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工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）如何徹底改變制造業(yè)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）如何徹底改變制造業(yè)
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展了十年。物聯(lián)網(wǎng)的主要重點(diǎn)是消費(fèi)者領(lǐng)域，但是，還有其他一些領(lǐng)域需要基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序。物聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)中的擴(kuò)展被稱為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，也通常稱為IIoT /工業(yè)4.0。IIoT通過安全網(wǎng)絡(luò)連接機(jī)器和工業(yè)設(shè)備，并實(shí)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和其他類似行業(yè)設(shè)備的組合。
到2025年，設(shè)備和技術(shù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）市場預(yù)計(jì)將從773億美元增長到1,106億美元，在預(yù)測期內(nèi)的復(fù)合年增長率為7.4％。
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(diǎn)：
圖1 –工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)流程
資產(chǎn)管理–想象一下一家工廠正在生產(chǎn)某種資產(chǎn)，操作員需要定期核實(shí)資產(chǎn)到達(dá)哪個階段，根據(jù)資產(chǎn)時間更改電動機(jī)的控制，并通過查看出入口來控制生產(chǎn)。在這種情況下，如果我們能夠減少人工干預(yù)并智能地跟蹤資產(chǎn)，那將非常有幫助。在IIoT的幫助下，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)控供需需求，并相應(yīng)地管理工作流程，記錄和生產(chǎn)。
預(yù)測性分析–制造商可以對正在進(jìn)行的制造狀態(tài)進(jìn)行分析，估算實(shí)現(xiàn)里程碑，機(jī)器維護(hù)要求所需的時間表。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(jì)劃，從而提前警告故障。隨著我們朝著這個生態(tài)系統(tǒng)的方向邁進(jìn)，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，以應(yīng)對復(fù)雜的情況，從而使系統(tǒng)更加強(qiáng)大。
高效和生產(chǎn)過程–工業(yè)機(jī)械設(shè)備需要定期保養(yǎng)和維護(hù)。如果設(shè)備意外損壞，則可能會影響計(jì)劃產(chǎn)量的減少，時間和資源的浪費(fèi)。物聯(lián)網(wǎng)輔助生產(chǎn)可以通過在導(dǎo)致?lián)p壞之前對設(shè)備進(jìn)行維修來避免生產(chǎn)停機(jī)。最終，借助增強(qiáng)的分析能力，減少停機(jī)時間和基于被監(jiān)控機(jī)器的決策制定，生產(chǎn)線將具有更高的生產(chǎn)率，從而加快了生產(chǎn)速度。
安全操作–工業(yè)中的機(jī)器可能很危險(xiǎn)，并且如果不定期維修會變成危險(xiǎn)。配備工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）自動化單元可以確保員工，機(jī)器的安全。而且，該行業(yè)可以將機(jī)器人技術(shù)與機(jī)器結(jié)合起來，以限制在地面以下或在某些特殊房間中工作的工人。
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)用戶可以利用其優(yōu)勢，例如資產(chǎn)管理，預(yù)測分析，高效和生產(chǎn)性流程以及運(yùn)營安全性。但是，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)。
為制造商和原始設(shè)備制造商采用IIoT的挑戰(zhàn)：
互通性
制造業(yè)沉迷于航空，汽車和石油工廠等各個領(lǐng)域。涉及不同領(lǐng)域的制造過程各不相同。對于工業(yè)領(lǐng)域，既沒有標(biāo)準(zhǔn)，也沒有一套工業(yè)智能傳感器。例如，在一個生態(tài)系統(tǒng)中來自不同供應(yīng)商的機(jī)器之間傳輸數(shù)據(jù)將與其他生態(tài)系統(tǒng)不同。IoT中的Zigbee，Thread等標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)了IoT系統(tǒng)與其他設(shè)備進(jìn)行互操作以共享信息。但是，工業(yè)4.0沒有類似的標(biāo)準(zhǔn)。OEM和SME需要更改/數(shù)字化其流程，以確保基于一些現(xiàn)有流程的業(yè)務(wù)部門的互操作性。
安全
如果沒有互連的系統(tǒng)，確保智能技術(shù)無效。但是，將工業(yè)級機(jī)器與網(wǎng)絡(luò)連接會帶來風(fēng)險(xiǎn)。它可能導(dǎo)致易受攻擊，并可能導(dǎo)致制造過程出現(xiàn)故障，從而可能危及員工和機(jī)器的安全。任何Industry 4.0 OEM廠商都必須擁有最強(qiáng)大，最安全的環(huán)境，可以保護(hù)工作站免受網(wǎng)絡(luò)威脅。
廠商間的專業(yè)知識不足（知識不足）
隨著IIoT才剛剛起步，技術(shù)創(chuàng)新所需的行業(yè)技能，具有不同機(jī)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)的集成以及眾多制造系統(tǒng)的供應(yīng)商的實(shí)現(xiàn)是市場上的困難之一。除此之外，由于缺乏知識和巨大的投資需求，小型公司將難以開始使用工業(yè)4.0技術(shù)。
缺乏成熟的技術(shù)
一個智能制造單位將需要一種機(jī)制或傳感器，以智能地檢測和協(xié)作從一臺機(jī)器到另一臺機(jī)器的數(shù)據(jù)。這就需要工業(yè)級的傳感器和智能機(jī)器。當(dāng)前的挑戰(zhàn)是，市場上沒有很多可用于該行業(yè)的智能傳感器/機(jī)器。此外，要開發(fā)合適的工業(yè)級傳感器需要對生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行培訓(xùn)和模擬，這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，但對于工業(yè)家來說也是重要的方面。基于上述與IIoT相關(guān)的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，讓我們了解一些重要的用途-支持它的情況。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的使用：
與PLC，DCS和其他傳感器連接的工業(yè)網(wǎng)關(guān)，用于通過OPC UA或某些其他工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。它將支持云，這有助于將真實(shí)事物與數(shù)字世界聯(lián)系起來。基于云的網(wǎng)關(guān)將能夠分析將驅(qū)動核心業(yè)務(wù)邏輯的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
一些主要功能：
通過可靠的高速以太網(wǎng)，Wi-Fi或LTE連接實(shí)現(xiàn)云連接（用于非常偏遠(yuǎn)的地區(qū)）
支持標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)協(xié)議（Modbus，OPC統(tǒng)一體系結(jié)構(gòu)-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)送到云以進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和預(yù)測性維護(hù)
使用智能制造解決方案：
智能制造解決方案將有助于分階段管理制造單元，并提供資產(chǎn)的故障報(bào)告。該解決方案還將支持工業(yè)電機(jī)控制和速度診斷。為了遠(yuǎn)程跟蹤和控制制造，該解決方案將提供云接口。
一些主要功能：
控制電動機(jī)的運(yùn)行和速度
溫度和壓力測量與分析
采取適當(dāng)措施以達(dá)到溫度和壓力的閾值
使用Rain-RFID和位置繪圖進(jìn)行制造階段跟蹤
庫存管理，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（用于偏遠(yuǎn)地區(qū)）和制造統(tǒng)計(jì)信息實(shí)現(xiàn)云連接