工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）如何改變制造業(yè)

十年來，物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的主要焦點是消費者領(lǐng)域，然而，還有其他領(lǐng)域需要基于連接事物的應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)中的延伸被稱為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，通常也稱為IIoT/工業(yè)4.0。IIoT通過安全網(wǎng)絡(luò)連接機器和工業(yè)設(shè)備，并實現(xiàn)整個工業(yè)設(shè)施的自動化。IIoT是M2M通信，大數(shù)據(jù)分析，SCADA和類似其他行業(yè)設(shè)備的組合。

到77年，設(shè)備和技術(shù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）市場預(yù)計將從3億美元增長到110億美元，在預(yù)測期內(nèi)的復(fù)合年增長率為6.2025%。

要了解工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)如何使制造業(yè)受益，讓我們檢查一些關(guān)鍵點：

專用5G網(wǎng)絡(luò)的重要性

對5G的需求正在迅速增長，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)逐漸受到覆蓋范圍，容量，可靠性和時間問題的困擾。由于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)使用未經(jīng)許可的頻譜，因此公共領(lǐng)域的用戶會產(chǎn)生漏洞影響。專用5G網(wǎng)絡(luò)使用專用頻譜，提供eMBB，mMTC和URLLC功能的技術(shù)彌合了上述缺點。

盡管最新的 Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6E 通過提供增強的帶寬、更少的延遲、高速和安全性，比其前代產(chǎn)品有了重大改進，但 5G 技術(shù)在超低延遲、對大量設(shè)備的精確尋址能力、隱私和戶外性能方面無與倫比。電信，OEM和Semicon的積極投資導(dǎo)致專用5G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，最終簡化了部署并降低了成本。

資產(chǎn)管理：-想象一下，一家工廠正在制造某種資產(chǎn)，操作員需要定期驗證資產(chǎn)已達到的階段，根據(jù)資產(chǎn)時序更改電機的控制，并通過查看進入和退出點來控制生產(chǎn)。在這種情況下，如果我們能夠減少人為干預(yù)并智能地跟蹤資產(chǎn)，那將非常有幫助。借助IIoT的智能工廠可以使用智能傳感器跟蹤不同的工廠資產(chǎn)位置，監(jiān)控供需要求，并相應(yīng)地管理工作流程，記錄和生產(chǎn)。

預(yù)測分析：-制造商可以對正在進行的制造狀態(tài)進行分析，估計實現(xiàn)里程碑所需的時間表，機器的維護要求。預(yù)測分析工具可幫助工程師確定問題的根本原因并制定緩解計劃，從而提前警告故障。隨著我們在這個生態(tài)系統(tǒng)中的發(fā)展，生產(chǎn)線將擁有更多的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以提供更多的可見性來處理復(fù)雜的場景，從而形成更強大的系統(tǒng)。

高效和富有成效的流程：-工業(yè)中的機械設(shè)備需要定期維修和維護。如果設(shè)備意外損壞，則可能會影響計劃生產(chǎn)的減少，浪費時間和資源。物聯(lián)網(wǎng)輔助生產(chǎn)可以通過在設(shè)備導(dǎo)致?lián)p壞之前對其進行維修來避免生產(chǎn)停機.最終，在增強分析、減少停機時間和基于正在監(jiān)控的機器的決策的幫助下，生產(chǎn)線將提高生產(chǎn)率，從而加快制造速度。

安全操作：-該行業(yè)的機器可能很危險，如果不定期維修，可能會變成危險。采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）自動化單元可以確保員工和機器的安全。此外，該行業(yè)可以將機器人技術(shù)與機器相結(jié)合，以限制工人在地面以下或在某些特殊腔室中工作。

如今，許多制造公司已經(jīng)開始投入時間和金錢來開發(fā)智能IT驅(qū)動的制造解決方案。工業(yè) 4.0 的采用使工業(yè)用戶能夠利用其優(yōu)勢，例如資產(chǎn)管理、預(yù)測分析、高效和生產(chǎn)流程以及運營安全。然而，通過利用這些優(yōu)勢，IIoT為制造商和企業(yè)帶來了自己的一系列挑戰(zhàn)。

制造商和原始設(shè)備制造商采用IIoT的挑戰(zhàn)

