工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能制造的主要應(yīng)用場景

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)從一種時(shí)髦詞匯越來越多的轉(zhuǎn)變?yōu)榭缭叫袠I(yè)部署的各種應(yīng)用。當(dāng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)擁抱物聯(lián)網(wǎng)并建立工業(yè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和許多其他工業(yè)數(shù)據(jù)采集解決方案時(shí)，就是我們所熟知的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）或者智能工廠。

簡言之，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是通過廣泛應(yīng)用傳感器、嵌入式驅(qū)動器、軟件、無線連接以及信息系統(tǒng)技術(shù)從而引發(fā)工業(yè)產(chǎn)品、運(yùn)營、價(jià)值鏈和售后服務(wù)上產(chǎn)生一系列變革。在制造業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也稱為智能工廠或互聯(lián)工廠。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)不僅讓生產(chǎn)運(yùn)營自動化，同時(shí)讓供應(yīng)鏈的各個階段透明化，從而為提高企業(yè)競爭力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長。應(yīng)用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)后，企業(yè)能夠利用智能技術(shù)激勵創(chuàng)新，提高產(chǎn)量同時(shí)轉(zhuǎn)變勞動力。

根據(jù)調(diào)查研究結(jié)果顯示，近三分之一的調(diào)查企業(yè)正積極使用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工具或正積極投資即將上線的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。然而12%的調(diào)查者雖然已經(jīng)部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的解決方案，但是對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用以及愿景理解仍然十分寬泛。每六個調(diào)查者中就有一個不理解工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念以及能帶來什么幫助。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是機(jī)器端到端通信（M2M），多年來工業(yè)企業(yè)一直得益于這項(xiàng)技術(shù)。如今機(jī)器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)連接，并能收集數(shù)據(jù)、直接傳遞數(shù)據(jù)和進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。機(jī)器端到端通信的進(jìn)一步發(fā)展為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)帶來了更好的互操作性和更快的響應(yīng)速度。

智能工廠和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用例

互聯(lián)工廠的理念正逐漸被全球的制造企業(yè)所接受：互聯(lián)網(wǎng)工廠車間和互聯(lián)機(jī)器讓生產(chǎn)系統(tǒng)自動運(yùn)行并為操作員提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。然而盡管制造企業(yè)評價(jià)互聯(lián)工廠所帶來的收益眾多，但許多行業(yè)仍未對此展開部署。

互聯(lián)工廠的一個重要部件是傳感器，它可以增加工廠的互聯(lián)性和可視性。部署和使用傳感器的關(guān)鍵是識別流程和設(shè)備所產(chǎn)生的正確數(shù)量和正確類型的數(shù)據(jù)，從而獲得有效的分析結(jié)果。

隨著設(shè)備變得越來越互聯(lián)和智能，可視性和最優(yōu)化從制造流程延伸到供應(yīng)鏈的每個環(huán)節(jié)。以這種方式，工業(yè)4.0不僅可以幫助降低企業(yè)成本，還可以利用優(yōu)化流程生產(chǎn)更高質(zhì)量的產(chǎn)品，加速上市時(shí)間，滿足客戶需求。

未來互聯(lián)工廠的流程將比當(dāng)前更具有前瞻性，當(dāng)問題產(chǎn)生時(shí)，相應(yīng)的解決方案會實(shí)時(shí)自動出現(xiàn)，甚至利用預(yù)測分析技術(shù)在問題出現(xiàn)之前就推出解決方案，形成一種自我修復(fù)的環(huán)境。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)工廠的主要應(yīng)用包括以下幾方面：

資產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

老舊系統(tǒng)中的可編程邏輯控制技器PLC和基于計(jì)算機(jī)的控制器因?yàn)槿狈εc內(nèi)部系統(tǒng)的連接通常不足以對資產(chǎn)健康進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。由于對資產(chǎn)的能見度有限，因此企業(yè)想要做出快速精準(zhǔn)的決策也十分困難。尤其當(dāng)遇到操作人員在監(jiān)控現(xiàn)場以外百千公里的情況下，資產(chǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控就變得更加復(fù)雜。企業(yè)可以通過擴(kuò)展當(dāng)前設(shè)備和MES/ERP系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)互操作性、互聯(lián)性、獲取數(shù)據(jù)情報(bào)，改善設(shè)備和流程的監(jiān)控及優(yōu)化方式，從而最終加速實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0。

另一方面，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過提高安全性和使用率、改善能源管理和提高保密性，讓遠(yuǎn)程資產(chǎn)監(jiān)控更易實(shí)現(xiàn)。資產(chǎn)健康監(jiān)控能使車間主管同時(shí)監(jiān)控不同參數(shù)，比如制造工廠內(nèi)部空氣質(zhì)量和有毒氣體的產(chǎn)生。由于考慮到員工的健康和安全，監(jiān)控在石油天然氣行業(yè)具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。同樣遠(yuǎn)程監(jiān)控也能夠?yàn)橹扑幖皞}儲行業(yè)提高對溫度的監(jiān)控力度。

遠(yuǎn)程監(jiān)控可以通過遍布工廠安裝無線傳感器并通過互聯(lián)網(wǎng)關(guān)集成起來實(shí)現(xiàn)。這些傳感器（監(jiān)測溫度、濕度、噪音和其他重要參數(shù)）在云端集成可以實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)無縫傳輸?shù)椒治霏h(huán)境中。同時(shí)云端數(shù)據(jù)也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問，以便實(shí)時(shí)采取進(jìn)一步行動。

