Internet Rzeczy w przemyśle, logistyce i Smart City – przyszłość, a może już teraźniejszość?

Internet Rzeczy (Internet of Things – IoT) tworzą urządzenia elektroniczne i czujniki połączone ze sobą poprzez sieć. Na co dzień nie zdajemy sobie z tego sprawy, ale żyjemy otoczeni urządzeniami IoT: za pomocą smartfona regulujemy temperaturę i jasność oświetlenia w pomieszczeniu, odbieramy dane ze stacji pogodowej, włączamy zdalnie zmywarkę czy też ustawiamy program prania w naszej pralce.

Mówimy tu jednak o urządzeniach domowych, pracujących w jednej sieci Wi-Fi. A jak wygląda to w bardziej poważnych zastosowaniach, czyli przemyśle, logistyce i nowoczesnych miastach? Aby przyjrzeć się temu zagadnieniu, wybrałem młodą polską firmę CTHINGS, która dostarcza rozwiązania IoT bazujące na sieci 5G.

IOT: z czego się składa?

Zanim przejdziemy dalej, zapoznajmy się z kluczowymi komponentami rozwiązań IoT. Zgodnie z zasadą, że aby coś zmienić, musimy najpierw to zmierzyć, zacznijmy od czujników. To najczęściej małe urządzenia, konsumujące minimalną ilość energii, które mierzą interesujące nas wielkości: lokalizację w przestrzeni, nagłe przemieszczenie, pobór mocy, temperaturę, odległość od lustra wody, itp. Dzisiaj potrafimy zmierzyć właściwie wszystko, skupmy się więc tylko na trzech kluczowych aspektach, które powinny cechować dobry czujnik IoT: to odporność na warunki zewnętrzne, niski pobór mocy oraz możliwość transmisji danych w wybranej technologii

Kolejnym elementem infrastruktury przemysłowego IoT jest Gateway, czyli rodzaj routera, który zbiera dane z rozproszonych czujników IoT i przesyła je do chmury. Aby było to możliwe, musimy dysponować bezprzewodową siecią, która umożliwi szybki, bezpieczny i pozbawiony opóźnień transfer danych. I tutaj pojawia się technologia 5G, która daje olbrzymie możliwości w budowaniu rozproszonych sieci transmisji danych. Dzieje się tak dzięki bardzo dużej przepustowości sieci oraz – co bardzo ważne – minimalnym opóźnieniom w niej występującym. Do transmisji danych w paśmie 5G możemy wykorzystać ogólnie dostępną sieć operatora komórkowego lub też – jeżeli bezpieczeństwo jest dla nas priorytetem – zbudować własną kampusową sieć 5G, czyli stać się lokalnym operatorem dla swojej organizacji. A wracając go Gateway’a – mówimy o nim, że jest to urządzenie brzegowe (edge), czyli stanowiące pomost pomiędzy czujnikami a rozległą siecią transmisji danych i chmurą.

Interesujące nas wielkości zostały już więc zmierzone i bez opóźnień przesłane przez sieć. No tak, ale gdzie? Najczęściej usłyszymy odpowiedź: „do chmury”, czyli do bazy danych znajdującej się w chmurze (cloud). W zależności od tego, jak ta chmura została zaprojektowana i ulokowana, może to być data center jakiegoś globalnego dostawcy usług chmurowych, lub np. własna serwerownia firmy, która jest właścicielem danych. Najważniejsze jest jednak to, że przez Internet lub dedykowaną sieć transmisji danych, możemy mieć do nich dostęp, obrabiać je i analizować. Najczęściej dzieje się to dzięki wyspecjalizowanemu oprogramowaniu, które pozwala na obrazowanie wyników analizy danych w sposób wymagany przez konkretne branże czy też konkretnych klientów.

Poznaliśmy już podstawowe określenia związane z IoT, czyli Czujnik IoT, Gateway, Edge, Sieć Transmisji Danych, Cloud. W takim razie możemy przejść od teorii do praktyki i opowiedzieć o tym, co jest prawdziwie unikalnego w rozwiązaniu opracowanym przez CTHNGS. Otóż firma ta opracowała kompletną platformę łączącą w sobie urządzenia IoT, gatewaye, transmisję danych 5G oraz zarządzanie, analizę i wizualizację wyników za pomocą dedykowanego oprogramowania. Składa się ona z dwóch komponentów: Orchestra Cloud Platform oraz Edge Computing Infrastructure i jest w tej chwili prawdopodobnie jedynym na świecie tak kompleksowym i bezpiecznym rozwiązaniem w dziedzinie przemysłowego IoT. Miała być praktyka, zobaczmy więc jak to działa na przykładzie 2 case’ów.

