Mạng lưới thành phố thông minh có phải là mục tiêu cuối cùng của IoT công nghiệp?

Ví dụ, số lượng điểm cuối khi triển khai thành phố thông minh và nhà máy thông minh đang phát triển lớn hơn và phức tạp hơn.

Michael Porter đã viết về tương lai của Thành phố thông minh với tư cách là một hệ thống của các hệ thống, trong đó, ví dụ như đèn đường sẽ trở thành một thiết bị thông minh với nhiều chức năng hơn, sau đó nó sẽ trở thành một thiết bị được kết nối thông minh có thể đóng vai trò trong an toàn đường phố và kiểm soát giao thông, nó cũng sẽ trở thành một phần của một hệ thống thậm chí còn lớn hơn, trong một thành phố duy nhất với bốn hạng mục chính. Porter đã viết trong Tạp chí Harvard Business Review cùng với James E. Heppelmann rằng thành phố thông minh sẽ bao gồm Dịch vụ và Cơ sở hạ tầng, Nước và Nước thải, Quản lý tòa nhà và hệ thống phân phối điện, tất cả có thể được giám sát tập trung và hỗ trợ bởi các đối tác trong khối nhà nước và tư nhân.

Trong Nhà máy thông minh, việc tương tự cũng sẽ được triển khai, ví dụ, khi một nhà máy lớn thay thế đèn cũ bằng đèn LED thông minh và sau đó tạo ra một cơ sở hạ tầng kỹ thuật số bao gồm WiFi mạnh hơn, sử dụng máy quay, đặt cảm biến nhiệt độ và độ ẩm, các giải pháp đếm, vv... Do đó, một triển khai (thường có thể tiết kiệm rất nhiều tiền và có thể tài trợ cho các ứng dụng bổ sung) sẽ đem lại sự tăng trưởng và tạo ra giá trị, đồng thời thúc đẩy nhu cầu thống nhất các hệ thống và hiểu biết về kinh tế và quy mô, và quan trọng là bảo đảm tính bảo mật trên tất cả, từ cảm biến, cơ cấu, cổng, mạng, ứng dụng, đám mây cho tới hệ thống điều khiển.

An ninh ở cả hai thế giới là tối quan trọng.

“Cho dù là đồng hồ đo năng lượng thông minh, đồng hồ đỗ xe, van áp suất hay cảm biến môi trường, tất cả các thiết bị này đều yêu cầu ít nhất một số mức độ có sẵn, được quản lý và bảo mật dữ liệu” theo tài liệu do Georgia Tech xuất bản. “Khi việc phân loại tài sản và phân công nhiệm vụ chính trở nên quan trọng, mô hình bảo mật dữ liệu cần thiết bảo vệ hệ thống các hệ thống tiêu thụ dữ liệu này sẽ cung cấp chức năng Kiểm soát, Giám sát và Thu thập dữ liệu (gọi tắt là SCADA), mô hình bảo mật này phải được triển khai với khả năng tương tác, cách tiếp cận dựa trên tiêu chuẩn.

Trong các nhà máy, cần có các tính năng bảo mật tương tự, đặc biệt là cần có sự an toàn thể chất cho công nhân và cũng để ngăn chặn các cuộc tấn công từ tội phạm trộm cắp dữ liệu để bảo vệ nhà máy, tiền của và các vấn đề gây hại khác.

Số tiền chi tiêu là một điểm chung quan trọng khác.

