Trong thời đại công nghệ tiên tiến, Internet of Things (IoT) đã trở thành công cụ thiết yếu trong sản xuất, giúp doanh nghiệp giám sát và tối ưu hóa quy trình. Tuy nhiên, việc chọn đúng mô hình IoT rất quan trọng, vì mỗi mô hình phù hợp với các yêu cầu khác nhau về dữ liệu, chi phí và bảo mật. Bài viết này sẽ giúp bạn khám phá các mô hình IoT phổ biến và gợi ý cách lựa chọn phù hợp cho doanh nghiệp của mình.

Khái niệm IoT và mô hình IoT

IoT (Internet of Things) là hệ thống các thiết bị được kết nối và giao tiếp với nhau thông qua mạng Internet. Trong sản xuất, IoT giúp các thiết bị, máy móc thu thập và trao đổi dữ liệu, tạo ra một hệ thống giám sát tự động, cải thiện hiệu quả và giảm chi phí vận hành.

Mô hình IoT là cách tổ chức và triển khai hệ thống IoT sao cho phù hợp với yêu cầu đặc thù của mỗi doanh nghiệp. Tùy vào mục tiêu và quy mô của hệ thống, các mô hình IoT sẽ khác nhau về cấu trúc, phương thức xử lý dữ liệu và khả năng tích hợp với các công nghệ khác.

Các mô hình IoT trong sản xuất

Có 3 mô hình xử lý dữ liệu chính trong các hệ thống IoT sử dụng Cloud để thu thập và phân tích dữ liệu:

Fog Computing (Điện toán sương mù): Mô hình này xử lý dữ liệu tại các điểm mạng cận biên, gần với nguồn dữ liệu nhất. Nhờ đó, Fog Computing giảm thiểu độ trễ, tăng tốc độ phản hồi, và giảm tải cho đám mây. Đặc biệt, mô hình này rất hữu ích khi cần phân tích dữ liệu tức thời tại chỗ.

Edge Computing (Điện toán biên): Edge Computing đẩy quá trình xử lý xuống ngay tại thiết bị hoặc cảm biến thu thập dữ liệu. Điều này giúp loại bỏ độ trễ hoàn toàn và bảo vệ dữ liệu nhạy cảm vì dữ liệu không cần chuyển ra ngoài hệ thống nhà máy.

Hybrid Computing (Điện toán kết hợp): Mô hình Hybrid kết hợp các ưu điểm của cả Cloud và Edge/Fog. Trong khi các dữ liệu quan trọng được xử lý tại chỗ, các dữ liệu còn lại có thể được lưu trữ và phân tích dài hạn trên đám mây, tạo ra sự linh hoạt cao trong quản lý và bảo mật dữ liệu.

Mô hình theo cấu trúc lớp của IoT

Mô hình 3 lớp: Bao gồm ba lớp cơ bản là Lớp cảm biến, Lớp mạng, và Lớp ứng dụng. Mô hình này phù hợp cho các doanh nghiệp mới tiếp cận IoT và muốn thu thập, giám sát dữ liệu từ thiết bị một cách cơ bản.

Mô hình 4 lớp: Là mô hình 3 lớp mở rộng, bao gồm Lớp cảm biến, Lớp mạng, Lớp xử lý dữ liệu và Lớp ứng dụng. Mô hình này vượt trội hơn mô hình 3 lớp nhờ việc bổ sung lớp xử lý dữ liệu, cho phép xử lý thông tin ngay trong hệ thống IoT trước khi truyền tải lên đám mây.

Lớp này giúp phân tích dữ liệu, đưa ra quyết định và cảnh báo trong thời gian thực, giảm độ trễ và tối ưu hóa quy trình. Nhờ vậy, hệ thống trở nên thông minh hơn, có khả năng xử lý các tình huống phức tạp mà không cần phụ thuộc hoàn toàn vào đám mây, giúp tăng cường hiệu suất và tính linh hoạt.

Nên sử dụng mô hình IoT nào trong sản xuất?