Smart City & Smart Utilities

Wyobraźcie sobie duże miasto, które ma rozbudowany system kanalizacji. Jak duża to jest sieć, widać po ilości studzienek kanalizacyjnych, które spotykamy codziennie na drogach i chodnikach. A teraz wyobraźcie sobie, że poziom wody w dużej rzece, która przepływa przez miasto, nagle wzrasta. Natychmiast wzrasta poziom wody w kanalizacji miejskiej i właściwe służby muszą wiedzieć, jak jest on wysoki, żeby móc reagować, bo za kilka godzin będzie już za późno i będziemy zmagać się z lokalnymi podtopieniami i awariami infrastruktury krytycznej. Dzisiaj najczęściej armia ludzi rusza w miasto, aby podnosić ciężkie żeliwne pokrywy i mierzyć poziom wody.

A gdyby tak zastąpić żeliwne pokrywy epoksydowymi (transmisja sygnału!) wraz z wbudowanymi czujnikami poziomu wody, z których dane w czasie rzeczywistym via sieć 5G są przesyłane do systemu, który natychmiast wizualizuje zagrożone zalaniem miejsca? Takie rozwiązania opracowane przez CTHINGS o nazwie Smart Radar funkcjonują już w wielu skandynawskich miastach.

Innym rozwiązaniem dla sektora Smart Utilities jest Smart Alarm, który sprawdza w czasie rzeczywistym gotowość do działania każdego hydrantu. Bo – jak się okazuje – niedziałające hydranty są statystycznie częstym i bardzo groźnym zjawiskiem w większości miast, niezależnie od ich wielkości.

Przemysł 4.0 i nie tylko

Poprzednie rozwiązanie dotyczyło Smart City, teraz przejdźmy do przemysłu, a właściwie do dużego magazynu przemysłowego, w którym znajdują się tysiące elementów konstrukcji stalowych i innych dużych komponentów budowlanych. Oczywiście, da się w nim wszystko znaleźć, ale wymaga to czasem naprawdę dużej ilości czasu. Chyba że każdy element oznaczymy małym czujnikiem IoT, połączymy je przez sieć z platformą Orchestra i będziemy na ekranie tabletu mogli zobaczyć dokładną lokalizację każdego szukanego przedmiotu. Proste, ułatwiające pracę, niedrogie rozwiązanie.

Generalnie, IoT są niejako stworzone do rozwiązań przemysłowych i logistycznych. Od czujników wykrywających upadek pracownika, po analizę ruchu zrobotyzowanych wózków, analizę poboru mocy maszyn, czujniki drgań pozwalające wcześnie wykryć awarię, itp.

Pole do wykorzystania jest tutaj ogromne, jeżeli mamy do dyspozycji rozwiązanie, które posiada w sobie wszystkie wymagane komponenty, czyli czujniki, możliwość wykorzystania dostępnej sieci oraz platformę software’ową do analizy i wizualizacji danych.

Żyjemy i pracujemy w czasach, w których najdroższym i najbardziej niedoskonałym komponentem wielu procesów stał się człowiek. Już widać, że niedawno upubliczniony model Open AI / ChatGPT zmieni wiele procesów związanych z przetwarzaniem danych, pisaniem oprogramowania czy też tworzeniem treści. Podobną rolę w procesach przemysłowych, logistycznych oraz w nowoczesnych miastach będą miały urządzenia IoT. Są już dostępne wszystkie komponenty wymagane do tej zmiany, rozbudowuje się infrastruktura 5G, a kompleksowe rozwiązania takie, jak opisane wyżej, dramatycznie skracają proces wdrożenia i adopcji rynkowej. Wygląda więc na to, że jutro naprawdę zaczyna się już dziś.

Autor: Piotr Pawłowski, Partner Zarządzający, Level2 Ventures

Artykuł pochodzi z magazynu:
FOCUS ON Business #10 May-June (3/2023)