Dispozitivele conectate din jurul nostru proliferează. Produse noi, inovative se dezvoltă zilnic, iar produsele clasice beneficiază de noi funcționalități, mai inteligente. Aceste evoluții aduc perspectiva unei vieți mai sănătoase, mai sigure, dar și de a ne face mai eficienți, mai inovatori, mai competitivi și mai profitabili. IoT(Internet of Things), cu un mare potențial, aduce de asemenea noi provocări pentru inginerii implicați în construirea dispozitivelor. În această lucrare, vom identifica provocările critice și vom descrie o platformă susținută de aplicații robuste, care vă pot ajuta să proiectaţi cele mai bune produse IoT(Internet of Things) posibile.

Potrivit estimărilor analiștilor, până în 2025 vor exista 20 până la 30 de miliarde de dispozitive conectate la nivel global, ceea ce reprezintă o oportunitate de piață care se apropie de 11 trilioane $. În timp ce inovațiile din automatizare, orașe inteligente, electronice de larg consum și de asistență medicală ies în evidență, practic nici un aspect al economiei globale nu va rămâne neinfluențat de valoarea „colectare-conectare-corelare" a IoT(Internet of Things).

Cele trei elemente ale IoT(Internet of Things)

În forma sa cea mai simplă, IoT cuprinde trei elemente: obiectele, rețeaua, și cloud-ul, așa cum este ilustrat mai jos.

Obiectele

Obiectele, precum mașinile, telefoanele, roboții, echipamentele industriale, și chiar casele, devin inteligente și conectate. O putere de procesare din ce în ce mai mare este adăugată obiectelor, cum ar fi senzorii care pot fi utilizați pentru a măsura accelerația, orientarea sau atingerea. Obiectele includ, de asemenea, sisteme de comunicații, cum ar fi Wi-Fi și Bluetooth, care le conectează la rețea. Acest articol pune accent în principal pe proiectarea obiectelor, folosind simularea pentru a gestiona atât oportunitatea cât și complexitatea reprezentată de IoT.

Rețeaua

Așezată între cloud și obiecte, rețeaua este parte integrantă a infrastructurii IoT(Internet of Things). Fără ea nu există dispozitive conectate. O rețea robustă și fiabilă include routere de mare viteză, switch-uri și tehnologie gateway. Fiecare dintre aceste componente poate face subiectul unei simulari. Designul de rețea și protocoalele sunt desigur aspecte importante ale IoT(Internet of Things), dar ele nu sunt discutate în această lucrare.

Cloud-ul

Cloud-ul este format din centre de date și softuri care execută o mare parte din logica IoT (Internet of Things). Centrele de date găzduiesc servere împreună cu tehnologia de infrastructură, care includ echipamente de rețea, sisteme de control al mediului și o rețea electrică fiabilă. O atenție deosebită a fost acordată infrastructurii Cloud-lui, dar softurile de pe Cloud care operează și întrețin dispozitivele IoT, ridică un interes special pentru inginerii proiectanți din acest domeniu.

Experții sunt de acord că valoarea IoT va fi pe deplin realizată prin analiza datelor colectate de la obiecte. De exemplu, vibrațiile unui motor cu turbină pot oferi informații esențiale pentru îmbunătățirea deciziilor operaționale. Liderii din industrie, cum ar fi GE și PTC, au dezvoltat platforme care se pot conecta la instrumente de simulare pentru a optimiza performanța câmpurilor active și pentru a stabili direcțiile inovațiilor ulterioare.
O modalitate de optimizare a performanței prin simulare este utilizarea “digital twins”. Ideea unui “digital twin”, începe și se termină cu simularea: Fiecare obiect fizic are o dublură virtuală. Datele reale de performanță colectate de la obiect sunt comparate în timp real cu predicțiile geamănului digital pentru a identifica posibilele probleme de performanță și pentru a lua măsuri preventive de întreținere. Aceleași date pot fi folosite, de asemenea, pentru a iniția proiectarea și simularea produselor de generație urmatoare.

Prototipuri în sistem virtual

Din moment ce complexitatea produsului se dezvoltă, crește şi nevoia imbunătățirii capacității de simulare. Cele mai sensibile arii de inovare necesită ca sistemul de simulare să funcționeze. Complexitatea în cadrul sistemelor rezultă din problemele legate de conectarea părților individuale, pentru a se asigura că acestea lucrează împreună după cum au fost proiectate și conform așteptărilor. Prin cuplarea atributelor fizice ale unui produs cu sistemele și software-ul încorporat, companiile pot minimiza considerabil problemele de integrare, pot reduce costurile, pot crește probabilitatea de succes din prima încercare, și se asigură că produsele funcționează conform așteptărilor.

Cu toate că este mai comod să privim IoT(Internet of Things) ca fiind compus din dispozitive sau componentele individuale - un smartphone, un termostat sau o turbină eoliană - rețele complexe şi invizibile care le conectează, precum și cloud-ul care stochează și furnizează date la cerere, va fi nevoie de modelare și simulare sofisticate. Turbina eoliană inteligentă, de exemplu, trebuie să își adapteze comportamentul în funcție de tiparele de vânt, cantitatea de energie din rețea, şi la comportamentul altor turbine eoliene inteligente.

Interacțiunile software-ului, hardware-ul dispozitivelor electronice, precum și domeniile multiple ale aplicațiilor duc la creșterea semnificativă a complexității problemelor de inginerie. Soluțiile de simulare dezvoltate de ANSYS pot ajuta prin furnizarea unor rezultate de validare, care includ nivelul calității, proprietăți, caracteristici, funcții, comportamente la nivel de sistem și o perspectivă clară asupra performanței. În baza acestei perspective la nivel înalt, proiectanții de sisteme pot lua decizii în cunoștință de cauză asupra design-ului, ceea ce duce la optimizarea performanței.

Broşură

   IoT - Internet of Things