Tất cả các mô hình trên đều phù hợp với doanh nghiệp sản xuất, tùy theo nhu cầu cụ thể của họ đến đâu.

Đối với mô hình xử lý dữ liệu theo Cloud trong IoT

Khi nào nên sử dụng Cloud trong mô hình IoT?

Cloud mặc dù là một công nghệ tuyệt vời trong việc lưu trữ và thu thập dữ liệu, tuy nhiên không phải trường hợp nào cũng cần sử dụng Cloud. Dưới đây là một số trường hợp mà việc sử dụng Cloud sẽ mang lại lợi ích:

Khối lượng dữ liệu lớn: Nếu doanh nghiệp thu thập một lượng lớn dữ liệu từ các thiết bị IoT, Cloud sẽ cung cấp khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu linh hoạt, mở rộng dễ dàng.

Yêu cầu về khả năng mở rộng: Khi số lượng thiết bị IoT tăng lên, việc sử dụng Cloud giúp dễ dàng mở rộng hệ thống để đáp ứng nhu cầu.

Phân tích dữ liệu nâng cao: Cloud cung cấp các công cụ phân tích dữ liệu mạnh mẽ, giúp doanh nghiệp khai thác dữ liệu IoT để đưa ra quyết định kinh doanh tốt hơn.

Hợp tác và chia sẻ dữ liệu: Nếu nhiều bộ phận trong doanh nghiệp hoặc nhiều đối tác cần truy cập và chia sẻ dữ liệu IoT, Cloud là giải pháp lý tưởng.

Tích hợp với các hệ thống khác: Cloud dễ dàng tích hợp với các hệ thống hiện có của doanh nghiệp như ERP, CRM, giúp tạo ra một hệ sinh thái số liền mạch.

Tiêu chí lựa chọn Mô hình xử lý dữ liệu theo Cloud trong IoT

Có 6 tiêu chí quan trọng doanh nghiệp cần đánh giá trước khi áp dụng mô hình xử lý dữ liệu theo Cloud trong hệ thống IoT của mình:

Độ trễ: Trong các ứng dụng yêu cầu phản hồi tức thì, Edge hoặc Fog là lựa chọn tối ưu nhờ xử lý dữ liệu gần nguồn, giảm độ trễ. Các ứng dụng không yêu cầu phản hồi nhanh có thể chọn Hybrid, nơi dữ liệu được xử lý một phần ở biên và phần còn lại phân tích sâu tại cloud.

Bảo mật: Khi bảo mật là yếu tố quan trọng, Edge và Fog giúp giảm nguy cơ rủi ro khi dữ liệu không phải truyền tải xa, giúp bảo vệ thông tin nhạy cảm. Hybrid kết hợp cả hai mô hình, xử lý dữ liệu nhạy cảm tại biên và chỉ gửi thông tin không nhạy cảm lên cloud, tăng cường bảo mật.

Chi phí: Edge Computing so với hai loại còn lại có chi phí “dễ thở” hơn. Hybrid có thể tốn kém hơn vì cần đầu tư vào cả hạ tầng biên và đám mây, nhưng có thể tối ưu chi phí nếu cần cả hai yếu tố.

Khả năng mở rộng: Cloud là lựa chọn tốt nhất cho khả năng mở rộng linh hoạt. Khi không cần xử lý dữ liệu lớn, Edge hoặc Fog là sự lựa chọn phù hợp cho các quy mô nhỏ và vừa. Hybrid cung cấp khả năng mở rộng kết hợp giữa biên và cloud, nhưng quản lý có thể phức tạp hơn.

Khả năng phân tích: Với các doanh nghiệp cần phân tích sâu và lưu trữ lượng lớn dữ liệu, Hybrid là mô hình lý tưởng. Edge và Fog sẽ tối ưu cho việc xử lý và phân tích dữ liệu ngay tại nguồn, nhưng không thể phân tích sâu như Cloud.

Khả năng tích hợp: Cloud có khả năng tích hợp dễ dàng với các hệ thống và ứng dụng khác nhờ vào cơ sở hạ tầng mạnh mẽ. Edge có thể hạn chế về mặt tích hợp khi dữ liệu được xử lý phân tán. Hybrid mang lại sự linh hoạt trong tích hợp, kết hợp lợi thế của cả hai mô hình.

