Mitä IoT on ja miten se toimii?
Tämä verkkosivu on käännetty koneellisesti. SAP ei anna takuuta konekäännöksen oikeellisuudesta tai täydellisyydestä. Alkuperäinen englanninkielinen verkkosivu löytyy tämän sivun oikeassa yläkulmassa olevasta maailmankartasta.
Esineiden internetiin sisältyy yleisimmin mikä tahansa esine – tai ”asia”, joka voidaan kytkeä langattomasti Internet-verkkoon. Nykyisin esineiden internet on kuitenkin tullut tarkoittamaan erityisesti toisiinsa liittyviä asioita, jotka on varustettu antureilla, ohjelmistoilla ja muilla tekniikoilla, joiden avulla ne voivat siirtää ja vastaanottaa tietoa – käyttäjille tiedottamista tai toimen automatisointia varten. Perinteisesti yhteydet saavutettiin pääasiassa Wi-Fi-verkon avulla, kun taas 5G ja muuntyyppiset verkkoalustat tarjoavat nykyään lupauksen käsitellä valtavia tietokokonaisuuksia lähes missä tahansa nopeudella ja luotettavasti.
Kun esineiden internetin laitteet ovat keränneet ja siirtäneet dataa, lopullisena tavoitteena on oppia siitä mahdollisimman paljon ja saada se tuottamaan yhä tarkempia ja kehittyneempiä tuotoksia ja oivalluksia. Tässä yhteydessä otetaan käyttöön tekoälyn tekniikoita: esineiden internetin verkkojen lisääminen edistyneiden analyysien ja koneoppimisen voimalla.
IoT:n historia
Vuonna 2021 maailmassa oli yli 10 miljardia esineiden internetin laitetta, ja vuoteen 2025 mennessä IDC odottaa globaalin datan tuottavan yli 73 zettabyttia – mikä vastaa 73 biljoonaa gigatavua. Vaikka digitaalista dataa ei varsinaisesti voida mitata fyysisesti, voimme sanoa, että jos kaikki nämä tiedot muunnettaisiin 1990-luvun floppialevyiksi – ja ne oli asetettu loppuun – ne voisivat mennä kuulle ja takaisin yli 5 000 kertaa.
Vain muutamassa vuosikymmenessä esineiden internetin tiedot ovat kasvaneet räjähdysmäisesti, ja se todennäköisesti jatkuu. Mikä siis sai aikaan tämän esineiden internetin nousukauden? Jotta esineiden internet kehittyisi, tiettyjen teknologioiden oli yhdistyttävä ja edettävä samanaikaisesti.
- Yhteydet: Nöyristä mallipohjaisista lähtökohdista lähtien nykyiset internet- ja pilviyhteydet ovat nyt riittävän nopeita ja vakaita lähettämään ja vastaanottamaan valtavia tietomääriä ja tukemaan esineiden internetin eksponentiaalista kasvua.
- Sensoriteknologia: Kun esineiden internetin anturi-innovaatioiden kysyntä kasvoi tasaisesti, markkinat siirtyivät muutamilta kalliilta kapean sektorin tarjoajilta erittäin globaaliin ja kilpailukykyiseen anturien valmistusteollisuuteen. Vuodesta 2004 esineiden internetin anturien keskihinta on laskenut yli 70 prosenttia, mihin on liittynyt näiden tuotteiden paremman toimivuuden ja monipuolisuuden lisääntynyt kysyntä.
- Tietokoneteho: Tietoa syntyy seuraavan viiden vuoden aikana kaksi kertaa enemmän kuin digitaalisen tallennuksen aloittamisen jälkeen. Kaiken tämän tiedon käyttämiseksi ja hyödyntämiseksi nykyaikaiset yritykset vaativat yhä enemmän muistia ja käsittelyvoimaa. Kilpailu tämän saavuttamiseksi on ollut nopea ja kilpailukykyinen, ja se on lisännyt esineiden internetin merkitystä ja sovellettavuutta.
