Để tìm hiểu IIoT là gì?, trước tiên cần phải hiểu rõ IoT – Internet vạn vật là gì?

IoT, viết tắt của Internet of Things, nghĩa là Internet vạn vật, một mạng lưới các thiết bị thông minh được kết nối với nhau qua internet để tạo thành các hệ thống giám sát, thu thập, trao đổi và phân tích dữ liệu. 

IIoT (Industrial Internet of Things – IoT công nghiệp) hay còn gọi là Internet vạn vật công nghiệp là một khái niệm được sử dụng và mở rộng hơn so với IoT. IIoT là hệ thống các cảm biến, công cụ và thiết bị được kết nối thông qua internet với các ứng dụng trong ngành công nghiệp như sản xuất, hậu cần, dầu khí, giao thông vận tải, năng lượng, khai thác mỏ và kim loại, hàng không,….

Hay hiểu một cách đơn giản, IIoT là việc ứng dụng IoT trong ngành công nghiệp sản xuất để nâng cao quy trình sản xuất và công nghiệp.

Một hệ sinh thái IIoT bao gồm: (1) các thiết bị với khả năng kết nối, giao tiếp và lưu trữ thông tin; (2) cơ sở hạ tầng truyền thông dữ liệu công cộng và/hoặc riêng tư; (3) phân tích và ứng dụng tạo thông tin kinh doanh từ dữ liệu thô; (4) lưu trữ dữ liệu được tạo bởi các thiết bị IIoT; và (5) con người.

• Ngành nông nghiệp: Sử dụng rộng rãi các thiết bị IIoT. Các cảm biến thông minh thu thập dữ liệu về chất dinh dưỡng, độ ẩm của đất và hơn thế nữa, cho phép nông dân sản xuất một vụ mùa tối ưu.
• Ngành dầu khí: Với IIoT, việc sản xuất dầu khí trở nên an toàn và hiệu quả hơn. Cảm biến IIoT có thể phát hiện rò rỉ bằng các phương pháp như kiểm tra siêu âm, cũng như dao động nhiệt độ và rung động trong thiết bị và không khí xung quanh. Tất cả việc giám sát này góp phần phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn, trước khi chúng gây rủi ro cho người lao động và cộng đồng.
• Ngành ô tô: Ngành công nghiệp ô tô sử dụng rộng rãi các rô bốt công nghiệp và thiết bị IIoT có thể giúp chủ động bảo trì các hệ thống này và phát hiện các vấn đề tiềm ẩn trước khi chúng có thể làm gián đoạn hoạt động sản xuất. Ngoài bảo trì dự đoán trong quá trình sản xuất, cảm biến IIoT trên bo mạch đang cải thiện các hoạt động bảo dưỡng sau khi xe lăn bánh ra khỏi dây chuyền sản xuất và được giao cho khách hàng.
• Hàng không vũ trụ: Trong một ngành công nghiệp mà tính bền vững và hiệu quả năng lượng là mối quan tâm ngày càng tăng, cảm biến IIoT là lý tưởng để giám sát việc sử dụng năng lượng đầu cuối trong sản xuất linh kiện hàng không vũ trụ. Việc sử dụng năng lượng này trong sản xuất – được coi là một thành phần của hiệu suất tổng thể của một bộ phận máy bay – sau đó có thể được phân tích và tối ưu hóa để giảm chi phí và đáp ứng các quy định.

1. Tăng năng suất hiệu quả

Lợi ích lớn nhất của IIoT là mang lại cho các nhà sản xuất khả năng tự động hóa nhờ sự tham gia của robot và máy móc tự động, từ đó khiến hoạt động sản xuất hiệu quả và chính xác hơn, thúc đẩy năng suất và giúp các nhà sản xuất tối ưu hóa mọi quy trình. Hơn nữa, máy móc vật lý có thể được kết nối với phần mềm thông qua các cảm biến thông minh để theo dõi hiệu suất liên tục. Điều này cho phép các nhà sản xuất có cái nhìn sâu sắc hơn về hiệu suất hoạt động của từng bộ phận thiết bị cũng như toàn bộ quy trình sản xuất.

