如何快速的理清工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)脈絡

提起物聯(lián)網(wǎng)，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。

消費物聯(lián)網(wǎng)一詞很少被提及，產(chǎn)品卻深入人心。他的同胞兄弟工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)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(shù)人手中。

一方面是難懂，另一方面又被紛紛看好。2017年物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)市場的一部分。2016年中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模為1896億元。到 2020 年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在中國整體物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中占比將達到25%，規(guī)模突破4500億元。

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究竟“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”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。

1.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。

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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(xiàn)了產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。

工業(yè)3.0：集成電路的應用，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。

工業(yè)4.0：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(wǎng)絡世界融合的時代。它包括3D打印、虛擬現(xiàn)實和云計算等。

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物聯(lián)網(wǎng)、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(nèi)部互聯(lián)互通的需求漸增，通過接入網(wǎng)絡進而達到提高產(chǎn)品質量和運營效率的需求更為強烈，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（簡稱IIoT，Industrial Internet of Things ）應運而生。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將生產(chǎn)過程的每一個環(huán)節(jié)、設備變成數(shù)據(jù)終端，全方位采集底層基礎數(shù)據(jù)，并進行更深層面的數(shù)據(jù)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(wǎng)是一個漸進發(fā)展成熟的過程，在實施中包括四個階段：

1、智能的感知控制階段

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即利用基于末端的智能感知技術，如傳感器、REID、無線傳感網(wǎng)絡等，隨時、 隨地進行工業(yè)數(shù)據(jù)的采集和設備控制的智能化。

2、全面的互聯(lián)互通階段

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通過多種通信網(wǎng)絡互聯(lián)互通手段，如工業(yè)網(wǎng)關、短距離無線通信、低功耗廣域網(wǎng)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(shù)據(jù)實時、準確地傳遞出去。

3、深度的數(shù)據(jù)應用階段

即利用云計算、 大數(shù)據(jù)等相關技術，對數(shù)據(jù)進行建模、 分析和優(yōu)化，實現(xiàn)多源異構數(shù)據(jù)的深度開發(fā)應用，從數(shù)據(jù)倉庫中提取隱藏的預測性信息，挖掘出數(shù)據(jù)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。

4、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(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)智能化改造，提升產(chǎn)業(yè)價值，優(yōu)化服務資源 和激發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

▼工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實施階段全景圖

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2.要用哪些技術？

從系統(tǒng)的角度看，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)、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(shù)據(jù)最終傳送給服務提供域，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控、能源管理、安全生產(chǎn)等服務。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所需用到的關鍵技術主要有4大塊。

▼工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術體系

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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(wǎng)的技術正在朝5個方向發(fā)展。

1、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。

2、聯(lián)接泛在化

工業(yè)控制通信網(wǎng)絡經(jīng)歷了現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)和工業(yè)無線等多種工業(yè)通信網(wǎng)絡技術，將監(jiān)控設備與系統(tǒng)， 同生產(chǎn)現(xiàn)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(shù)控機床、工業(yè)機器人和成套生產(chǎn)線等生產(chǎn)裝備連接起來。

3、計算邊緣化

數(shù)據(jù)不用再傳到遙遠的云端，更適合實時的數(shù)據(jù)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(wǎng)絡的實時需求。

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4、網(wǎng)絡扁平化

　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)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(xiàn)對生產(chǎn)制造的實時控制、精確管理和科學決策。

　　5、服務平臺化

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)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(jù)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。

　　3.跟誰有關？

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的主要玩家分有傳感器廠商、工業(yè)控制企業(yè)以及平臺。

　　1、工業(yè)控制

　　工業(yè)控制是對工業(yè)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策為目的， 主要是以PLC、DCS等產(chǎn)品形式體現(xiàn)。

　　DCS：分散控制系統(tǒng)

　　PLC：可編程邏輯控制器

　　DCS是一個控制“系統(tǒng)”，而 PLC只是一種控制“裝置”，兩者是“系統(tǒng)”與“裝置”的區(qū)別。系統(tǒng)可以實現(xiàn)任何裝置的功能與協(xié)調(diào)，從原理上裝置可以組成系統(tǒng)。

　　?目前，PLC市場可以分成美國、歐洲和日本等三個流派，并占有主要的市場份額。中國的PLC仍以國外產(chǎn)品為主， 國內(nèi)PLC 生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品數(shù)量和生產(chǎn)規(guī)模的還有待于提高。

　　DCS生產(chǎn)廠家主要集中在美國、 日本、德國等。國外DCS產(chǎn)品在中國有一定占有率。不過近年來國產(chǎn)DCS的市場占有份額也在飛速提升，中國涌現(xiàn)出一批DCS產(chǎn)品優(yōu)秀企業(yè)，不僅品種數(shù)量大幅度增加，而且產(chǎn)品技術水平已經(jīng)達到或接近國際先進水平。

4.結 語

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)背后的邏輯是日趨成熟的傳感器技術、信息技術，這使得工業(yè)應用能夠向智能化轉變。而感知控制和互聯(lián)互通實現(xiàn)之后，數(shù)據(jù)將進一步被挖掘，工業(yè)制造領域的覆蓋面將進一步拓展，塑造功能和形式更多樣的，提供個性化服務的生態(tài)，激發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。從產(chǎn)業(yè)的角度來看，傳感器、工業(yè)控制、平臺相關企業(yè)將直接受益。

編輯：黃飛

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