إدارة التقنية

أفضل الممارسات في تخطيط وتنفيذ مشاريع انترنت الأشياء

كُتب بواسطة هدى الميداني

بعد أن تطرقنا إلى  تطبيقات عمليّة لانترنت الأشياء في الأعمال الخيرية في مقالة سابقة، نستعرض اليوم أفضل الممارسات في تخطيط هذه المشاريع وتنفيذها، معتمدين على تقرير منظمة IoT Analytics والذي صدر في ايلول من عام 2016.

يبين التقرير أن انترنت الأشياء تأخذ طريقها إلى المستويات العليا في سلم أولويات الشركات حول العالم شيئاً فشيئاً وبشكل متسارع، حيث وصل عدد المشاريع التي تم العمل عليها في الثلاث سنوات الماضية إلى 7,700 مشروعاً، حوالي 50% منها قد تم تنفيذه أو بُدء به العالم الماضي، هذه الأرقام تبين التطور السريع لهذه التقانات حول العالم.

لنفرض أن مركزاً للتسوق يريد أن يخفض تكاليف استهلاك الطاقة الكهربائية ويقوم بعمل موازنة للاستهلاك عن طريق إعطاء تنبيهات للمستخدمين على الشبكة في المركز من أجل تنظيم استهلاكهم للطاقة بما يضمن عدم حصول أوقات استهلاك بذرى عالية والاستفادة من الأوقات ذات الذرى المنخفضة، وكذلك تنظيم العمل مع حلول الطاقة الشمسية في المركز والتي تتغير أيضاً حسب الفصول وحسب أوقات النهار.

تصور عام لنظام انترنت الأشياء للمركز التجاري – IoT Analytics

تصور عام لنظام انترنت الأشياء للمركز التجاري – IoT Analytics

في التصور الأولي لنظام انترنت الاشياء المطلوب، يظهر جلياً أن النظام يتطلب أداة لقياس استخدام الطاقة الكهربائية (ساعات الكهرباء) ترسل هذه المعلومات إلى بوابة (راوتر)، ترسل البوابة عبر شبكة إلى المخدمات في الخدمات الغمامية التي تدرس هذه المعلومات وتقارنها مع معلومات تاريخية لديها أو تطبق عليها خوارزميات تحليلية لفهم نماذج الاستهلاك الحاصلة، تقوم البواية بدورها عندما تصلها المعلومات عن طريق الشبكة بإرسالها إلى درات تحكم بالأحمال، وتبيهات المستخدمين وتعود لها معلومات آنية عن التغيرات لتتأكد من تنفيذ الأوامر أو أية مشكلات ولترسلها للدراسة ثانية، كما يزود النظام بمعلومات من شبكة الكهرباء العامة والخاصة بالمركز مثل الألواح الشمسية.

كيف يمكن أن يقوم المهندسون بتصميم وتنفيذ هذا الحل؟ حسب الممارسات العالمية اليوم يتطلب الأمر التركيز على أمرين أساسيين، الأول هو هيكلة النظام والذي يتكون من خمس طبقات كما سنرى، والأمر الآخرهو تخطيط ومتابعة مراحل التنفيذ والتي ستتكون أيضاً من خمس مراحل أساسية.

لنبدأ بهيكلة نظام انترنت الأشياء الذي نريد تصميمه، تتحدث أفضل الممارسات عن تصميم النظام وفق خمس طبقات أساسية وهي التجهيزات، الاتصالات، خدمات الغمامة، التطبيقات والأمن.

