בחירת שער IoT הנכון יכולה להיות משימה מבלבלת ומרתיעה עבור בעלי מפעלים ויצרנים. השער הנכון יאפשר ליצרנים לרתום את הפוטנציאל של IoT ויישומי Industry 4.0 אחרים בתהליכים שלהם.
ככזה, מאמר זה סוקר את עשרת השלבים המרכזיים הכרוכים בבחירת השער המתאים לצרכים התעשייתיים שלך.
10 שיקולים מרכזיים לבחירת שער IoT תעשייתי
1.מהי מטרת השער?
השלב הראשון של יישום שער IoT כולל הערכת המטרות והתכונות העיקריות הנדרשות עבור השער. זה צריך להיות המדריך העיקרי לתהליך הבחירה.
הבה נבחן שתי דוגמאות כדי להמחיש מושג זה.
בעל מפעל עשוי לרצות לקבוע תחזוקה מונעת במכונות בקומת המפעל כדי למנוע תקלות מכונות ותיקונים יקרים. כדי להשיג זאת, יש להתקין חיישנים במכונה כדי למדוד ביצועים כלליים. השער שנבחר במקרה זה חייב להיות מסוגל לאסוף נתונים אלה בצורה מאובטחת ולכלול התראות מובנות כדי להודיע לבעל המפעל אם מכונה מתחממת יתר על המידה או עומדת לצאת למצב לא מקוון.
לאחר מכן, השער ישדר את נתוני הביצועים ליחידת עיבוד אנליטית בענן. יחידת העיבוד האנליטית תעריך מגמות בביצועים לאורך זמן בכל המכונות ותוכל לראות אילו מכונות נתקלות בבעיות ביצועים. כתוצאה מכך, בעל המפעל יכול לתזמן תחזוקה מונעת במכונות שחוות בבעיות ביצועים בעת הצורך.
בתרחיש אחר, חקלאי עשוי לרצות להגדיל את תפוקת היבול שלו ולהפוך את ההשקיה לאוטומטית בחווה שלו. במקרה זה, על החקלאי להתקין מספר חיישנים בחווה שלו כדי למדוד גורמים סביבתיים כגון לחות הקרקע, אור, טמפרטורה ולחות. מודל השער הנבחר חייב להיות מסוגל לאסוף נתונים מהחיישנים, לסנן את הנתונים ולשלוח רק את הנתונים הדרושים למערכת ההשקיה לאוטומציה. בנוסף, על השער להעביר את כל הנתונים ליחידת עיבוד אנליטית בענן. לאחר מכן, יחידת העיבוד האנליטית תעריך מגמות והחקלאי יוכל לראות אילו גורמים משפיעים על תפוקת היבול שלו ולקבוע את התרופות הנדרשות.
כפי שברור מהדוגמה לעיל, השער האידיאלי ישתנה בהתאם למטרה הסופית ולפונקציונליות הרצויה.
2. כמה נתונים צריך השער לאסוף מהחיישנים?
תרחישים מסוימים עשויים לכלול פריסת מאות חיישנים, בעוד שבמקרים אחרים עשויים להיות יותר מ-10,000 חיישנים במיקום בודד, כל אחד מקבל סדרה של 30 קריאות בשנייה. ניתוח כמות הנתונים הנדרשת הוא השלב החשוב הבא בתהליך בחירת השער.
בנוסף, בהתאם לכמות הנתונים הנדרשת, יצרנים עשויים לבחור להתקין מספר שערים, כך שזהו גורם מפתח נוסף שיש לקחת בחשבון.
3. האם יש לסנן נתונים שנאספו מחיישנים?
ניתן לאסוף נתונים מחיישנים ולאחר מכן לשלוח אותם ישירות ליחידת עיבוד אנליטית בענן. עם זאת, בפרויקטים רבים של IoT, לא כל הנתונים מחיישנים נדרשים, או שהשער יצטרך לבצע כמה פעולות עיבוד מקדים בנתונים המתקבלים מחיישנים לפני שהם נשלחים ליחידת העיבוד האנליטית.
כתוצאה מכך, ייתכן שיצרן יצטרך לרכוש שער לסינון נרחב מחיישנים ולבצע יותר מפעולת עיבוד מקדים אחת בנתונים.
שער המסוגל לבצע את פעולות העיבוד המקדים והסינון המתקדמות הללו מכונה שער המותאם לניתוח קצה.
4.איפה מותקן השער?
ייתכן שיהיה צורך להתקין את השער ביחידת HVAC או בגובה רב, ולכן הוא צריך להיות מחוספס ויכול לפעול בתנאים קיצוניים.
