تحول دیجیتال چیست؟

در گذشته بسیاری از تجهیزات و سیستم‌های فیزیکی به‌صورت مستقل کار می‌کردند. یک پمپ فقط وظیفه انتقال سیال را انجام می‌داد، یک ماشین صنعتی وظیفه تولید یا پردازش محصول را بر عهده داشت و یک سیستم تهویه صرفاً سرمایش یا گرمایش محیط را انجام می‌داد.

اما با توسعه فناوری‌های دیجیتال، می‌توان به این تجهیزات سنسور، کنترلر، شبکه ارتباطی، نرم‌افزار و سیستم‌های تحلیل داده اضافه کرد.

در نتیجه، تجهیز دیگر فقط یک وسیله فیزیکی نیست؛ بلکه می‌تواند وضعیت خود را اندازه‌گیری کند، اطلاعات تولید کند، با سایر سیستم‌ها ارتباط برقرار کند، داده‌های خود را تحلیل کند و حتی بر اساس شرایط موجود تصمیم بگیرد یا اقدامی را در دنیای واقعی انجام دهد.

تحول دیجیتال چیست؟

تحول دیجیتال یا Digital Transformation به فرآیندی گفته می‌شود که در آن فناوری‌های دیجیتال باعث تغییر اساسی در نحوه طراحی، تولید، مدیریت، کنترل، ارائه و استفاده از محصولات، تجهیزات، فرآیندها و خدمات می‌شوند.

این تحول تنها به دیجیتالی کردن اسناد یا استفاده از نرم‌افزارهای اداری محدود نیست. تحول دیجیتال می‌تواند نحوه عملکرد یک ماشین، خط تولید، ساختمان، مزرعه، سیستم انرژی یا حتی یک محصول را تغییر دهد.

برای مثال، یک پمپ سنتی تنها وظیفه انتقال سیال را انجام می‌دهد؛ اما با اضافه شدن سنسورها، کنترلر، ارتباط شبکه و سیستم تحلیل داده، همین پمپ می‌تواند به یک تجهیز متصل و هوشمند تبدیل شود.

تحول دیجیتال زمانی معنا پیدا می‌کند که فناوری دیجیتال بتواند اطلاعات، تصمیم‌گیری و عملکرد دنیای واقعی را به یکدیگر متصل کند.

تحول دیجیتال و مفهوم DTI

در چارچوب مفهومی مانا افزار سپهر، DTI یا Digital Transformation & Intelligence را می‌توان برای توصیف ارتباط میان تحول دیجیتال، اتصال هوشمند، داده و هوش مصنوعی در نظر گرفت.

در این نگاه، هدف فقط دیجیتالی کردن اطلاعات نیست؛ بلکه هدف ایجاد سیستم‌هایی است که بتوانند دنیای فیزیکی را اندازه‌گیری کنند، اطلاعات را منتقل کنند، داده را تحلیل کنند و در نهایت بر فرآیند واقعی اثر بگذارند.

از تجهیز سنتی تا تجهیز هوشمند

مسیر تحول یک تجهیز را می‌توان به‌صورت زیر مشاهده کرد:

اینترنت اشیاء چیست؟

اینترنت اشیاء یا Internet of Things که با نام IoT شناخته می‌شود، مفهومی است که در آن تجهیزات و اشیای فیزیکی به قابلیت اندازه‌گیری، پردازش و ارتباط داده مجهز می‌شوند.

یک تجهیز IoT می‌تواند اطلاعات مربوط به وضعیت خود یا محیط اطراف را دریافت کند و این اطلاعات را از طریق یک شبکه به سیستم دیگری منتقل کند.

در این مرحله، تجهیز از یک سیستم مستقل به یک Connected Device تبدیل شده است.

Smart Connectivity چیست؟

Smart Connectivity یا اتصال هوشمند تنها به معنای اتصال یک دستگاه به اینترنت نیست.

در یک معماری هوشمند، تجهیزات باید بتوانند اطلاعات معنادار را میان یکدیگر و میان لایه‌های مختلف سیستم مبادله کنند.

تفاوت دستگاه متصل و دستگاه هوشمند

هر دستگاه متصل الزاماً یک دستگاه هوشمند نیست.

یک Connected Device می‌تواند اطلاعات را دریافت و ارسال کند، اما Smart Device معمولاً قابلیت پردازش، تحلیل، تشخیص یا تصمیم‌گیری نیز دارد.