الطبقات الخمس لأنظمة انترنت الاشياء – IoT Analytics (2016)

الطبقات الخمس لأنظمة انترنت الاشياء – IoT Analytics (2016)

وفيما يلي شرح موجز عن كل طبقة من هذه الطبقات:

  • الطبقة الأولى: التجهيزات Devices : في طبقة التجهيزات هناك 3 أنواع من التجهيزات وهي أولاً التجهيزات الذكية smart device ولها معالج ونظام تشغيل وعتاد تخصصي للمهمة الموكلة (مثلاً غسالة ذكية للثياب)، ثانياً التجهيزات البسيطة Simple Devices وهي تحوي دارات الكترونية أو متحكمات مع وظيفة لها عتاد  وبرمجية خاصة  مثل حساس الحركة، وثالثاً البوابة المتقدمة تدعى Edge Gateway وهي بوابة (رواتر) متطور أضيفيت إليه ميزات تخزين وحوسبة وتحليل.
  • الطبقة الثانية: التواصل Communication: حيث تحوي هذه الطبقة الشبكة الموصلة Network Connectivity بين التجهيزات والتي قد تكون الانترنت، عن طريق Wi-Fi و LAN من أجل المكاتب والمنازل أو LPWAN بالعربية الشبكة الخاصة بالمنطقة الواسعة منخفضة الجهد، وهي للمناطق الواسعة على مستوى المدينة، لها سرعة وحزمة عالية لإرسال البيانات ومنخفضة الجهد.
  • الطبقة الثالثة: خدمات الغمامة Cloud services: تتضمن خدمات الغمامة التي يجب التخطيط لتنفيذها أو شرائها، خدمات تخزين و خدمات إدارة التجهيزات وخدمات إدارة الأحداث (الأمور المطلوبة: إرسال، تشغيل، إطفاء، إلخ) و تحليلات بسيطة ، وأخيراً وحدة خاصة بالتحليلات المعقدة وتكون معتمدة على بنية ذكاء صنعي Artificial Intelligence وتعلم الآلة Machine Learning.
  • الطبقة الرابعة: التطبيقات Application: وهي تحوي طبقة التطبيقات البرامج التي ستقوم بالإظهار Visualization وبرامج تكامل الأعمال مع النظام Business System Integration وبيئة تطوير لكتابة تفاصيل البرامج المطلوبة وتحويلها إلى ملفات قابلة للتنفيذ في النظام.
  • الطبقة الخامسة: الأمن Security: هذه الطبقة تحوي التجهيزات والبرمجيات الخاصة بحفظ أمن النظام وهي أربعة: حماية عتادية وبرامج إدارة ملفات على العتاد firmware، برمجيات تشفير للبيانات والاتصالات من المرسل إلى المستقبل على طول الخط E2E، إدارة الخصوصة لبيانات مستخدمي النظام وتحركاتهم واتصالاتهم، وأخيراً برمجية لهويات المستخدمين وإدارة الوصول إلى النظام ووظائفه.
اقرأ أيضاً:  التعهيد الخارجي في المنظمات الخيرية

ومن هنا نجد أن تخطيط وتنفيذ أنظمة انترنت الأشياء، يتطلب البحث عن كل عنصر من هذه العناصر المذكورة في الطبقات الخمسة والتعرف على الموردين المختصين بكل نوع من أنواع الأنظمة من حيث الوظائف والأهداف والميزات التي يقدمونها، بالتأكيد سيكون هناك الكثير مما يتوجب بحثه ولكن لتكن هذه مقدمة للغوص أكثر في تفاصيل هذه الأنظمة وتطوراتها المتسارعة.

وعليه وبعد أن تحدثنا عن هيكلة أنظمة انترنت الأشياء وذكرنا أنه يمكن هيكلتها في خمسة طبقات، لابد أن نستعرض المراحل الخمسة التي تتبعها أفضل الممارسات، ومن خلال تتبع هذه المراحل نجد أنها لا تعتمد على نماذج التخطيط الكامل ثم التنفيذ وإنما تُعد مرحلة بناء النموذج المصغر أساسية وتعتمد على تقنيات التطوير السريع (الرشيق) المتعاقب Iterative Agile Development.

