2018年工控行業(yè)的十大前沿技術(shù)資料概述

順應(yīng)工業(yè)4．0的大趨勢，工控行業(yè)涌現(xiàn)出眾多新興技術(shù)，例如，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、邊緣自動化等。將這些技術(shù)應(yīng)用在傳統(tǒng)工業(yè)上，能夠大幅提升傳統(tǒng)自動化企業(yè)發(fā)展速度。同時，也為轉(zhuǎn)型中的企業(yè)提供了加速升級轉(zhuǎn)型的新途徑。在這些智能化技術(shù)的引導(dǎo)下，企業(yè)也在迎來了新契機。

那么2018年，到底有哪些技術(shù)成為工控行業(yè)驅(qū)動力的主力軍呢？

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工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)時代的新入口，能夠為工控行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟價值。例如，曾經(jīng)有專家表示，工業(yè)效率提升1％，就能為鐵路貨運、電氣等行業(yè)節(jié)約幾百億的成本。而當下，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要是用于優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)過程的管理體系，通過其傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信協(xié)議、視覺系統(tǒng)以及分布式系統(tǒng)架構(gòu)，在供應(yīng)鏈管理體系、生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化、產(chǎn)品設(shè)備監(jiān)控、環(huán)保監(jiān)測以及安全生產(chǎn)等流程上進行優(yōu)化。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)雖然已經(jīng)成為了整個工控行業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)之一，但是目前安全性和人才資源都是亟待解決的問題，如何解決設(shè)備安全、數(shù)據(jù)安全、控制安全、應(yīng)用安全等安全問題是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用落地的最基本問題。同時，大多數(shù)工業(yè)企業(yè)的現(xiàn)有人才不具備相關(guān)的分析和解決問題的能力，在專業(yè)型人才培養(yǎng)上也需給予重視。

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數(shù)字雙胞胎

數(shù)字雙胞胎相關(guān)概念最早是由美國空軍研究實驗室于2011年3月的一次演講上提出來的，顧名思義，它是利用數(shù)字化技術(shù)營造一個與現(xiàn)實世界對稱的鏡像世界。在企業(yè)的生產(chǎn)過程中，它可以應(yīng)用在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)管理、設(shè)備管理領(lǐng)域，幫助企業(yè)進行仿真測試、驗證，生產(chǎn)調(diào)度、調(diào)整以及優(yōu)化，以及模擬機械和電器聯(lián)動模擬。在很大程度上，數(shù)字雙胞胎能夠幫助企業(yè)在低成本的鏡像世界中對產(chǎn)品進行協(xié)同以及模型優(yōu)化，給現(xiàn)實工廠提供更多的方案。

數(shù)字雙胞胎能夠幫助企業(yè)在實現(xiàn)生產(chǎn)之前，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品、設(shè)備以及生產(chǎn)管理上的問題，優(yōu)化整個生產(chǎn)流程，提升產(chǎn)品質(zhì)量，幫助企業(yè)提升生產(chǎn)效率，最終實現(xiàn)高效的柔性生產(chǎn)。

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虛擬調(diào)試

作為數(shù)字雙胞胎的技術(shù)分支之一，虛擬調(diào)試已經(jīng)成為工控行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)之一。在傳統(tǒng)的制造商生產(chǎn)過程中，往往產(chǎn)品已經(jīng)初步集成后才發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷，這種情況就大大增加了企業(yè)的成本。而引入虛擬調(diào)試技術(shù)后，企業(yè)在真正生產(chǎn)產(chǎn)品之前，就能夠通過這項技術(shù)，模擬驗證產(chǎn)品集成后的所有問題。

在傳統(tǒng)工業(yè)向工業(yè)4．0方向上轉(zhuǎn)型升級的過程中，提升生產(chǎn)效率是企業(yè)所追求的指標之一，尤其是在研發(fā)周期較長的產(chǎn)品設(shè)計期，企業(yè)如果能從研發(fā)期開始來縮短產(chǎn)品交付時間，在與競品對比時將會成為一個重要的利器。

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協(xié)作機器人

在工業(yè)生產(chǎn)中，協(xié)作機器人作為與傳統(tǒng)機器人互補的角色，讓傳統(tǒng)工業(yè)更加智能化。得益于多傳感器的融合，協(xié)作機器人在人機交互、靈活性、環(huán)境適應(yīng)性上更加智能化。同時，對于小型生產(chǎn)企業(yè)，協(xié)作機器人的出現(xiàn)減小了它們在生產(chǎn)線建設(shè)上的資金壓力，東芝機械的高級副總裁Ryan Guthrie曾表示很多情況下，協(xié)作機器人一年內(nèi)就能收回成本。