互操作性：- 制造業(yè)沉迷于航空航天、汽車和石油廠等各個領(lǐng)域。不同部門涉及的制造工藝各不相同。工業(yè)部門既沒有標準也沒有工業(yè)智能傳感器。例如，在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)不同供應(yīng)商的機器之間傳輸數(shù)據(jù)將與其他生態(tài)系統(tǒng)不同。像Zigbee，Thread這樣的標準，在物聯(lián)網(wǎng)中，提升了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與其他設(shè)備互操作以共享信息。然而，工業(yè)4.0沒有類似的標準。原始設(shè)備制造商和中小企業(yè)需要改變/數(shù)字化他們的流程，以確保業(yè)務(wù)部門基于一些現(xiàn)有流程的互操作性。

安全：- 如果沒有互連系統(tǒng)，確保智能技術(shù)是無效的。但是，將工業(yè)級機器與網(wǎng)絡(luò)連接會帶來風(fēng)險。它可能導(dǎo)致易受攻擊的攻擊，并可能導(dǎo)致制造過程故障，員工和機器的安全可能受到威脅。對于任何工業(yè) 4.0 OEM 來說，都必須擁有最強大、最安全的環(huán)境，以保護工作站免受網(wǎng)絡(luò)威脅。

行業(yè)創(chuàng)客的專業(yè)知識不足（缺乏知識）：- 由于IIoT剛剛起步，技術(shù)創(chuàng)新所需的行業(yè)技能，具有不同機械形狀和尺寸的單元的協(xié)調(diào)，來自各種來源的數(shù)據(jù)集成以及實現(xiàn)眾多制造系統(tǒng)的供應(yīng)商是市場的困難之一。除此之外，由于缺乏知識和巨大的投資需求，小規(guī)模公司將發(fā)現(xiàn)難以開始使用工業(yè)4.0技術(shù)。

缺乏成熟的技術(shù)：- 智能制造單元需要有一種機制或傳感器來智能地檢測和協(xié)作從一臺機器到另一臺機器的數(shù)據(jù)。這需要工業(yè)級傳感器和智能機器。目前，面臨的挑戰(zhàn)是，市場上沒有太多可用于該行業(yè)的智能傳感器/機器。此外，開發(fā)工業(yè)級傳感器需要對生態(tài)系統(tǒng)進行培訓(xùn)和模擬，這是一項艱巨的任務(wù)，但對工業(yè)家來說卻是一個重要方面。

基于上述與IIoT相關(guān)的好處和挑戰(zhàn)，讓我們了解一些支持它的重要用例。

使用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：- 與PLC，DCS和其他傳感器接口的工業(yè)網(wǎng)關(guān)，用于通過OPC UA或其他一些行業(yè)標準進行數(shù)據(jù)收集。它將支持云，這有助于將真實事物與數(shù)字世界聯(lián)系起來。基于云的網(wǎng)關(guān)將支持對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，從而推動核心業(yè)務(wù)邏輯。

一些主要功能：

通過可靠的高速以太網(wǎng)、Wi-Fi 或 LTE 連接實現(xiàn)云連接（適用于非常偏遠的地區(qū)）

支持標準工業(yè)協(xié)議（Modbus，OPC Unified Architecture - OPC UA，MTConnect等）

與 PLC 和 SCADA 集成

時間敏感型網(wǎng)絡(luò) （TSN）

將重要數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進行大數(shù)據(jù)分析和預(yù)測性維護

智能制造解決方案的使用：- 智能制造解決方案將有助于分階段管理制造單位，并為資產(chǎn)提供故障報告。該解決方案還將支持工業(yè)電機控制和速度診斷。為了遠程跟蹤和控制制造，該解決方案將提供一個云接口。

一些主要功能：

控制電機的運行和速度

溫度和壓力測量和分析

在達到溫度和壓力閾值時采取適當(dāng)措施

使用雨量RFID和位置繪圖進行制造階段跟蹤

庫存管理并在必要時訂購更多庫存/組件

通過可靠的高速以太網(wǎng)、WiFi 或 LTE 連接（適用于偏遠地區(qū)）和制造統(tǒng)計數(shù)據(jù)實現(xiàn)云連接

審核編輯：郭婷