提起物聯(lián)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,雖然消費物聯(lián)網一詞很少被提及,產品卻深入人心。他的同胞兄弟工業(yè)物聯(lián)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(lián)網的投資支出預測,全球在2020年之前準備投資的三大行業(yè)都是工業(yè)物聯(lián)網市場的一部分。賽迪顧問數據,2016年中國工業(yè)物聯(lián)網市場規(guī)模為1896億元。到 2020 年,工業(yè)物聯(lián)網在中國整體物聯(lián)網產業(yè)中占比將達到25%,規(guī)模突破4500億元。
究竟“工業(yè)物聯(lián)網”為何物,如何快速的理清行業(yè)脈絡,建立起知識框架,這正是本文所要講的。
工業(yè)物聯(lián)網怎么來的?
在過去的二百多年中,發(fā)生了三次工業(yè)革命,目前,我們正處于第四次,也被稱之為工業(yè)4.0。
工業(yè)革命的演進
工業(yè)1.0:瓦特發(fā)明了蒸汽機,由此迎來機械制造時代。
工業(yè)2.0:電力的普及,實現了產品的大規(guī)模生產。
工業(yè)3.0:集成電路的應用,實現自動化生產。
工業(yè)4.0概念是德國政府于2013年率先提出,并上升為國家戰(zhàn)略。
與之前的三次革命不同,工業(yè)4.0不是由一個發(fā)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(lián)網、工業(yè)4.0等概念既有交集也有差異。隨著工業(yè)化與信息化的深度融合,企業(yè)內部互聯(lián)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(yè)物聯(lián)網(簡稱IIoT,Industrial Internet of Things )應運而生。
工業(yè)物聯(lián)網將生產過程的每一個環(huán)節(jié)、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(yōu)化運營。
當然,工業(yè)物聯(lián)網是一個漸進發(fā)展成熟的過程,在實施中包括四個階段:
01
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(yè)數據的采集和設備控制的智能化。
02
全面的互聯(lián)互通階段
通過多種通信網絡互聯(lián)互通手段,如工業(yè)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(yè)特征,將采集到的數據實時、準確地傳遞出去。
03
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(yōu)化,實現多源異構數據的深度開發(fā)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(tǒng)的決策支持能力。
04
創(chuàng)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(tǒng)工業(yè)智能化改造,提升產業(yè)價值,優(yōu)化服務資源 和激發(fā)產業(yè)創(chuàng)新。
工業(yè)物聯(lián)網的實施階段全景圖
工業(yè)物聯(lián)網要用哪些技術?
從系統(tǒng)的角度看,工業(yè)物聯(lián)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:
工業(yè)物聯(lián)網參考體系架構
原料、機器設備、環(huán)境、作業(yè)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(huán)節(jié)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(jiān)控、能源管理、安全生產等服務。
工業(yè)物聯(lián)網所需用到的關鍵技術主要有4大塊:
工業(yè)物聯(lián)網技術體系
技術并非一成不變,而是向前發(fā)展的,目前,工業(yè)物聯(lián)網的技術正在朝5個方向發(fā)展:
? 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(fā)展,以及工業(yè)控制系統(tǒng)的開放逐漸擴大,使得工業(yè)控制系統(tǒng)與各種業(yè)務系統(tǒng)的協(xié)作成為可能。
? 聯(lián)接泛在化
工業(yè)控制通信網絡經歷了現場總線、工業(yè)以太網和工業(yè)無線等多種工業(yè)通信網絡技術,將監(jiān)控設備與系統(tǒng), 同生產現場的各種傳感器、 變送器、執(zhí)行器、 伺服驅動器、運動控制器,甚至CNC數控機床、工業(yè)機器人和成套生產線等生產裝備連接起來。
? 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(yōu)勢, 能更好地支撐本地業(yè)務的實時智能化處理與執(zhí)行, 滿足網絡的實時需求。
? 網絡扁平化
工業(yè)物聯(lián)網的體系架構正在簡化,系統(tǒng)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。
? 服務平臺化
工業(yè)物聯(lián)網平臺面臨著連接設備量巨大、應用環(huán)境復雜、用戶多元化等問題。提升連接靈活、擴展用戶規(guī)模、應用開發(fā)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。
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原文標題:行業(yè)|這是一份工業(yè)物聯(lián)網入門指南
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