同時，協(xié)作機器人的安全性也是需要行業(yè)給予高度重視，降低事故率應(yīng)當放在首位。目前，國際上還沒有公認與統(tǒng)一的標準來給協(xié)作機器人定義到底安不安全，尤其是在人機協(xié)作時，這也是目前事故率最高的情況之一。

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邊緣計算

在智能制造、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等新興技術(shù)和概念興起的同時，對于數(shù)據(jù)的處理要求也越來越高。到2020年，每人每天平均會產(chǎn)生1．5G的數(shù)據(jù)量。但是目前現(xiàn)有的云計算無法快速高效地處理這些龐大的數(shù)據(jù)，邊緣計算成為另外一條解決方案。通過分散式運算的機構(gòu)，數(shù)據(jù)資料、應(yīng)用程序和服務(wù)運算都轉(zhuǎn)移至網(wǎng)絡(luò)邏輯上的邊緣節(jié)點處理，切割成更小與更容易管理的部分。并且，邊緣節(jié)點更接近與用戶終端裝置，能更大程度降低延遲。在企業(yè)生產(chǎn)過程中，邊緣計算能夠讓生產(chǎn)出現(xiàn)快速響應(yīng)和反饋。實時對數(shù)據(jù)分析，能夠快速阻斷設(shè)備發(fā)生意外終端的情況，提高生產(chǎn)安全性。

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工業(yè)大數(shù)據(jù)

工業(yè)大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)最大的不同在與工業(yè)大數(shù)據(jù)有非常強的目的性，而互聯(lián)網(wǎng)更在意關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的挖掘，更加發(fā)散。目前，工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)主要應(yīng)用于研發(fā)人員的創(chuàng)新能力、研發(fā)效率和質(zhì)量，復(fù)雜生產(chǎn)過程的優(yōu)化、產(chǎn)品需求預(yù)測以及供應(yīng)鏈的優(yōu)化。本質(zhì)上，工業(yè)大數(shù)據(jù)能夠促進企業(yè)更好地自動生產(chǎn)，促進工業(yè)向智能制造更進一步，同時還能帶動業(yè)務(wù)的創(chuàng)新。

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5G網(wǎng)絡(luò)

5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不僅在手機等消費終端產(chǎn)品中，還能在工業(yè)自動化產(chǎn)業(yè)中廣泛使用。5G以低延遲、高可靠為重要特性，閉環(huán)控制應(yīng)用通過無線網(wǎng)絡(luò)連接成為可能，而工業(yè)自動化控制作為工廠的最基礎(chǔ)的應(yīng)用，核心就是閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)之間通信延遲需求要在ms級別，才能保證生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)傳輸及時，達到精確控制的效果。在華為5G的實測當中，空口時延可到0．4ms，能夠達到傳輸速度需求。

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PLC

PLC作為工業(yè)自動化目前最常用的自動化系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)，使得工業(yè)控制系統(tǒng)在操作、控制、效率以及精度上都提升了不少。在順序邏輯、運動控制、定時控制、計數(shù)控制、數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能上能夠很好地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的設(shè)備。同時，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展的時代，PLC也能夠很好地給各大企業(yè)提供數(shù)據(jù)傳輸支持。

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機器視覺

都說工業(yè)4．0離不開智能制造，智能制造離不開機器視覺，可想而知機器視覺在工業(yè)上的重要地位。機器視覺是實現(xiàn)工業(yè)自動化和智能化的重要技術(shù)之一，具有高度自動化、高效率、高精度和強大的環(huán)境適應(yīng)能力，在識別特征、測量、檢測以及數(shù)據(jù)智能互聯(lián)方面，幫助企業(yè)提升生產(chǎn)效率，減少人力成本，同時還能精確保證產(chǎn)品質(zhì)量。

但是，國內(nèi)的機器視覺起步較晚，在成熟的自動化產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)上與國外有一定差距，所以國內(nèi)機器視覺市場離飽和還有很長一段路要走。不像交通領(lǐng)域以及安防系統(tǒng)，工業(yè)自動化系統(tǒng)較為復(fù)雜，在機器視覺真正成熟而廣泛地應(yīng)用在工控行業(yè)的時候，才是智能制造的正式起步。

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紅外熱成像

紅外熱成像技術(shù)最早用于軍事領(lǐng)域，在控制成本以及發(fā)展普及之后，目前主要應(yīng)用在工業(yè)檢測領(lǐng)域，轉(zhuǎn)動機械設(shè)備、機電系統(tǒng)、產(chǎn)品流程設(shè)備。企業(yè)應(yīng)用了紅外熱成像技術(shù)后，在設(shè)備安全、運行可靠性、絕熱檢測以及質(zhì)量檢測上節(jié)約了時間成本和人力成本。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、未來工廠發(fā)展的大背景下，紅外成像技術(shù)能夠在大家所關(guān)心的工業(yè)生產(chǎn)安全、提升效率等反面發(fā)揮很大作用。