2. Giảm thiểu lỗi

IIoT cho phép các nhà máy sản xuất số hóa gần như mọi quy trình trong hoạt động sản xuất kinh doanh. Bằng cách giảm bớt quy trình và các mục nhập thủ công, các nhà sản xuất có thể giảm thiểu rủi ro lớn nhất liên quan đến lao động thủ công – sai sót của con người. Các giải pháp IIoT cũng có thể làm giảm nguy cơ xâm phạm mạng và dữ liệu do lỗi của con người.

3. Dự báo bảo trì

Bảo trì dự đoán được thực hiện bằng cách kết nối các cảm biến thông minh trên nền tảng IIoT để phân tích thống kê tình trạng thiết bị của bạn. Mục đích là dự đoán lỗi thiết bị bằng cách liên tục theo dõi máy móc trong quá trình hoạt động bình thường và cảnh báo cho người vận hành hệ thống khi có dấu hiệu cho thấy thiết bị cần thay thế hoặc chú ý. Với Bảo trì dự đoán, người vận hành hệ thống có thể thực hiện các phép đo trên các khía cạnh khác nhau về hiệu suất và điều kiện của thiết bị, thu thập dữ liệu, phân tích và sử dụng thông tin để quản lý ứng dụng tổng thể tốt hơn.

4. Cải thiện an toàn

IIoT giúp đảm bảo một nơi làm việc an toàn hơn. Các giải pháp IIoT hoạt động đầy đủ có hệ thống an toàn tích hợp sử dụng dữ liệu từ các thiết bị giám sát và điều khiển để giúp cải thiện an toàn tại nơi làm việc. Trong trường hợp có bất kỳ sự cố nào xảy ra, dữ liệu có giá trị sẽ được thu thập từ các hệ thống này, có thể giúp ngăn ngừa sự cố lặp lại của chúng trong tương lai. Thiết bị đeo được cũng được sử dụng trong các hoạt động IoT công nghiệp để theo dõi những thứ như mức độ tiếng ồn xung quanh và tư thế của nhân viên, v.v. và có thể cảnh báo ngay lập tức cho nhân viên khi họ không tuân thủ các quy trình an toàn thích hợp.

5. Giảm chi phí

Ứng dụng IIoT vào trong nhà máy giúp quản lý thiết bị máy móc hiệu quả. Chi phí bảo trì máy móc có thể được cải thiện một cách tích cực bằng cách kiểm soát chặt chẽ với thông qua các cảm biến thông minh từ đó đảm bảo cho thiết bị hoạt động ở hiệu suất tốt nhất, nắm bắt kịp thời các vấn đề, lỗi phát sinh trong quá trình vận hành trước khi phát sinh vấn đề, giúp tiết kiệm các chi phí sửa chữa lớn. Ngoài ra, việc ứng dụng công nghệ IoT còn giúp giảm thiểu chi phí nhân công lao động, khi hiệu quả quy trình được cải thiện.

Mặc dù IIoT đang chuyển đổi tương lai của các ngành sản xuất công nghiệp, các doanh nghiệp gặp nhiều khó khăn khi muốn hiện thực hóa công nghệ này. Dưới đây là các thách thức phổ biến mà các doanh nghiệp phải đối mặt trong giai đoạn triển khai:

1. Bảo mật: Bảo mật là một trong những thách thức lớn nhất đối với việc áp dụng IIoT. Các thiết bị IIoT cũng tạo ra nhiều lỗ hổng bảo mật hơn cho doanh nghiệp. Khi bị tấn công, ngoài việc mất các dữ liệu quan trọng, các thiết bị có thể bị điều khiển sai mục đích, tạm ngừng sản xuất, gây ảnh hưởng đến uy tín và tài chính của doanh nghiệp.