- Big Data -teknologia: 1980-luvulta lähtien maailman data sekä sen tallentamiseen tarvittava tietokonetekniikka ovat kasvaneet räjähdysmäisesti. Tietokantojen ja analyysityökalujen kehittymisen ansiosta esineiden internetin laitteista, älykkäistä ajoneuvoista ja laitteista tuotettua dataa on voitu käsitellä ja analysoida reaaliajassa. Tämä nopeus ja kapasiteetti ovat olennaisen tärkeitä tavaroiden internetin kannalta.
- AI ja koneoppiminen: Nämä tekniikat tarjoavat kyvyn hallita ja käsitellä suuria määriä esineiden internetin dataa, mutta myös analysoida ja oppia siitä. Big Data on tekoälyn ja koneoppimisen suosikkiruoka. Mitä suurempia ja monipuolisempia tietojoukot ovat, sitä luotettavampia ja tarkempia tietoja tekoälyä käyttävät kehittyneet analyysit voivat tuottaa. IoT:n laitteiden määrän kasvu on kasvanut huomattavasti tekoälyn kehittymisen ja sen tiedonhalun myötä.
- Pilvipalvelut: Aivan kuten liitettävyys oli olennainen osa esineiden internetin kehitystä, myös pilvipalvelujen nousu on ollut tiiviisti sidoksissa sen kehittymiseen. Kun esineiden internetin pilvipalvelut kykenivät tuottamaan prosessointivoimaa ja suuren määrän tallennustilaa tarvittaessa, ne tasoittivat tietä esineiden internetin laitteiden yhä suurempien ja monimutkaisempien tietokokonaisuuksien keräämiselle ja siirtämiselle.
Miten IoT vaikuttaa... ja miksi?
IoT-laitteet ovat silmämme ja korvamme, kun emme voi fyysisesti olla siellä – keräämällä mitä tahansa tietoa, jota ne on ohjelmoitu keräämään. Nämä tiedot voidaan sitten kerätä ja analysoida, jotta voimme tiedottaa ja automatisoida seuraavia toimia tai päätöksiä. Tässä prosessissa on neljä keskeistä vaihetta:
Neljä keskeistä vaihetta esineiden internetissä
- Rekisteröi tiedot. IoT-laitteet keräävät anturien kautta tietoa ympäristöistään. Tämä voi olla yhtä yksinkertaista kuin lämpötila tai yhtä monimutkainen reaaliaikainen videosyöte.
- Jaa tiedot. Käytettäessä käytettävissä olevia verkkoyhteyksiä IoT-laitteet lähettävät nämä tiedot julkiseen tai yksityiseen pilvijärjestelmään (laitejärjestelmälaite) tai toiseen laitteeseen (laitteeseen) tai tallentavat ne paikallisesti käsittelyä varten.
- Käsittele tiedot. Tässä vaiheessa ohjelmisto ohjelmoidaan tekemään jotain tuon tiedon perusteella – kuten kääntämään fani päälle tai lähettämään varoitus.
- Reagoi tietoihin. IoT-verkon kaikista laitteista kerätyt tiedot analysoidaan. Tämä tarjoaa tehokkaan näkemyksen, joka antaa tietoa luotettavista toimista ja liiketoimintapäätöksistä.
Esimerkkejä esineiden internetin toimintaverkostoista
IoT-verkot ja niiden tuottama data toimivat käytännössä kaikilla nykyelämän osa-alueilla – kodeissamme, autoissamme, myymälöissämme ja jopa kehossamme.
- Älykkäät kodit: Monet tuntevat jo IoT-verkostot omissa kodeissaan. Älykkäillä kytkimillä, antureilla ja laitteilla, jotka kommunikoivat Z-Waven tai Zigbeen kaltaisten protokollien avulla, kotiautomaatiojärjestelmiä voidaan käyttää esimerkiksi valaistuksen, ilmaston, turvajärjestelmien ja laitteiden seuraamiseen ja ohjaamiseen. Jos unohdat sammuttaa valot tai uunisi ennen talosta poistumista, voit tehdä sen puhelimesta IoT-pohjaisten laitteiden kautta.