Theo một nghiên cứu tháng 5 năm 2019 của Grand View Research, thị trường thành phố thông minh toàn cầu dự kiến ​​sẽ đạt mức 237,6 tỷ USD vào năm 2025, mở rộng với tốc độ CAGR là 18,9% từ năm 2019 đến năm 2025. Grand View cho biết, thành phố thông minh chiếm số lượng áp đảo; nhiều lĩnh vực và ứng dụng được cải tiến với những tiến bộ công nghệ và sử dụng hiệu quả để cung cấp dịch vụ cho người dân. Nhu cầu về các giải pháp thành phố được dự đoán sẽ tăng lên, do một số yếu tố như dân số đô thị ngày càng tăng và cần quản lý tốt hơn các nguồn tài nguyên thiên nhiên và bền vững môi trường. Đô thị hóa nhanh chóng, cơ sở hạ tầng lão hóa và áp dụng công nghệ mới, cùng với nhu cầu cải thiện chất lượng cuộc sống, cũng đang thúc đẩy ngành công nghiệp.

Thị trường cho các sản phẩm và dịch vụ Công nghiệp 4.0 dự kiến ​​sẽ tăng lên 310 nghìn tỷ đô la vào năm 2023 theo IoT Analytics, tăng vọt từ 119 nghìn tỷ năm 2020 lên 310 nghìn tỷ đô la vào năm 2023, đạt tỷ lệ tăng trưởng hàng năm 27,04% (CAGR).

IoT Analytics dựa trên dự báo về sáu khối xây dựng cốt lõi (phần cứng, kết nối, nền tảng và phân tích đám mây, ứng dụng, an ninh mạng và tích hợp hệ thống) và sáu công nghệ hỗ trợ (sản xuất phụ gia [in 3D], thực tế tăng cường và thực tế ảo [AR & VR], robot hợp tác, tầm nhìn máy móc kết nối, máy bay không người lái  UAV và phương tiện tự lái [SDV]).

Ngay cả ở đây, chúng ta cũng thấy những nhà phân tích đang xem như thành phố thông minh là một phần của ngành công nghiệp 4.0, và sự pha trộn này đang thúc đẩy sự đổi mới và đầu tư nhiều hơn trên tất cả các danh mục.

Điều gì làm cho chúng khác nhau?

Điểm chính trong số những gì được triển khai tại thành phố thông minh là yêu cầu di động. Trong các nhà máy, các điểm cuối được cố định hoặc gắn vào thiết bị có thể là thiết bị di động (ví dụ giá đỡ các bộ phận) nhưng không vượt ra khỏi ranh giới của nhà máy.

Ericcson dự báo số lượng kết nối IoT di động dự kiến ​​sẽ đạt 3,5 nghìn tỷ đô la vào năm 2023, tăng với tốc độ CAGR là 30% và phần lớn điều này có thể được quy cho các dự án thành phố thông minh. Với nhiều người và những thứ đang phát triển, tính chất năng động của các khu vực đô thị, IoT, băng thông 5G và các giao thức khác phải được lên kế hoạch, kiểm tra và quản lý toàn diện. Điều này bao gồm cả LoRaWAN, Sigfox, WiFi, Bluetooth và các tùy chọn mạng truyền dẫn khác.

Theo Don DeLoach, đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của Rocket Wagon Venture Studios và đồng tác giả của “Câu chuyện tương lai của IoT”, “sự tiến triển của một hệ thống, như Michael Porter và Jim Heppemann đã nêu rõ trong bài báo chuyên đề của họ trên tờ Harvard Business Review từ năm 2014, sẽ thành công hay thất bại chủ yếu dựa trên kiến ​​trúc cơ bản của các hệ thống này. Chiến trường sẽ là cuộc đấu về quyền sở hữu và quản trị dữ liệu, nhưng cũng cần cân nhắc để mở rộng chipset, mô hình bảo mật, cân nhắc quyền riêng tư, lựa chọn liên lạc và các yếu tố nền tảng khác, và đặc biệt là mối quan hệ giữa các yếu tố này.

Tuy nhiên, DeLoach nói thêm, “lợi ích đáng kể để có không chỉ là một bộ dữ liệu phong phú duy nhất, mà là dữ liệu phong phú hơn cho nhiều thành phần trong toàn hệ thống. Sức mạnh của phân tích, có thể là phân tích hoạt động, điều tra hoặc dự đoán và chắc chắn là Trí tuệ nhân tạo và Học máy là một chức năng của phạm vi và chất lượng của dữ liệu cung cấp cho phân tích và về mặt này, một kiến ​​trúc hoàn hảo có nghĩa là mọi thứ”.