2. Chi phí đầu tư: Giá thành của các giải pháp IIoT khá cao. Mặc dù một trong những lợi ích chính của IIoT là cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm chi phí, các doanh nghiệp không chắc chắn về hiệu quả đầu tư và giải pháp thực sự đạt được.

3. Kết nối: Một trong những yêu cầu chính để ứng dụng IIoT là thu thập được dữ liệu đáng tin cậy từ các thiết bị. Tuy nhiên, có nhiều nguyên nhân không thể thu thập dữ liệu của các thiết bị như các thiết bị đã cũ và không hỗ trợ thu thập dữ liệu hoặc tuân theo các giao thức chuyên biệt khác nhau.

4. Kỹ năng nhân viên: Đối với nhiều doanh nghiệp, việc đào tạo hoặc tìm kiếm đội ngũ nhân viên mới có năng lực để thiết kế, triển khai và vận hành các giải pháp công nghệ IIoT hiện đại là một thách thức rất lớn.

1. Xu hướng #1: Nhà máy thông minh

Trong nền công nghiệp 4.0, nhà máy thông minh là một trong những xu hướng hàng đầu của IIoT, và cũng đang được các doanh nghiệp sản xuất quan tâm nhất hiện nay. Được xây dựng dựa trên nền tảng công nghệ IIoT, nhà máy thông minh giúp cho mọi quy trình trong nhà máy được số hóa hoàn toàn, nhanh chóng và hiệu quả. Tuy nhiên, nhà máy thông minh sẽ thực sự đạt được hiệu năng tốt đa cũng như đạt được lợi nhuận kỳ vọng nếu có một hệ thống hậu cần vững chắc, đảm bảo đáp ứng mọi yêu cầu lưu trữ của nhà máy. Vì vậy, hệ thống lưu trữ thông minh cũng chính là một trợ thủ đắc lực, đồng hành song song với sự phát triển của nhà máy thông minh. Đến với năm 2022, hai thành tựu công nghệ vượt trội này sẽ trở thành một tiêu chuẩn mới cho nền công nghiệp sản xuất trong tương lai.

2. Xu hướng #2: Công nghệ kết nối

Kết nối không dây là chìa khóa để đảm bảo rằng các ứng dụng IIoT có thể hoạt động đúng với tiềm năng của chúng. Cải thiện khả năng truy cập không dây có thể sẽ là một xu hướng phổ biến vào năm 2022 khi công nghệ mạng không dây ngày càng trở nên tinh vi hơn và nhu cầu về công nghệ không dây ngày càng tăng. Một số công nghệ đang được sử dụng và đang phát triển ngày nay vào năm 2022 để sản xuất các hệ thống IIoT như: Bluetooth, Zigbee, Wifi,… Trong đó, kết nối Wifi tốc độ cao là một trong những giải pháp tốt nhất cho các ứng dụng IoT công nghiệp cho các nhà máy vào năm 2022.

3. Xu hướng #3: Mô hình bản sao kỹ thuật số

Với công nghệ này, các thiết bị IIoT có thể được giám sát trực tuyến, với mục tiêu cuối cùng là tối ưu hóa hiệu suất, dự đoán lỗi và giảm thời gian chết. Đến năm 2022, mô hình bản sao kỹ thuật số sẽ được sử dụng như một xu hướng IIoT quan trọng để giám sát và quản lý thiết bị và tài sản từ xa. Các nhà sản xuất cũng có thể sử dụng mô hình bản sao kỹ thuật số để tập hợp dữ liệu từ thời gian thực trên nhiều thiết bị và cảm biến thông minh để tạo ra một cái nhìn tổng hợp của hệ thống nhằm đưa ra quyết định hiệu quả.