- Älykkäät verkot: Älykkäät verkot yhdistettynä tekoälyyn ja edistyneeseen analyysiteknologiaan älykkäät verkot auttavat integroimaan IoT-ratkaisuja auttaakseen kuluttajia jakautumaan paremmin ja ymmärtämään energiaa, jota he käyttävät – ja jopa tuottavat – aurinkopaneelien ja muiden keinojen avulla. IoT-anturit eri puolilla verkkoa voivat havaita mahdolliset riskit aikaisemmin, jotta sähkö voidaan jakaa uudelleen tarpeen mukaan katkosten ja muiden ongelmien ehkäisemiseksi tai minimoimiseksi. Anturit voivat myös havaita korjausten edellyttämiä mekaanisia ongelmia ja hälytysteknikoita, jotka kaikki auttavat energiankuluttajia saamaan paremman ohjauksen ja oivalluksen.
- Älykkäät kaupungit:Älykkään kaupungin indeksin (Smart City Index, SCI) mukaan älykäs kaupunki on ”kaupunkiympäristö, jossa sovelletaan teknologiaa kaupungistumisen hyötyjen parantamiseksi ja puutteiden vähentämiseksi”.Väestön kasvu, liikenneruuhkat ja ikääntyvät infrastruktuurit ovat kaikki yksi niistä haasteista, joihin esineiden internet auttaa vastaamaan. Kaupunkisuunnittelijat voivat käyttää antureita, mittareita ja muita esineiden internetin laitteita seuratakseen ja kerätäkseen tietoa ongelmien ennakoivaa käsittelyä varten. Esimerkiksi myrskyviemäreihin sijoitetuilla antureilla voidaan havaita vedenkorkeutta ja automatisoida toimia, jotka auttavat estämään tulvia, kun pitoisuudet nousevat liian korkeiksi.
Tutustu siihen, miten Endress+hauser keksi itsensä uudelleen esineiden internetin tekniikalla
- Liityntäautot: Nykyään käytännöllisesti katsoen kaikki uudet autot rullaavat radalta esineiden internetin ja älykkään toiminnallisuuden avulla, ja 5G-autojen odotetaan kasvavan kaikkialla seuraavien viiden vuoden aikana ja sen jälkeen. Kehittyneet kuljettajan apujärjestelmät (ADAS), joissa käytetään esineiden internetin tekniikkaa, auttavat kuljettajia välttämään törmäyksiä, suunnittelemaan reittejä, puristamaan tiukkoihin pisteisiin ja paljon muuta. Ja autoilun esineiden internetin kehittyessä näemme enenevässä määrin liitettävyyden ulkoisiin laitteisiin, kuten liikennevaloihin, jalankulkijoihin, uutis- ja säälähteisiin sekä suoratoistoviihdetarjoajiin.
- Esineiden internet vähittäiskaupassa: Asiakkaille suunnattuja esineiden internetin ratkaisuja käytetään yhä enemmän myymäläkokemusten parantamiseen. Liikkeellä aktivoidut älykamerat, älyhyllyt, lähettimet ja RFID-teknologiat voivat auttaa ostajia löytämään kohteita mobiilisovelluksen avulla. Niiden avulla on helppo jakaa varastotietoja ja jopa lähettää myynninedistämisiä asiakkaille, kun ne selaavat myymälässä. IoT-ratkaisujen avulla voidaan parantaa asiakkaiden kokemuksia seuraamalla toimituksia ja kuljetusajoneuvoja, jolloin asiakkaat voivat mukauttaa ostossuunnitelmiaan paremmin, koska myymälä- ja verkkokauppakokemusten väliset linjat hämärtyvät.
- Etäterveys: On yhä yleisempää nähdä IoT-pohjaisia kuluttajalääkinnällisiä laitteita, kuten älykelloja ja lääkeautomaatteja, jotka auttavat lääkäreitä seuraamaan potilaita etänä. Osa teleterveydenhuollon kiehtovimmista edistysaskelista on kuitenkin tulossa älykkäiden kirurgisten välineiden avulla. Tämä on erityisen tärkeää syrjäisillä tai alikehittyneillä alueilla asuville potilaille. Näiden välineiden avulla etälääkärit voivat olla yhteydessä maailman parhaisiin kirurgeihin, suorittaa ohjattuja leikkauksia, etädiagnooseja ja jopa seurata anestesioituneita potilaita tuona kriittisenä aikana.