Bill Adiletta, người tiên phong trong lĩnh vực mạng, phát triển phần mềm và ứng dụng, mô hình hóa dữ liệu và giờ đây IoT và IoT công nghiệp cho biết, “cả thành phố thông minh và nhà máy thông minh đều có chung thách thức là đơn giản hóa xử lý khối lượng, vận tốc và sự đa dạng của dữ liệu, định nghĩa của Dữ liệu lớn. Liên kết giữa khối lượng, vận tốc và đa dạng hóa dữ liệu là thách thức của việc lưu trữ, quản lý và phân tích dữ liệu. Phần mở rộng cho các đặc điểm bổ sung cho dữ liệu lớn, bao gồm tính xác thực, giá trị, tính biến đổi và độ phức tạp bao gồm cập nhật trạng thái thời gian thực, trình theo dõi sự kiện và kích hoạt và và phát hiện các vi phạm bảo mật.

Adiletta tiếp tục, “chắc chắn các yêu cầu chung giữa thành phố thông minh và nhà máy thông minh liên quan đến dữ liệu là cần phải giải quyết cùng một sự tấn công dữ liệu, được nhấn mạnh ở trên, có thể là một vấn đề đau đầu đang diễn ra, được mô tả như mỏ vàng của thông tin. Rõ ràng hàng ngàn đến hàng chục ngàn cảm biến và màn hình trong thành phố thông minh hoặc nhà máy thông minh sẽ tạo ra và lượng dữ liệu khổng lồ. Sẽ tạo ra rất ít giá trị nếu nó không được khai thác và biến thành thông tin hữu ích, đó là nơi Phân tích dữ liệu lớn (BDA) trở nên rất quan trọng đối với cả thành phố thông minh và nhà máy thông minh.

Ông giải thích thêm, “Ứng dụng của BDA có thể biến sự tấn công dữ liệu này thành thông tin bằng cách tương quan chéo giữa dữ liệu cung cấp thông tin và phát hiện mẫu, dẫn đến kết quả dự đoán. Mục đích cuối cùng của IoT BDA là kiểm soát và ra quyết định một cách hiệu quả. Đó là nhanh chóng theo dõi tình trạng liên tục của tất cả các cảm biến và đưa ra những dự đoán sửa chữa. Các công cụ phân tích sử dụng nhiều thuật toán để khám phá các mô hình, xu hướng và mối tương quan của dữ liệu. Sau khi phân tích dữ liệu, thông tin phải được cung cấp ở nhiều định dạng như bảng và biểu đồ để có thể ra quyết định một cách đúng đắn.

Ed Wood, Giám đốc điều hành của Dispersive Networks (một giải pháp bảo mật mạng đa cấp, được xác định bằng phần mềm, giải pháp cho quân đội) cho biết: người ta dự đoán rằng dân số thế giới sẽ sống ở các khu vực đô thị cho đến năm 2050. Dù muốn hay không, việc phát triển t hành phố thông minh là cần thiết và không thể tránh khỏi. Với IoT là cốt lõi của sự phát triển này, mục tiêu là tối đa hóa hoạt động, vì vậy bảo mật trở thành rủi ro lớn hơn nhiều cho tất cả những ai tham gia. Một nghiên cứu mới cho thấy 88% người dân lo ngại về thông tin cá nhân của họ trong kịch bản thành phố thông minh”.

