如何假裝很懂工業物聯網?

如何假裝很懂工業物聯網?

提起物聯網,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。

消費物聯網一詞很少被提及,產品卻深入人心。他的同胞兄弟工業物聯網常常被提起,但由於不直接面向消費者,且概念複雜難懂,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年物聯網的投資支出預測,全球在2020年之前準備投資的三大行業都是工業物聯網市場的一部分。2016年中國工業物聯網市場規模為1896億元。到 2020 年,工業物聯網在中國整體物聯網產業中佔比將達到25%,規模突破4500億元。

如何假裝很懂工業物聯網?

究竟“工業物聯網”為何物,如何快速的理清行業脈絡,建立起知識框架,這正是本文所要講的。

1.怎麼來的?

在過去的二百多年中,發生了三次工業革命,目前,我們正處於第四次,也被稱之為工業4.0。

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工業革命的演進

工業1.0:瓦特發明了蒸汽機,由此迎來機械製造時代。

工業2.0:電力的普及,實現了產品的大規模生產。

工業3.0:集成電路的應用,實現自動化生產。

工業4.0:德國政府於2013年率先提出,並上升為國家戰略。


與之前的三次革命不同,工業4.0不是由一個發明,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、虛擬現實和雲計算等。

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物聯網、工業4.0等概念既有交集也有差異。隨著工業化與信息化的深度融合,企業內部互聯互通的需求漸增,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,工業物聯網(簡稱IIoT,Industrial Internet of Things )應運而生。

工業物聯網將生產過程的每一個環節、設備變成數據終端,全方位採集底層基礎數據,並進行更深層面的數據分析與挖掘,從而提高效率、優化運營。

當然,工業物聯網是一個漸進發展成熟的過程,在實施中包括四個階段:

1、智能的感知控制階段

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即利用基於末端的智能感知技術,如傳感器、REID、無線傳感網絡等,隨時、 隨地進行工業數據的採集和設備控制的智能化。

2、全面的互聯互通階段

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通過多種通信網絡互聯互通手段,如工業網關、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特徵,將採集到的數據實時、準確地傳遞出去。

3、深度的數據應用階段

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即利用雲計算、 大數據等相關技術,對數據進行建模、 分析和優化,實現多源異構數據的深度開發應用,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係,快速而準確地找出有價值的信息,有效提高系統的決策支持能力。

4、創新的服務模式階段

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利用信息管理、智能終端和平臺集成等技術,提供定製服務、增值服務、運維服務、升級服務、培訓服務、諮詢服務和實施服務等方面,實現傳統工業智能化改造,提升產業價值,優化服務資源 和激發產業創新。

▼工業物聯網的實施階段全景圖

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2.要用哪些技術?

從系統的角度看,工業物聯網的構成模型、各功能模塊中主要實體以及模塊間的關係,如下圖所示:

▼工業物聯網參考體系架構

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原料、機器設備、環境、作業工人等對象 被 感知控制域的傳感器、標籤所感知、識別和控制,在其生產、加工、運輸、流通、銷售等各個環節的信息被獲取。採集的數據最終傳送給服務提供域,從而實現遠程監控、能源管理、安全生產等服務。

工業物聯網所需用到的關鍵技術主要有4大塊。

▼工業物聯網技術體系

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技術並非一成不變,而是向前發展的,目前,工業物聯網的技術正在朝5個方向發展。

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展,以及工業控制系統的開放逐漸擴大,使得工業控制系統與各種業務系統的協作成為可能。

2、聯接泛在化

工業控制通信網絡經歷了現場總線、工業以太網和工業無線等多種工業通信網絡技術,將監控設備與系統, 同生產現場的各種傳感器、 變送器、執行器、 伺服驅動器、運動控制器,甚至CNC數控機床、工業機器人和成套生產線等生產裝備連接起來。

3、計算邊緣化

數據不用再傳到遙遠的雲端,更適合實時的數據分析和智能化處理,具有安全、快捷、易於管理等優勢, 能更好地支撐本地業務的實時智能化處理與執行, 滿足網絡的實時需求。

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4、網絡扁平化

工業物聯網的體系架構正在簡化,系統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,實現對生產製造的實時控制、精確管理和科學決策。

5、服務平臺化

工業物聯網平臺面臨著連接設備量巨大、應用環境複雜、用戶多元化等問題。提升連接靈活、擴展用戶規模、應用開發的簡易友好,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。

3.跟誰有關?

工業物聯網的主要玩家分有傳感器廠商、工業控制企業以及平臺。

1、工業控制

工業控制是對工業過程實現檢測、控制、優化、調度、管理和決策為目的, 主要是以PLC、DCS等產品形式體現。

DCS:分散控制系統

PLC:可編程邏輯控制器

DCS是一個控制"系統",而 PLC只是一種控制"裝置",兩者是"系統"與"裝置"的區別。系統可以實現任何裝置的功能與協調,從原理上裝置可以組成系統。

目前,PLC市場可以分成美國、歐洲和日本等三個流派,並佔有主要的市場份額。中國的PLC仍以國外產品為主, 國內PLC 生產廠家在產品數量和生產規模的還有待於提高。

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DCS生產廠家主要集中在美國、 日本、德國等。國外DCS產品在中國有一定佔有率。不過近年來國產DCS的市場佔有份額也在飛速提升,中國湧現出一批DCS產品優秀企業,不僅品種數量大幅度增加,而且產品技術水平已經達到或接近國際先進水平。

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2、平臺

工業領域巨頭的平臺佈局十分積極,包括通用電氣的Predix、菲尼克斯電氣的ProfiCloud、航天科工的INDICS等。

與此同時,IT巨頭也在藉助其雲平臺的優勢,通過聯合上下游企業,佈局工業物聯網產業生態。

除了獨立佈局,展開優勢互補合作,擴展生態圈也是一種主流的平臺佈局方式。

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4.結 語

工業物聯網背後的邏輯是日趨成熟的傳感器技術、信息技術,這使得工業應用能夠向智能化轉變。而感知控制和互聯互通實現之後,數據將進一步被挖掘,工業製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,激發產業創新。從產業的角度來看,傳感器、工業控制、平臺相關企業將直接受益。

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