Implementační rámec řešení průmyslového Internetu věcí

Pavel Sládek

Disertační práce

Industrial Internet of Things Solution Implementation Framework

Anotace:

Disertační práce je zaměřená na oblast Internetu věcí, a to konkrétně na aplikaci Internetu věcí (IoT) v prostředí průmyslového podniku.Cílem disertační práce je návrh architektonického rámce pro návrh řešení v konceptu průmyslového Internetu věcí a ověřit ho na návrhu konkrétních řešení průmyslového IoT.V analytické části práce je posouzený aktuální stav v oblasti Internetu věcí se zaměřením na průmyslovou oblast, Průmysl 4.0 a prostředí energetiky. Jsou popsané základní principy fungování IoT a specifika spojená se sbližováním provozních a informačních technologií. Jsou prozkoumané stávající architektonické rámce, které jsou dostupné pro návrh řešení Internetu věcí. Pomocí multikriteriálního hodnocení jsou identifikované hlavní architektonické rámce, které jsou podrobené detailní analýze a informace z nich získané jsou použité pro návrh vlastního architektonického rámce orientovaného na návrh řešení průmyslového Internetu věcí. Je provedená rešerše nad technologiemi, které se používají pro implementaci řešení Internetu věcí. Cílem rešerše je identifikovat specifické technologie, které jsou nasazované pro pokrytí potřeb průmyslového IoT.Hlavní část práce je věnovaná návrhu architektonického rámce IIoT-IF, Industrial Internet of Things Implementation Framework. Nejprve je navržená metodická část rámce, následně stanovená kategorizace komponent řešení IIoT, identifikované samotné komponenty řešení, popsané vzory, do kterých jsou komponenty organizované a stanovení způsobu, jak zajistit systémové kvality řešení průmyslového Internetu věcí. Návrh rámce IIoT-IF je interně provázaný a konzistentní, jednotlivé části jsou používané napříč rámcem a rámec poskytuje prostředky pro návrh řešení průmyslového Internetu věcí.Rámec IIoT-IF je ověřený na třech případech pro návrh řešení průmyslového Internetu věcí v energetice. Jsou zvolené tři návrhy řešení s odlišnými charakteristikami, aby bylo možné dobře ověřit návrh rámce IIoT-IF a jeho použití.

Abstract:

This dissertation thesis is devoted to area of Internet of Things and specifically to Internet of Things (IoT) deployment in Industrial organization context.The aim of this thesis is design of architecture framework for solution design and implementation of Industrial Internet of Things and validation of the framework on concrete solution design that is using the concept of Industrial IoT.The analytical part of this dissertation thesis deals with current state of Internet of Things concept with specific concern for industrial deployment, Industry 4.0 and energy company environment. Basic principles of IoT functionality are described including specific tasks that are dependent on IT-OT convergence. Current architecture frameworks for design of IoT solutions are analyzed. With the help of multicriterial evaluation, major architecture frameworks are selected for further analysis. Information obtained is used for architecture framework specification that is specifically oriented on Industrial IoT solution design. IoT technologies that are used in Industrial IoT solution implementation are analyzed. Specific technologies used for Industrial IoT are identified by the analysis of publications that are reviewing and describing IoT enabling technologies.Main part of this thesis is devoted to proposal of IIoT-IF framework. IIoT-IF stands for Industrial Internet of Things Implementation Framework. Methodical part of Framework is proposed first, then categorization of IIoT components. Components of IIoT solution are identified and categorized, patterns for component organization are described and also guidelines for system quality improvement are provided. Design of IIoT-IF is internally integrated and consistent. Parts of IIoT-IF are used across the framework and framework delivers tools for IoT solution architecture design.IIoT-IF framework is validated on three cases of IIoT design and implementation. Every case has got a different characteristic so that IIoT-IF framework can be properly validated in different settings.

Klíčová slova

Energetika, Solution architektura, Architektura řešení, Internet věcí, Průmysl 4.0, Architektonické vzory, IoT, I4.0, Průmyslový Internet věcí, Architektonický rámec, IIoT

Keywords

Internet of Things, Energy Industry, Architecture Framework, Industrial Internet of Things, I4.0, Industry 4.0, Solution Architecture, IoT, Architecture Patterns, IIoT

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 3. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 10. 9. 2020
• Vedoucí: Miloš Maryška
• Oponent: Jan Pour, Tomáš Pitner, Kateřina Vodičková

Vysoká škola ekonomická v Praze

Doktorský studijní program / obor:
Aplikovaná informatika / Aplikovaná informatika