“Để các thành phố thông minh hoạt động thành công, cần phải có niềm tin”, Wood tiếp tục. “Một sự thật đơn giản là, hầu hết các đội an ninh không được chuẩn bị cho các loại tấn công mà chúng ta hiện đang phải đối mặt. Thêm vào đó, lượng dữ liệu mới khổng lồ được thu thập và sự gia tăng các cuộc tấn công mạng được tạo ra hàng ngày, nó trở thành cơn bão hoàn hảo! Điều đó nói lên rằng an ninh cần phải là ưu tiên hàng đầu và là điều tiên quyết khi lập kế hoạch cho bất kỳ nền tảng thành phố thông minh nào đang được xây dựng hiện nay”.

Bob Mazer, đồng sáng lập và là CEO của Smart City Works, một tổ chức phi lợi nhuận có trụ sở tại DC, cùng với Refraction, một trung tâm đổi mới phi lợi nhuận, gần đây đã nhận được khoản tài trợ trị giá 750.000 đô la để phát triển chương trình đổi mới cơ sở hạ tầng thông minh khu vực cho phía Bắc Virginia, cho biết “Như với bất kỳ dự án lớn nào kết nối giữa thế giới thật và kỹ thuật số, bao gồm triển khai ngành công nghiệp IoT trong các nhà máy đơn lẻ hoặc nhiều nhà máy, phát triển thành phố thông minh hoặc khu vực thành công cần một hệ sinh thái. Chúng ta đang chứng kiến ​​sự đổi mới to lớn không chỉ trong công nghệ, mà cả các mô hình kinh doanh với sự pha trộn giữa các tổ chức công cộng và tư nhân để có thể mở rộng hệ thống đồng thời làm giảm rủi ro, và đưa những người có tầm nhìn tài năng nhất ngồi lại với nhau và cùng hiểu về tiềm năng của các kết nối cộng đồng nối trong tương lai.

Alon Mantsur, chuyên gia bảo mật mạng, CEO của DeviceTone (một công ty IoT chuyên về phần mềm giải pháp cho người tiêu dùng và công nghiệp) và đồng sáng lập của Cybrellac, một công ty tư vấn an ninh mạng mới có trụ sở tại Boston và Tel Aviv, cho biết “Nếu không có hệ thống an ninh mạng và một tập hợp các chính sách thống nhất thì không thành phố nào có thể gọi là một thành phố thông minh. Những lợi thế liên quan đến đèn LED có thể điều khiển, với quản lý điện và các dạng năng lượng khác, với việc quản lý lưu lượng tốt hơn cũng không thể ứng phó với các sự kiện khẩn cấp khi những lo ngại về quyền riêng tư và an ninh chưa được giải quyết đầy đủ. Chúng tôi đã thấy quá nhiều trường hợp về các thành phố ở Mỹ và những nơi khác bị giữ làm con tin và những rủi ro liên quan đến việc không đảm bảo các triển khai lớn này, cho dù ở thành phố hay trong các nhà máy hoặc trên cơ sở hạ tầng quan trọng. Chúng tôi tin rằng một trong những nhiệm vụ đầu tiên cho các dự án này là không chỉ cần chiến lược bảo mật, mà còn cần một nền tảng, dịch vụ và chương trình ứng phó thảm họa”.

Ước tính đến năm 2030 sẽ có hơn một nghìn tỷ thiết bị IoT quản lý các thành phố và nhà máy của chúng ta! Sự tăng trưởng to lớn đó sẽ đòi hỏi những cải tiến và phương pháp mới để phân tích và biến các kho dữ liệu khổng lồ thành thông tin để đảm bảo các thành phố và nhà máy của tương lai tạo ra môi trường an toàn và thân thiện hơn với con người để làm phong phú cuộc sống của chúng ta.

Cuối cùng, tin tốt là chúng ta có thể có được nhiều động lực hơn bằng cách nghĩ về thành phố thông minh và nhà máy thông minh dưới sự bảo trợ của công nghiệp 4.0, nơi các công nghệ và ứng dụng sức mạnh công nghiệp hoàn thiện với các biện pháp bảo mật mới nhất sẽ tiếp tục cải thiện kết quả và duy trì tăng trưởng và mở ra cơ hội cho các doanh nghiệp và doanh nhân.