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如何假裝很懂工業物聯網?
TIME:2018.01.12

    提起物聯網,一般人首先想到的無非是智能家居、智能汽車、可穿戴設備等與日常生活息息相關的領域。


    消費物聯網一詞很少被提及,產品卻深入人心。他的同胞兄弟工業物聯網常常被提起,但由于不直接面向消費者,且概念復雜難懂,邏輯不容易理順,“真理”只掌握在少數人手中。

    一方面是難懂,另一方面又被紛紛看好。IDC 2017年物聯網的投資支出預測,全球在2020年之前準備投資的三大行業都是工業物聯網市場的一部分。賽迪顧問數據,2016年中國工業物聯網市場規模為1896億元。到 2020 年,工業物聯網在中國整體物聯網產業中占比將達到25%,規模突破4500億元。

     究竟“工業物聯網”為何物,如何快速的理清行業脈絡,建立起知識框架,這正是本文所要講的。


    怎么來的?

    在過去的二百多年中,發生了三次工業革命,目前,我們正處于第四次,也被稱之為工業4.0。


    工業1.0:瓦特發明了蒸汽機,由此迎來機械制造時代。
    工業2.0:電力的普及,實現了產品的大規模生產。 
    工業3.0:集成電路的應用,實現自動化生產。
    工業4.0概念是德國政府于2013年率先提出,并上升為國家戰略

    與之前的三次革命不同,工業4.0不是由一個發明,如蒸汽動力或集成電路,而是技術進步的融合,是實體物理世界與虛擬網絡世界融合的時代。它包括3D打印、虛擬現實和云計算等。


    物聯網、工業4.0等概念既有交集也有差異。隨著工業化與信息化的深度融合,企業內部互聯互通的需求漸增,通過接入網絡進而達到提高產品質量和運營效率的需求更為強烈,工業物聯網(簡稱IIoT,Industrial Internet of Things )應運而生。    

    工業物聯網將生產過程的每一個環節、設備變成數據終端,全方位采集底層基礎數據,并進行更深層面的數據分析與挖掘,從而提高效率、優化運營。

    當然,工業物聯網是一個漸進發展成熟的過程,在實施中包括四個階段:

    1、智能的感知控制階段

    即利用基于末端的智能感知技術,如傳感器、REID、無線傳感網絡等,隨時、 隨地進行工業數據的采集和設備控制的智能化。


2、全面的互聯互通階段

  通過多種通信網絡互聯互通手段,如工業網關、短距離無線通信、低功耗廣域網和OPC UA等,整合信息化共性技術和行業特征,將采集到的數據實時、準確地傳遞出去。 

    3、深度的數據應用階段

    即利用云計算、大數據等相關技術,對數據進行建模、分析和優化,實現多源異構數據的深度開發應用,從數據倉庫中提取隱藏的預測性信息,挖掘出數據間潛在的關系,快速而準確地找出有價值的信息,有效提高系統的決策支持能力。


    4、創新的服務模式階段

     利用信息管理、智能終端和平臺集成等技術,提供定制服務、增值服務、運維服務、升級服務、培訓服務、咨詢服務和實施服務等方面,實現傳統工業智能化改造,提升產業價值,優化服務資源和激發產業創新。


    要用哪些技術?

    從系統的角度看,工業物聯網的構成模型、各功能模塊中主要實體以及模塊間的關系,如下圖所示:


    原料、機器設備、環境、作業工人等對象 被 感知控制域的傳感器、標簽所感知、識別和控制,在其生產、加工、運輸、流通、銷售等各個環節的信息被獲取。采集的數據最終傳送給服務提供域,從而實現遠程監控、能源管理、安全生產等服務。

    工業物聯網所需用到的關鍵技術主要有4大塊。


工業物聯網技術體系

    技術并非一成不變,而是向前發展的,目前,工業物聯網的技術正在朝5個方向發展。


    1、終端智能化

    包括底層傳感器設備自身向著微型化和智能化的方向發展,以及工業控制系統的開放逐漸擴大,使得工業控制系統與各種業務系統的協作成為可能。   

    2、聯接泛在化

    工業控制通信網絡經歷了現場總線、工業以太網和工業無線等多種工業通信網絡技術,將監控設備與系統, 同生產現場的各種傳感器、 變送器、執行器、 伺服驅動器、運動控制器,甚至CNC數控機床、工業機器人和成套生產線等生產裝備連接起來。   

    3、計算邊緣化

    數據不用再傳到遙遠的云端,更適合實時的數據分析和智能化處理,具有安全、快捷、易于管理等優勢, 能更好地支撐本地業務的實時智能化處理與執行,滿足網絡的實時需求。

    4、網絡扁平化

    工業物聯網的體系架構正在簡化,系統性能將得到進一步提升的同時降低軟件維護成本。建立網絡扁平化技術體系,使信息在真實世界和虛擬空間之間智能化流動,實現對生產制造的實時控制、精確管理和科學決策。

    5、服務平臺化

    工業物聯網平臺面臨著連接設備量巨大、應用環境復雜、用戶多元化等問題。提升連接靈活、擴展用戶規模、應用開發的簡易友好,根據用戶實際需求提供設備遠程管理、預防性維護和故障診斷等服務。

    工業物聯網背后的邏輯是日趨成熟的傳感器技術、信息技術,這使得工業應用能夠向智能化轉變。而感知控制和互聯互通實現之后,數據將進一步被挖掘,工業制造領域的覆蓋面將進一步拓展,塑造功能和形式更多樣的,提供個性化服務的生態,激發產業創新。從產業的角度來看,傳感器、工業控制、平臺相關企業將直接受益。

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