-Azure.
• Ayla NetworksAyla Networks מספקת פלטפורמת IoT זריזה המתמקדת בקישוריות מאובטחת, ניתוח נתונים וחוויות לקוח עשירות בתכונות, המתאימה ליישומי IoT מגוונים.

מהו התהליך של בניית מערכת IoT? 

הדבר הראשון שעליך לעשות הוא לחבר את כל המכשירים לאינטרנט. אם במכשיר כבר מותקנת הגדרת קישוריות, כל שעליך לעשות הוא להעלות אותו לרשת. חיבורי מכשירים חיוניים כדי לאפשר תקשורת בין אפליקציית ה-IoT למכשירים המחוברים אליה. כאשר אתה מתכנן איסוף נתונים, עליך לחשוב אילו נתונים ייתכן שתצטרך לאסוף, ולאחר מכן להחליט היכן למקם את החיישנים, מאיזה סוג הם צריכים להיות, ואיזו תוכנה תתאים ביותר לצבירת נתונים ולקבלת בקשות. שלב זה של התהליך דורש חשיבה לא רק על חלק האלקטרוניקה (החיישנים) אלא גם על המכניקה שמאחורי תהליך איסוף הנתונים וה steering של המכשיר. יצירת מכשירים היא שלב חשוב בהקמת מערכת ה-IoT שלך, המבטיח שכל מכשיר מוגדר כראוי ומחובר. ניתן להשתמש בחיישנים גם כדי להרחיב את הפונקציונליות של מכשיר.

השלב הבא הוא בניית יישום מבוסס ענן שיכול לאחסן את הנתונים ולשמש לניהול ההתקנים ולתקשורת עמם.

השלמת תהליך זה יכולה להוות את הרמה הבסיסית להכנסת תחזוקה חזויה (Predictive Maintenance) עבור מכשירים מחוברים דרך רכזת ה-IoT. האחרונה יכולה למלא תפקיד מכריע באיסוף נתונים פונקציונליים אודות מצב המכשירים וכל תקלה המתרחשת בביצועיהם. היא יכולה לסייע באבחון תקלות אלו ולשלוח את המידע הנדרש לתיקונן למערכת קריאות שירות או ליצור קשר ישירות עם האנשים האחראים על תחזוקת המכשירים. ניתן להשתמש בה כדי לשנות את ההגדרות של כל אחד מהמכשירים ולעדכן/להחליף את התוכנה שלהם – הכל מרחוק. בנוסף, השימוש ביכולות הניטור ברכזות IoT בענן מאפשר לכם לעקוב אחר יצירת מכשירים, חיבורים ותקלות, ולהבטיח את בריאותם וביצועיהם של מערכת ה-IoT שלכם.

כאן תוכלו לקרוא על מקרי שימוש ב-IoT hub.

מהן שיטות העבודה המומלצות לניהול מכשירי IoT?

לאחר שרכזת ה-IoT מיושמת ומוכנה לשימוש, הדבר הבא שיש לעשות הוא להתחיל לנהל את צי התקני ה-IoT שלך. הנה רשימת פעולות שיש לנקוט אם אתה עושה זאת, מאת הארכיטקט המשובץ המוביל שלנו, קז'ישטוף מצ'ייבייבסקי:

• יש להשתמש באוטומציה ככל האפשר.
• גילוי אוטומטי של בעיות גישה לאינטרנט מהמכשירים ושיפור החיבור במידת הצורך.
• ניטור אוטומטי של תקינות ההתקן והחלפתו/תיקונו במקרה של תקלות.
• השתמשו בעדכוני קושחה למכשיר מרחוק במידת הצורך.
• הרחיבו בקלות את הפתרון שלכם על ידי הוספת התקנים ופונקציונליות חדשים, הכנסת שימוש ב-AI ו/או הרחבת מחשוב ענן.

תורך 

ב-Spyrosoft עבדנו עם לקוחות מרובים מתחום Industry 4.0 וצברנו ניסיון מעשי בבנייה והרחבה של פתרונות תעשייתיים.

אם ברצונכם לדעת על ההיצע שלנו או שאתם זקוקים לצוות מומחים שיתמוך בפרויקט ה-IoT שלכם, מידע נוסף זמין ב תת-עמוד Industry 4.0 וקבעו שיחה ללא התחייבות.