一、工業物聯網平臺的概念
工業物聯網平臺是工業物聯網的核心,是在工業領域中,通過將物聯網、大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術與工業生產深度融合,實現工業設備、系統、人員以及產品之間的互聯互通和數據共享,從而提升工業生產效率、優化生產流程、推動工業智能化發展的綜合性平臺。
工業物聯網平臺的發展并非一蹴而就。2012 年,美國通用電氣(GE)發布白皮書《工業互聯網:打破智慧與機器的邊界》,首次提出工業互聯網的概念,這一概念的提出,如同在工業領域投入了一顆石子,激起千層浪,工業物聯網平臺的發展也隨之開啟。隨后,各國紛紛重視并推進相關技術和平臺的建設。2014 年,美國包括 GE、IBM、Cisco 在內的行業領導者成立了工業互聯網聯盟(IIC),強化了工業互聯網平臺的建設,同年,通用電氣公司推出 Predix 工業互聯網平臺,實現了工業互聯網在制造業企業的應用。而中國在工業互聯網領域也積極探索,2016 年,中國的工業互聯網產業聯盟在參考美國 ⅡRA、德國 RAMI 4.0 的基礎上,提出了以網絡、數據和安全為主要功能體系的工業互聯網體系架構 1.0 ,并在后續不斷完善工業互聯網標準體系。
二、工業物聯網平臺的功能
(一)設備連接與管理功能
工業物聯網平臺首要功能是實現對各類工業設備的連接。不管是生產線上的大型機械設備,還是小型的傳感器,都能通過有線或無線的方式接入平臺。通過 MQTT、OPC UA 等多種通信協議,確保設備與平臺之間穩定的數據傳輸。連接后,平臺可以對設備進行實時監控,獲取設備的運行狀態、溫度、壓力等關鍵參數。一旦設備出現異常,如溫度過高、運行速度異常等,平臺能及時發出警報通知相關人員進行處理,實現設備的預防性維護,減少設備故障停機時間,提升生產效率。例如,在一家汽車制造工廠,通過工業物聯網平臺連接生產線上的沖壓機、焊接機器人等設備,平臺實時監測設備的運行狀況,提前發現焊接機器人的關鍵部件磨損跡象,及時安排維護,避免了因設備故障導致的生產線停滯。
(二)數據采集與分析功能
工業物聯網平臺能夠采集海量的工業數據,這些數據來源廣泛,包括設備運行數據、生產過程數據、質量檢測數據等。通過邊緣計算技術,在設備端對數據進行初步處理和篩選,減少數據傳輸量,然后將有價值的數據傳輸到云端進行深度分析。利用大數據分析技術和機器學習算法,從數據中挖掘潛在的規律和價值。比如,分析生產過程數據可以找出生產效率低下的環節,從而優化生產流程;通過對質量檢測數據的分析,可以找出影響產品質量的關鍵因素,進而提高產品質量。在某電子產品制造企業,平臺采集生產線上各工序的生產數據,通過分析發現某一工序的操作時間過長影響整體生產效率,經過優化操作流程,生產效率提高了 20%。
(三)應用開發與服務功能
工業物聯網平臺為開發者提供了豐富的開發工具和接口,便于開發者基于平臺開發各種工業應用程序(工業 APP)。這些工業 APP 可以滿足不同企業、不同場景的個性化需求,如生產管理 APP、設備運維 APP、供應鏈協同 APP 等。企業可以根據自身的業務需求,選擇合適的工業 APP,實現生產管理的智能化、供應鏈的高效協同等。例如,某機械制造企業使用設備運維 APP,通過手機就能實時查看設備的運行數據、維護記錄,還能在線預約維護人員,大大提高了設備運維的效率。
(四)安全保障功能
在工業物聯網環境下,安全至關重要。工業物聯網平臺的安全保障功能涵蓋多個層面,包括設備安全、網絡安全、數據安全等。在設備安全方面,采用加密技術、身份認證等手段防止設備被非法入侵;網絡安全上,通過防火墻、入侵檢測系統等保障數據傳輸的安全;數據安全則利用數據加密、訪問控制等措施,確保工業數據不被泄露、篡改。某化工企業在采用工業物聯網平臺時,加強了安全保障措施,對設備進行身份認證,防止非法設備接入,同時對傳輸的數據進行加密,保障了生產過程的安全穩定。
審核編輯 黃宇
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