CPS چیست؟

Cyber-Physical System یا CPS به سیستم‌هایی گفته می‌شود که در آن دنیای فیزیکی و دنیای دیجیتال ارتباط عمیق و دوطرفه دارند.

در یک سیستم سایبر-فیزیکی، اطلاعات اندازه‌گیری می‌شوند، پردازش و تحلیل می‌شوند، تصمیم گرفته می‌شود و نتیجه تصمیم دوباره بر سیستم فیزیکی اثر می‌گذارد.

ارتباط IoT، هوش مصنوعی و CPS

IoT، هوش مصنوعی و CPS سه مفهوم متفاوت هستند، اما می‌توانند در یک معماری واحد در کنار یکدیگر قرار بگیرند.

نقش هوش مصنوعی در تحول دیجیتال

IoT باعث می‌شود داده بیشتری از تجهیزات و محیط جمع‌آوری شود، اما داشتن داده به‌تنهایی به معنی هوشمند شدن سیستم نیست.

هوش مصنوعی می‌تواند داده‌های جمع‌آوری‌شده را تحلیل کند و الگوها، وضعیت‌های غیرعادی و شرایط آینده را شناسایی کند.

• تشخیص وضعیت غیرعادی
• پیش‌بینی خرابی
• تشخیص الگو
• طبقه‌بندی
• بهینه‌سازی
• پیش‌بینی شرایط آینده

Edge AI چیست؟

در بسیاری از کاربردها لازم نیست تمام داده‌ها برای پردازش به یک سرور مرکزی ارسال شوند.

در Edge Computing بخشی از پردازش در نزدیکی محل تولید داده انجام می‌شود و در کاربردهای هوش مصنوعی به آن Edge AI گفته می‌شود.

برای مثال، یک دوربین صنعتی می‌تواند تصویر را دریافت کند و یک کامپیوتر صنعتی یا کنترلر نزدیک به دوربین، مدل هوش مصنوعی را اجرا کند.

تحول دیجیتال در ساختمان هوشمند

در یک ساختمان سنتی، سیستم‌هایی مانند روشنایی، تهویه، سرمایش، گرمایش، کنترل دسترسی و مدیریت انرژی ممکن است به‌صورت مستقل کار کنند.

در ساختمان هوشمند، این سیستم‌ها می‌توانند از طریق شبکه و سامانه‌های مدیریتی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

BMS و ساختمان هوشمند

BMS یا Building Management System یکی از فناوری‌های مهم در مدیریت ساختمان است.

BMS می‌تواند اطلاعات سیستم‌های مختلف ساختمان را جمع‌آوری و مدیریت کند و در معماری‌های پیشرفته‌تر با IoT، داشبورد، تحلیل داده و هوش مصنوعی ترکیب شود.

تحول دیجیتال در کشاورزی هوشمند

کشاورزی هوشمند یکی از حوزه‌هایی است که فناوری دیجیتال می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر آن داشته باشد.

در این حوزه می‌توان از سنسورهای رطوبت خاک، دما، رطوبت هوا، ایستگاه‌های هواشناسی، دوربین‌ها، کنترلرها، پمپ‌های هوشمند و شبکه‌های ارتباطی استفاده کرد.

پمپ هوشمند؛ نمونه‌ای از یک تجهیز سایبر-فیزیکی

پمپ هوشمند نمونه مناسبی برای درک مفهوم تحول دیجیتال در تجهیزات فیزیکی است.

یک پمپ معمولی وظیفه انتقال آب یا سیال را انجام می‌دهد. اما با اضافه شدن سنسور فشار، جریان، دما، کنترلر و ارتباط شبکه، اطلاعات بیشتری از وضعیت عملکرد آن قابل دریافت خواهد بود.

این اطلاعات می‌تواند برای مانیتورینگ، تشخیص شرایط غیرعادی، نگهداری پیشگیرانه و در معماری‌های پیشرفته‌تر برای تحلیل هوشمند مورد استفاده قرار گیرد.

تحول دیجیتال فقط برای صنعت نیست

از Smart Home تا Smart Factory

اگرچه کاربردهای سیستم‌های هوشمند متفاوت هستند، معماری پایه بسیاری از آن‌ها شباهت زیادی دارد.