- Liikenteen hallinta: IoT-teknologiaa voidaan käyttää antureiden, kameroiden ja muiden laitteiden verkoston avulla vähentämään liikenneruuhkia ja tarjoamaan toimivia uudelleenohjausvaihtoehtoja. Esimerkiksi reaaliaikaisia tietosyötteitä voidaan käyttää signaalien ajoituksen mukauttamiseen siten, että varmistetaan liikenteen sujuva kulku dynaamisissa olosuhteissa. Valoanturit voivat havaita ja säätää valaistuksen kirkkautta optimaalisen näkyvyyden saavuttamiseksi, kun taas tieanturit voivat havaita onnettomuuksia ja ilmoittaa automaattisesti ongelmista.
Mitkä ovat esineiden internetin tietojen teolliset käyttötarkoitukset?
Joka vuosi tuottamistamme triljoonista gigabiteeteista teollisen esineiden internetin (IIoT) tiedot ovat suurin (ja nopeimmin kasvava) tietojen tuottaja. Suuri osa siitä tulee lähes miljardista valvontakamerasta ympäri maailmaa. Valtavia summia syntyy myös toisiinsa kytketyistä autoista sekä valmistus- ja kuljetussovelluksista. Tällä hetkellä tuotetaan, kerätään ja hyödynnetään kolmentoista teknologian alan tietoja lähes kaikilla toimialoilla toimitusketjun hallinnasta terveydenhuoltoon.
Yksi aloista, joilla IIoT-teknologia kasvaa nopeimmin, on valmistusketjut ja toimitusketjut. Älytehtaassa sensorit voivat havaita ja jopa ennustaa mekaanisia asioita pitääkseen asiat käynnissä. Ne voivat myös kerätä ja analysoida operatiivisia tietoja löytääkseen asianohjauksia ja prosesseja, jotka ovat nopeimpia ja tehokkaimpia ja jotka voidaan sitten automatisoida keskitetyn järjestelmän avulla. Toimitusketjuissa esineiden internetin ratkaisut auttavat virtaviivaistamaan toimintaa kokonaisvaltaisesti. Raaka-aineiden ja tarvikkeiden turvallisuus ja alkuperä voidaan jäljittää. Rahdin, laivaliikenteen ja viimeisen mailin logistiikkaa voidaan valvoa reaaliajassa. Asiakkailla voi olla reaaliaikaisia päivityksiä tilausten tilasta tai tuotteiden alkuperästä.
Esineiden internetin tulevaisuus
Tulevaisuudessa voimme etsiä saumattomampaa integraatiota teknologian ja inhimillisen kokemuksen välillä. Vaikka metaversumi saattaa olla vielä muutaman vuoden päässä, 3D-audio, kehittynyt virtuaalitodellisuus, haptiset aistimukset ja tekoälyä hyödyntävä reaaliaikainen yksilöllistäminen tarkoittavat, että vuorovaikutusemme meitä ympäröivien laitteiden kanssa mahdollistaa yhä ”todelliset” aistikokemukset. 5G:n nousun ja globaalisti ubiquitous nopeiden yhteyksien myötä ihmisillä on lisäksi kvantitatiivinen kyky jakaa näitä kokemuksia millä tahansa etäisyydellä. Seuraukset ovat valtavat, ja niillä on mahdollisuus muuttaa suhtautumistamme keskeisimpiin toimintoihimme ja instituutioihimme, kuten työpaikkoihin, kirurgiseen ja lääketieteelliseen hoitoon, kiinteistöihin, ostoksiin, matkustamiseen ja ihmissuhteisiin yleensä.
Lisätietoja teollisesta esineiden internetin käytöstä
Tutustu siihen, miten IIoT-tiedot auttavat parantamaan teollista toimintaa kokonaisvaltaisesti.
SAP Insights -uutiskirje