Aktuální vydání

celé číslo

04

2024

Průmyslové roboty a automatizace výrobních a montážních linek

celé číslo

Internet věcí přináší mnohem víc než komunikace M2M

Komunikace M2M i systémy internetu věcí (IoT) umožňují dálkový přístup k zařízením, ale tím jejich podobnost končí. Pro komunikaci M2M je typické použití vyhrazeného hardwaru – vestavných komunikačních modulů, které určují vlastnosti rozhraní komunikujícího zařízení; naproti tomu systémy IoT staví na softwarové integraci dat v rámci celého podniku, aby tak dosáhly zlepšení výkonu a efektivity výrobních procesů, popř. umožnily využití nových modelů výrobních systémů.

 
Diskuse o využití internetu věcí (IoT – Internet of Things) v průmyslu a jeho přínosech s sebou nese také mnoho otázek, které se týkají vztahu systémů IoT a komunikace M2M (Machine-To-Machine). Komunikace M2M je do jisté míry předchůdcem systémů IoT. Nejdůležitějším společným prvkem pro obě platformy je dálkový přístup k zařízením. Objevuje se zde otázka, jak se systémy IoT a komunikace M2M liší. Základní rozdíl je v tom, jak je v obou řešeních dálkový přístup realizován. Komunikace M2M v tradičním uspořádání spoléhá na architekturu bod-bod, využívá vestavné komunikační moduly a klasické kabelové i bezdrátové sítě, zejména vyhrazené sítě realizované prostřednictvím infrastruktury mobilních operátorů. Naproti tomu systémy IoT spoléhají na internetové sítě založené na protokolu IP, jež propojují data ze zařízení s cloudem prostřednictvím otevřeného, volně přístupného (v rámci uživatelských oprávnění) middlewaru v zařízení.
 
Trh s technikou M2M nedosáhl rozvoje, který byl od něj původně očekáván. Při hledání příčin tohoto neúspěchu je nutné se ptát na rozdíly mezi komunikací M2M a systémy IoT. Technika M2M sice umožňuje dálkový přístup k zařízení, ale zařízení jsou jen jednotlivými datovými zdroji v systémech diagnostiky a údržby. Jen vzácně, pokud vůbec, jsou data integrována také do systému řízení podniku a využívána pro celkovou optimalizaci výrobních procesů.
 
Základní koncepcí rozvíjejících se systémů IoT je integrace provozních dat do systémů „velkých dat“ (big data) a jejich využití prostřednictvím analytických nástrojů a aplikací. Tato integrace je nezbytnou podmínkou pro dosažení přínosů, jichž komunikace M2M sama o sobě není schopna, a proto má IoT výrazně větší tržní potenciál.
 

Dálkový přístup? Ano, ale jak a u koho data skončí?

Dálkový přístup k zařízením je tedy to, co je společné pro IoT i komunikaci M2M. U komunikace M2M je v typickém případě zařízení vybaveno vestavným hardwarovým komunikačním modulem a využívá vyhrazené kabelové nebo bezdrátové sítě, popř. vyhrazené sítě mobilních operátorů. Naproti tomu komunikace, nejčastěji v servisním středisku, které má na starost údržbu daného zařízení, je klientská aplikace, opět vyhrazená jen pro komunikaci s daným typem zařízení. Dodavatel zařízení (stroje, výrobní linky, měřicí stanice apod.) tak může dodané zařízení na dálku diagnostikovat, řešit některé problémy, nahrávat aktuální verze softwaru a vykonávat další operace. Tím šetří čas servisních pracovníků a cestovní náklady. To není málo, ale je to všechno.
 
U průmyslových systémů IoT je odpověď na otázky „co, jak a proč“ v souvislosti s dálkovým přístupem k zařízením podstatně složitější. Součástí průmyslových systémů IoT jsou nejen stroje, zařízení a výrobní linky jako u komunikace M2M, ale také jednodušší snímače nebo akční členy. Zařízení v IoT nevyužívají žádný speciální komunikační modul, ale komunikují prostřednictvím zcela standardních internetových sítí (IP). Data nejsou zpracovávána vyhrazenou aplikací, ale jsou začleněna do informačního systému podniku, z něhož mohou být podle potřeby čerpána a zpracovávána podnikovými softwarovými aplikacemi. Poslouží tak nejen k zefektivnění servisu, ale také k optimalizaci podnikových procesů a umožní realizovat nové výrobní modely, např. koncepci „výroba jako služba“.
 
