مدل سازی و توسعه یک چارچوب هوشمند مقیاس پذیر برای زیرساخت های اینترنت اشیا در محیط های تولید پیشرفته

با گسترش روزافزون فناوری های دیجیتال، همگرایی اینترنت اشیاء صنعتی (IIoT) و تولید هوشمند به عنوان یکی از ارکان کلیدی شکل گیری اکوسیستم های شهر هوشمند مطرح شده است. هدف این مقاله، توسعه و تبیین یک چارچوب یکپارچه و جامع است که تعامل دوسویه میان زیرساخت های IIoT و سامانه های تولید هوشمند را به صورت نظام مند مورد بررسی قرار دهد. در این چارچوب، تولید هوشمند به عنوان بستری مولد برای ایجاد قابلیت های مشترک مبتنی بر اینترنت اشیاء در نظر گرفته می شود که نقش زیربنایی در پشتیبانی از شهرهای هوشمند ایفا می کند. زیرساخت IIoT، مجموعه ای از قابلیت ها و امکانات فناورانه را شامل می شود که مستقل از محصولات و فرآیندهای خاص تولیدی، امکان پشتیبانی از فعالیت های صنعتی و خدماتی مرتبط با شهر هوشمند را فراهم می آورد. با این حال، این زیرساخت در مقایسه با سایر اجزای شهر هوشمند، با چالش های پیچیده تری در سطوح هوشمندی، یکپارچگی و مدیریت داده مواجه است. از این رو، مقاله حاضر با رویکردی مبتنی بر مهندسی کامپیوتر، چارچوب های مفهومی و قابلیتی مرتبط با زیرساخت اینترنت اشیاء صنعتی را توسعه داده و آن ها را در قالب نگاهی یکپارچه به صنایع فعال در بستر شهر هوشمند تحلیل می کند. در این راستا، ویژگی های مشترک و الزامات کلان لایه های مختلف زیرساخت IIoT مورد تحلیل قرار گرفته و مجموعه ای از قابلیت های کلیدی بر اساس خصوصیات فنی و عملکردی استخراج و سازمان دهی شده اند. افزون بر این، زیرساخت های موجود و نوظهور IIoT، متناسب با سطوح مختلف هوشمندی، به صورت جزئی یا کامل در چارچوب پیشنهادی ادغام شده اند. نتایج این پژوهش، رهنمودهای تخصصی و کاربردی را برای توسعه دهندگان خدمات و سایر ذینفعان فراهم می سازد تا بتوانند از فناوری های نوین اطلاعات و ارتباطات در راستای طراحی و پیاده سازی موثر سیستم های شهر هوشمند بهره برداری کنند.

کلیدواژه ها:

چارچوب یکپارچه ، اینترنت اشیاء صنعتی (IIoT) ، زیرساخت هوشمند ، تولید هوشمند ، شهر هوشمند