網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控

隨著設(shè)備越來越多的通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控也成為了制造企業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的一個應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)體設(shè)備逐漸具備了采集和傳輸存在數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)等信息的能力。

在挑戰(zhàn)方面，隨著網(wǎng)絡(luò)越發(fā)混雜，互聯(lián)設(shè)備越來越容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊和系統(tǒng)入侵。因此企業(yè)需要建立并部署復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)，這些系統(tǒng)需要兼容各種不同的設(shè)備并能夠檢測入侵和故障問題。

而在機(jī)遇方面，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)支持的監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控所有互聯(lián)設(shè)備方面發(fā)揮著重要作用。它可以提供工廠車間內(nèi)各種機(jī)器和設(shè)備的統(tǒng)一視圖。這種系統(tǒng)能支持UDP、 6lowPAN、 IpV6等多種通信協(xié)議，能采集更多復(fù)雜和大量的數(shù)據(jù)，并能以富有洞察力的方式呈現(xiàn)給車間的管理人員。

遠(yuǎn)程診斷和預(yù)測性維護(hù)

機(jī)器正常運(yùn)行時(shí)間以及通過維修計(jì)劃保證設(shè)備正常運(yùn)行對制造企業(yè)來說至關(guān)重要。企業(yè)缺乏對各種流程和機(jī)器所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的監(jiān)控和評估通常會導(dǎo)致資產(chǎn)性能優(yōu)化的實(shí)施失敗，而實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)性能優(yōu)化可以減少突發(fā)的機(jī)器故障。

為了避免這種情況發(fā)生，制造業(yè)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案囊括了互聯(lián)的傳感器、IT系統(tǒng)、數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)分析。當(dāng)今的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能通過收集數(shù)據(jù)檢測到異常模式、并通過發(fā)布警告、預(yù)測未來故障方式來做更好的維修計(jì)劃從而讓正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間最大化。

目前大多數(shù)制造工廠已經(jīng)開始安裝了傳感器自動診斷機(jī)器用電量和振動級等不同參數(shù)。傳感器能檢測到被監(jiān)控參數(shù)所出現(xiàn)的最輕微的誤差，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到中央系統(tǒng)，系統(tǒng)會根據(jù)數(shù)據(jù)主動做出智能決策。這些應(yīng)用在工業(yè)設(shè)備如噴氣發(fā)動機(jī)、動力渦輪機(jī)、鐵路機(jī)車等能檢測到設(shè)備老化并降低老化速度，可以解決維修、形態(tài)結(jié)構(gòu)和改良方面的問題。隨著資產(chǎn)、流程和人員通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)變得更加互聯(lián)，制造企業(yè)也將改善基本建設(shè)支出情況并讓維護(hù)費(fèi)用更加合理。

資產(chǎn)實(shí)時(shí)追蹤

資產(chǎn)（包括原材料、工業(yè)機(jī)械、卡車隊(duì)、集裝箱、最終產(chǎn)品等）的實(shí)時(shí)追蹤，能讓企業(yè)及時(shí)獲知設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行情況。這些有效的信息情報(bào)能比以往更加有效防止質(zhì)量問題，維持庫存量和貨物安全，優(yōu)化物流，偵測偷竊等。然而，實(shí)時(shí)的可視性對資產(chǎn)密集型企業(yè)來說也是一項(xiàng)持續(xù)性挑戰(zhàn)。這種類型企業(yè)可以通過將傳感器和低成本的互聯(lián)裝置內(nèi)嵌到所有設(shè)備上，以實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的實(shí)時(shí)追蹤。

這使得制造企業(yè)可以對生產(chǎn)過程中所需要的物料的狀態(tài)，從原材料接收到成品發(fā)貨都可以進(jìn)行有效監(jiān)控。通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的這種解決方案來追溯原材料和機(jī)器的去向與狀態(tài)更容易實(shí)現(xiàn)。對資產(chǎn)的實(shí)時(shí)追蹤能夠幫助制造企業(yè)更有效的進(jìn)行需求計(jì)劃，從而把供應(yīng)中斷減少到最小甚至避免中斷的發(fā)生。同樣，更加智能的倉儲管理可以提高庫存管理效率，幫助企業(yè)增加產(chǎn)能。

對在物流領(lǐng)域運(yùn)營的企業(yè)來說，其主要目標(biāo)是準(zhǔn)時(shí)并完好的交付貨物。對航空貨運(yùn)、海運(yùn)、倉儲和包裹快遞等各種不同企業(yè)來說，使用傳感器和數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)能夠幫助實(shí)現(xiàn)部署智能應(yīng)用，促進(jìn)優(yōu)化倉庫容量、實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤、線路優(yōu)化、預(yù)測性資產(chǎn)維護(hù)和改進(jìn)最后一公里配送等。智能化的車隊(duì)管理系統(tǒng)幫助企業(yè)獲得從運(yùn)營到財(cái)務(wù)的史無前例的可視性， 從而提高客戶體驗(yàn)，并幫助企業(yè)做出更明智的決策。

企業(yè)需要確保工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間能夠緊密集成以形成一個緊密網(wǎng)絡(luò)，從而讓機(jī)器端到端通信成為可能。云能幫助企業(yè)從移動互聯(lián)端上采集和分析巨量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

然而現(xiàn)實(shí)中企業(yè)還需要克服眾多組織障礙才能讓工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢得以顯現(xiàn)。讓企業(yè)部門做好迎接工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的其中一種舉措便是實(shí)施試點(diǎn)項(xiàng)目。通過首次測試現(xiàn)有系統(tǒng)的充分性，讓應(yīng)用新技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)值降到最低。

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