חלק מדגמי השער מתוכננים לפעול בתנאים קשים עם טווח טמפרטורות של -30 מעלות צלזיוס עד 70 מעלות צלזיוס, טווח גובה של 15 מ' עד 5,000 מ', ומאפשרים תנאי זעזועים ורעידות גבוהים. בעלי מפעלים צריכים לוודא שהם בוחרים את השער המתאים לסביבת ההפעלה שלהם.
5. אילו אפשרויות קישוריות, פרוטוקולים וממשקים מציע השער?
פלטפורמות IoT רבות משתמשות באפשרויות קישוריות קרבה כגון Bluetooth ו-Ethernet, כמו גם Wi-Fi ו-LAN אלחוטי לצרכי קישוריות לטווח ארוך יותר. יותר ויותר יצרנים ובעלי מפעלים בוחרים להשתמש בסמארטפונים שלהם כדי לנטר מרחוק את פעילות המפעל שלהם. מודל ה-IoT gateway אכן מתאים למגוון רחב יותר של אפשרויות קישוריות, כגון מבוססי GSM/GPRS ו-LTE-M.
לא כל שערי ה-IoT שווים בהקשר הזה, ובאופן כללי, ככל שהשער זול יותר, כך הוא מציע פחות אפשרויות קישוריות, וזה גורם חשוב שיש לקחת בחשבון.
שערים צריכים לתמוך בפרוטוקולים סטנדרטיים כגון TCP/IP ו-HTTP, כמו גם Modbus, MQTT ו-OPC UA. בנוסף, ממשקים טוריים מרובים, ממשקי LAN ויציאות USB צריכים לאפיין שערים המשמשים בסביבות תעשייתיות.
6. כמה נתונים יכול שער לאחסן?
שערים תעשייתיים הפרוסים במפעלים אוספים בדרך כלל קריאות חיישנים מרובות בשנייה. עם זאת, עלולים להתרחש מצבים כגון תקלות רשת, כך שהשער צריך לאחסן נתונים אלה בזמן שהבעיה ברשת מתוקנת.
לרוב דגמי השערים הקיימים כיום בשוק יש יכולות אחסון, אך שערים המותקנים בסביבות תעשייתיות טיפוסיות צריכים להיות מסוגלים לאחסן כמויות גדולות של נתונים ולפרקי זמן ארוכים יותר. לכן, מומלץ להשקיע בשער המאפשר אחסון מורחב וחריצי מיקרו-SD נוספים כך שהשער יוכל לאחסן לפחות 20 גיגה-בייט של נתונים.
7.האם השער כולל תכונות ואפשרויות אבטחה מובנות?
הגנה על השער היא קריטית לצרכי האבטחה של כל פלטפורמת ה-IoT. בעוד שלרוב השערים המודרניים יש אפשרויות אבטחה מובנות, עדיין כדאי לבדוק את תקני ההצפנה המשמשים את השער, האם השער מציע תהליך אימות והאם השער יכול לזהות שיבוש.
8. האם השער מאושר?
דגמי שער צריכים להיות מאושרים FCC/CE/IC עבור התאימות לסטנדרטים הנדרשים לאלקטרוניקה. יש גם אישורים נוספים כמו Mobile PTCRB/GCF ואישורי בטיחות שכדאי להזכיר.
9.האם יש צורך לשלב כל ציוד, מכונות ומכשירים קיימים בפלטפורמת IoT?
למפעלים ויצרנים רבים יש לרוב ציוד ומכונות ישנים יותר עם אורך חיים ארוך. שדרוג מכשירים אלה לחיבור ישיר לענן לרוב אינו כדאי או אפשרי מבחינה כלכלית. במקרים אלה, השער הנבחר אמור לתמוך בציוד קיים ולהיות מסוגל להתחבר להתקנים מדור קודם כדי להבטיח שכל הנתונים מהמפעל משולבים.
10. האם בעל המפעל או היצרן דורשים אפשרויות התאמה אישית נוספות?
יצרנים עשויים לדרוש אפשרויות התאמה אישית נוספות כגון אפשרויות חיסכון בחשמל ותמיכה ב-LTE. לכן, חשוב להיות מודעים לכל התאמה אישית ותצורות נוספות ולחפש דגמים שיכולים להתאים להתאמה אישית אלו.
מַסְקָנָה
לשערי IoT יש השפעה משמעותית על הפריסה המוצלחת של פתרונות IoT. אחוז גדול מפרויקטי ה-IoT מתמודדים עם בעיות יישום ומדרגיות עקב בחירת שער לקוי.
לכן, מומלץ ליצרנים ולבעלי מפעלים להעריך בקפידה את קריטריוני הבחירה כדי לעזור להם לבחור את השער הנכון שיוכל לטפל, לעבד ולהזרים את הנתונים התעשייתיים שלהם בזמן אמת כדי לסייע בקבלת החלטות קריטיות.