تجهیزات هوشمند چگونه شکل می‌گیرند؟

یک تجهیز سنتی معمولاً فقط وظیفه فیزیکی خود را انجام می‌دهد. با اضافه شدن سنسورها، تجهیز می‌تواند وضعیت خود را اندازه‌گیری کند.

با اضافه شدن کنترلر، امکان پردازش و کنترل ایجاد می‌شود. با اضافه شدن ارتباط شبکه، تجهیز می‌تواند اطلاعات خود را با سایر سیستم‌ها مبادله کند.

با اضافه شدن تحلیل داده و هوش مصنوعی، قابلیت‌هایی مانند تشخیص، پیش‌بینی و بهینه‌سازی ایجاد می‌شوند.

معماری کلی تحول دیجیتال

معماری تحول دیجیتال را می‌توان به چند لایه اصلی تقسیم کرد:

تغییر نقش تجهیزات در عصر تحول دیجیتال

از IoT تا CPS؛ مسیر تحول تجهیزات

مانا افزار سپهر و تحول دیجیتال

مانا افزار سپهر در نقطه اتصال میان اتوماسیون صنعتی، تجهیزات هوشمند، اینترنت اشیاء، نرم‌افزار، داده و هوش مصنوعی فعالیت می‌کند.

رویکرد مانا افزار سپهر این است که فناوری دیجیتال تنها در سطح نرم‌افزار باقی نماند، بلکه با تجهیزات و فرآیندهای واقعی ارتباط برقرار کند.

آینده تحول دیجیتال

تحول دیجیتال باعث می‌شود تعداد بیشتری از تجهیزات و سیستم‌های فیزیکی با دنیای دیجیتال ارتباط داشته باشند.

ساختمان‌ها هوشمندتر می‌شوند، مزارع داده‌محور می‌شوند، تجهیزات صنعتی متصل می‌شوند و ماشین‌آلات می‌توانند از داده‌های خود برای تشخیص و پیش‌بینی استفاده کنند.

در این مسیر، سیستم‌های سایبر-فیزیکی می‌توانند حلقه ارتباطی میان داده، نرم‌افزار، هوش مصنوعی و تجهیزات واقعی را شکل دهند.

مسیر تحول دیجیتال از دیجیتالی کردن اطلاعات فراتر می‌رود؛ هدف نهایی، ایجاد ارتباط میان داده، تصمیم و عمل در دنیای واقعی است.

تحول دیجیتال چیست؟

تحول دیجیتال فرآیندی است که در آن فناوری‌های دیجیتال باعث تغییر در نحوه عملکرد تجهیزات، فرآیندها، سازمان‌ها و خدمات می‌شوند.

IoT چیست؟

IoT یا اینترنت اشیاء به استفاده از تجهیزات و اشیای فیزیکی متصل برای اندازه‌گیری، تبادل و استفاده از داده گفته می‌شود.

تفاوت IoT و CPS چیست؟

IoT بیشتر بر اتصال تجهیزات و تبادل داده تمرکز دارد، در حالی که CPS بر ارتباط عمیق میان سیستم دیجیتال و فرآیند فیزیکی و ایجاد حلقه بازخورد تأکید می‌کند.

آیا هر دستگاه IoT یک دستگاه هوشمند است؟

خیر. اتصال به شبکه به‌تنهایی به معنی هوشمندی نیست. یک دستگاه هوشمند معمولاً علاوه بر اتصال، قابلیت پردازش، تحلیل، تشخیص یا تصمیم‌گیری نیز دارد.

BMS چه ارتباطی با تحول دیجیتال دارد؟

BMS می‌تواند یکی از نمونه‌های کاربرد اتصال، داده و کنترل در ساختمان هوشمند باشد و در معماری‌های پیشرفته‌تر با IoT، تحلیل داده و هوش مصنوعی ترکیب شود.

آیا کشاورزی هوشمند فقط یک سیستم IoT است؟

خیر. IoT یکی از فناوری‌های مهم کشاورزی هوشمند است، اما کشاورزی هوشمند می‌تواند شامل سنجش، اتوماسیون، تحلیل داده، هوش مصنوعی و سیستم‌های کنترل نیز باشد.

آیا CPS فقط در کارخانه استفاده می‌شود؟

خیر. سیستم‌های سایبر-فیزیکی می‌توانند در صنعت، ساختمان، انرژی، کشاورزی، حمل‌ونقل، زیرساخت و بسیاری از سیستم‌های فیزیکی دیگر کاربرد داشته باشند.