Právě možnost všech aplikací v celém podniku přistupovat k provozním datům z jednotlivých strojů, zařízení, ale i snímačů jasně odlišuje systémy IoT od komunikace M2M. Data v systémech IoT se ukládají obvykle do cloudu, kam si pro ně mohou „sáhnout“ všechny oprávněné aplikace. Naproti tomu komunikace M2M je obvykle komunikace bod-bod. Cloudová architektura už ze své podstaty dává systémům IoT větší možnosti systém upravovat, rozšiřovat a doplňovat bez nutnosti měnit kabeláž nebo instalovat k zařízení moduly s kartou SIM pro mobilní sítě. Komunikace M2M je pouhou komunikací; IoT je mnohem univerzálnější platforma pro sběr a využití dat.
 

Integrované systémy IoT přinášejí značné výhody

Integrace dat v rámci celého podniku s mnohem většími možnostmi jejich využití a možností integrovat do systémů IoT širší spektrum zdrojů dat, včetně levnějších zařízení, jednoduchých snímačů a akčních členů, je ve srovnání s M2M podstatnou předností a příslibem komerčního úspěchu systémů IoT v průmyslové praxi (obr. 1).
 
Zákazníci, kteří používají komunikaci M2M nebo systémy IoT, tuto techniku obvykle zavádějí s primárním cílem omezit neplánované odstávky výroby a zkrátit dobu potřebnou pro servis. Tyto požadavky obě řešení beze zbytku splňují a nabízejí velké možnosti zlepšení správy a plánování servisních prací. Ovšem systémy IoT vynikají v tom, že umožňují provozní data zavádět do databází velkých dat (big data) a aplikovat na ně analytické metody a nástroje, které možnost jejich využití výrazně rozšiřují.
 
To, že se systémy IoT více spoléhají na software než na hardware, je otevírá širší skupině klientů, a to uvnitř podniku i mimo něj. Univerzální možnosti vizualizace dovolují data prezentovat jakoukoliv oprávněnou klientskou aplikací kdekoliv, kde je to třeba, včetně mobilních zařízení. Zatímco komunikace M2M je obvyklá jen mezi provozem a servisním oddělením, systémy IoT se díky uvedeným atributům stávají užitečným nástrojem i na vyšších stupních řízení podniku.
 

Rozdíly na straně dodavatele

Dodavatelé aplikací pro komunikaci M2M a pro IoT mají zpravidla rozdílné kompetence (tab. 1). Z toho přímo vyplývá, co jsou schopni koncovým uživatelům nabídnout. Komunikace M2M je tedy pouhá komunikace; využívá zejména vestavné komunikační moduly a proprietární telekomunikační sítě. Mnozí dodavatelé techniky pro M2M začínají nabízet i možnost ukládat data do cloudu. Využívají k tomu vlastní vývoj, akvizice firem nebo partnerství s firmami, které v tomto oboru již mají zkušenosti. Ovšem pro většinu dodavatelů techniky M2M je cloud neznámým územím. Dodavatelé systémů IoT naproti tomu nabízejí začlenění dat do podnikových informačních systémů a zdůrazňují možnosti jejich využití softwarovými aplikacemi. To je významný rozdíl.
 

Doporučení

Komunikace M2M a systémy IoT mají v různých ohledech mnoho společného, ale při rozhodování je nutné si dobře ujasnit, co od konkrétního řešení uživatel očekává nyní a o co od něj bude očekávat v budoucnu. Potenciálním zájemcům o využití komunikace M2M nebo systémů IoT lze doporučit, aby se inspirovali analýzami a průzkumy společnosti ARC Advisory Group. Autorka článku, sama analytička společnosti ARC, doporučuje toto:
  • Nejprve si ujasněte, zda potřebujete jednoduchý dálkový přístup k jednotlivým zařízením, např. pro pracovníky údržby, nebo zda chcete data využívat v celém podniku s využitím analytických nástrojů pracujících s velkými daty nebo jiných softwarových aplikací.
  • Důležitými aspekty pro rozhodnutí, zda v konkrétním případě použít IoT, nebo komunikaci M2M, jsou možnosti využití integrace dat v podniku, důraz na software, nebo hardware a použití standardních, nebo proprietárních rozhraní.
Čtenářům, kteří mají zájem o další informace o využití internetu věcí v průmyslu, je k dispozici k podrobnějšímu studiu technická zpráva agentury ARC z ledna 2014 s názvem Planning for the Internet of Things. Je dostupná na adrese www.arcweb.com/services/pages/industrial-internet-of-things-service.aspx/. Na téže adrese je zřízen portál, kde společnost ARC Advisory Group nabízí zájemcům o využití IoT v průmyslu své služby a konzultace.
Chantal Polsonettiová,
ARC Advisory Group
 
Obr. 1. Systémy IoT a komunikace M2M umožňují dálkový přístup k zařízení, ale tím jejich podobnost končí
 
Tab. 1. Jak se liší IoT a M2M z pohledu dodavatelů