مراحل العمل لتخطيط وتنفيذ أنظمة وحلول انترنت الاشياء

مراحل العمل لتخطيط وتنفيذ أنظمة وحلول انترنت الاشياء

أما مراحل المشروع فهي باختصار:

  • المرحلة الأولى: تطوير إدارك محدد لحاجات الأعمال والحلول والعوائد والمنافع المتوقعة من تطوير النظام ما يدعى اختصاراً Business Case، وفي هذه المرحلة لابد أن يقوم بالعمل فريق متعدد الاختصاصات للوصول إلى دعم الإدارة العليا الصلب للمشروع، من المفيد في هذه المرحلة الإطلاع على تجارب مماثلة في المجال ودراسة فرضيات تخفيض الكلفة أو تحقيق العوائد بأفضل دقة ممكنة.
  • المرحلة الثانية: تحديد خيارات الشراء أم التطوير لكل عنصر عتادي أو برمجي، يقوم التقنيون والمدراء بالسؤال هل نطور أم نشتري، هل نطور النظام بأنفسنا أم نتعاقد مع شريك مطور، يدخل عادة في تحديد هذه الخيارات الخبرة التقنية الداخلية للمنظمة واعتبارات الوقت والتمويل.
  • المرحلة الثالثة: بناء نموذج مصغر من أجل برهنة النموذج ما يدعي Proof of Concept، وهنا يتم بناء نماذج مصغرة يتم تطويرها بشكل متلاحق حيث تبنى الميزات الأساسية التي يريدها الزبون ثم يتم التجريب ثم التطوير والتجريب مرة أخرى وبناء نموذج جديد ثم تجريبه وتطويره وهكذا، حتى الوصول إلى النسخة المصغرة للنظام القابلة للعمل، والتي تتضمن جميع الميزات المهمة للزبون ويتم فيها تحديد العناصر البرمجية والعتادية المستخدمة في النظام.
  • المرحلة الرابعة: توسيع النموذج المصغر على وحدات تشغليلة أكثر Pilot Project Rollout، وهنا يتم تركيب النظام في أقسام العمل المختلفة وتدريب الموظفين والفنيين للعمل عليه وتطويره وصيانته.
  • المرحلة الخامسة: التشغيل التجاري وهنا يدخل النظام مرحلة التشغيل العادية والمتوقعة للنظام المصمم، حيث يصبح جزءاً من المنظمة ويدخل في عملياتها اليومية، ويشكل نموذج عملها الجديد المعتمد على تقنية انترنت الأشياء.

ومن الجدير بالذكر أن تطوير وتشغيل أنظمة انترنت الأشياء يأخذ وقتاً أكثر من المتوقع من 18-24 شهراً، ومن هنا يتحتم على الشركات تحضير خطط ومشاريع بديلة، على أن لا يكون دور الشركة المضيفة للنظام سلبياً وإنما وجب التعلم من أجل التطوير لأن هذه التقنيات سريعة التطور كما أنها تحتاج ضبط وتطوير بشكل مستمر، ومن ناحية أخرى، فكثيراً ما تهمل المنظمات أمر التغيير المؤسساتي عند تطوير أنظمة انترنت الاشياء ولا تعبأ  بتحديد وضبط العمليات والسياسات الإدارية التي تصاحب هذا التغيير من أجل تقبل نموذج العمل الجديد وجعل التطوير المستمر السريع جزءاً من أسلوب العمل في المنظمة.

وأخيراً، كلما كان شركاء المنظمة في هذه الرحلة أكثر خبرة واحترافية، كان العمل أكثر اعتمادية وأكثر متعة، وكان الوقت والجهد الذي يقضيه المهندسون في تعلم هذه التقنيات أكثر ربحاً وانتاجية.

عن الكاتب

هدى الميداني

مختص وباحث في الأمور الإدارية للمنظمات، ذات اهتمام باستخدام الأساليب الحديثة في إدارة نشاطات المنظمات الخيرية.

اترك تعليق