4. Xu hướng #4: Giám sát và điều khiển từ xa

Nhờ mạng IIoT, việc giám sát đảm bảo chất lượng có thể được thực hiện từ xa và tự động. Điều này có thể cải thiện năng suất và hiệu quả của các doanh nghiệp sản xuất rất nhiều. Cảnh báo thời gian thực có thể được gửi để cho phép phản hồi nhanh hơn đối với các vấn đề như hỏng máy không mong muốn và các gián đoạn khác. Kết nối video thời gian thực thông qua các thiết bị IIoT cũng hỗ trợ các nỗ lực trí tuệ nhân tạo như kiểm tra trực quan tự động. Điều này cho phép AI phát hiện lỗi và loại bỏ chúng khỏi dây chuyền lắp ráp trước khi chúng có thể được vận chuyển. Các giải pháp kiểm tra trực quan dựa trên AI sẽ không thể thực hiện được nếu không có các cảm biến và máy ảnh IoT để hỗ trợ mắt và tai cho quá trình ra quyết định.

5. Xu hướng #5: Điện toán biên

Một trong những xu hướng thú vị nhất trong lĩnh vực công nghệ IIoT là điện toán biên. Trong bối cảnh sản xuất, một số thiết bị trong mạng biên cục bộ tại nhà máy có thể xử lý quá trình sản xuất mà không cần phải gửi dữ liệu đi nơi khác để xử lý. Điều này không chỉ nhanh hơn và hiệu quả hơn mà còn an toàn hơn. Vì dữ liệu không bao giờ rời khỏi nhà máy nên không có nguy cơ bị bên thứ ba chặn hoặc khôi phục dữ liệu.

Các công ty công nghiệp hướng tới tương lai tận dụng các cơ hội mới bằng cách kết hợp điện toán biên và AI vào Edge AI. Khái niệm Edge AI cho phép tính toán AI được thực hiện gần người dùng ở rìa của mạng IIoT, thay vì đám mây. Điều đó giúp mang thông tin tình báo theo thời gian thực vào các quy trình công nghiệp, tăng cường quyền riêng tư và tăng cường an ninh mạng, đồng thời giảm chi phí và đảm bảo cải tiến liên tục các quy trình sản xuất.

6. Xu hướng #6: Theo dõi vị trí

Hệ thống định vị thời gian thực (RTLS) dựa trên công nghệ không dây của công nghệ IIoT, chẳng hạn như Wi-Fi, đèn hiệu BLE, UWB và RFID giúp doanh nghiệp xác định vị trí của sản phẩm trong nhà máy, từ đó có thể theo dõi tiến độ của chúng từ đầu đến cuối quá trình sản xuất. Điều này không chỉ có thể giúp doanh nghiệp xác minh đảm bảo chất lượng mà còn có thể cung cấp dữ liệu bổ sung để hỗ trợ các ứng dụng bản sao kỹ thuật số.

7. Xu hướng #7: Tối ưu hóa năng lượng

Bằng cách sử dụng các cảm biến thông minh tối ưu hóa năng lượng IIoT để theo dõi trạng thái điện và việc sử dụng các thiết bị, máy móc trong nhà máy, người vận hành có thể tinh chỉnh quy trình và tự động tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng của các thiết bị khác nhau. Tuy nhiên, việc tạo ra các quy trình sản xuất thân thiện với môi trường sẽ giúp tối ưu hóa năng lượng hơn nhưng tốn nhiều công sức hơn là chỉ cảm biến IoT và xử lý dữ liệu điện.

           Trong tương lai, sự phát triển của các thiết bị IIoT sẽ mang đến cho các doanh nghiệp nhiều cơ hội phát triển hơn nữa, là chìa khóa thành công mở ra kỷ nguyên mới cho nền sản xuất công nghiệp. Ngoài ra, phân tích dữ liệu lớn sẽ phát triển để kết hợp dữ liệu IIoT nhằm giúp các doanh nghiệp có thể phát hiện các thay đổi trong thời gian thực và phản ứng kịp thời.