Mô hình IoT	Nhu cầu sử dụng	Độ trễ	Bảo mật	Chi phí	Khả năng mở rộng	Khả năng phân tích	Khả năng tích hợp
Edge Computing	Xử lý dữ liệu tại chỗ, yêu cầu độ trễ thấp	Rất thấp	Trung bình	Trung bình	Trung bình	Hạn chế	Tốt
Fog Computing	Phân tích gần biên mạng, giảm tải đám mây	Thấp	Cao	Cao	Cao	Trung bình	Cao
Hybrid Computing	Kết hợp giữa xử lý cục bộ và đám mây, tối ưu cho hiệu suất	Thấp	Cao	Cao	Cao	Rất cao	Rất cao

Đối với mô hình IoT theo cấu trúc lớp

Khi nào nên chọn mô hình IoT 3 lớp:

• Ứng dụng yêu cầu xử lý dữ liệu tập trung: Nếu yêu cầu phân tích dữ liệu sâu, lưu trữ lâu dài hoặc triển khai các ứng dụng phức tạp, mô hình 3 lớp với cloud làm trung tâm sẽ là lựa chọn tối ưu.
• Không yêu cầu độ trễ thấp: Mô hình này thích hợp cho các ứng dụng không cần phản hồi ngay lập tức, chẳng hạn như phân tích dữ liệu lâu dài và dự báo.
• Chi phí tiết kiệm cho doanh nghiệp nhỏ: Mô hình đơn giản và tiết kiệm chi phí vì chỉ cần tập trung vào việc kết nối cảm biến và gửi dữ liệu lên cloud

Khi nào nên chọn mô hình IoT 4 lớp:

• Ứng dụng yêu cầu xử lý dữ liệu gần nguồn: Mô hình 4 lớp là lựa chọn phù hợp khi dữ liệu cần được xử lý và phân tích ngay tại biên mạng (Edge) hoặc các điểm trung gian (Fog) để giảm độ trễ và tiết kiệm băng thông.
• Ứng dụng có yêu cầu phản hồi nhanh hoặc gần như thời gian thực: Các ngành công nghiệp như tự động hóa sản xuất, xe tự lái, hoặc y tế yêu cầu phản hồi nhanh về các sự kiện hoặc tín hiệu nguy hiểm, mô hình 4 lớp sẽ hỗ trợ xử lý ngay lập tức.
• Tối ưu hóa băng thông và bảo mật: Mô hình này giúp giảm lượng dữ liệu cần gửi lên cloud, chỉ gửi những thông tin đã qua xử lý hoặc được lọc, từ đó tiết kiệm băng thông và tăng cường bảo mật.
• Ứng dụng có dữ liệu phân tán và cần xử lý ở nhiều cấp độ: Mô hình 4 lớp rất hữu ích cho các hệ thống có nhiều thiết bị IoT phân tán và cần sự xử lý dữ liệu ở các mức độ khác nhau (biên, nút trung gian) trước khi gửi đến cloud.

Kết luận

Chọn mô hình IoT phù hợp sẽ ảnh hưởng lớn đến hiệu quả hoạt động sản xuất và khả năng chuyển đổi số của doanh nghiệp. Để đạt hiệu quả tối ưu, doanh nghiệp nên căn cứ vào quy mô, yêu cầu bảo mật, chi phí, khả năng tích hợp với hệ thống cũ, và cả chiến lược dài hạn. Điều này đòi hỏi sự tham vấn từ các chuyên gia có kinh nghiệm trong lĩnh vực IoT. VTI Solutions tự hào là đối tác đáng tin cậy, giúp doanh nghiệp lựa chọn và triển khai mô hình IoT phù hợp nhất, tối ưu hóa quy trình sản xuất và đem lại giá trị bền vững.

Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn chi tiết mô hình IoT phù hợp với doanh nghiệp của bạn!

5432100/5 - (0 bình chọn)