【工業物聯網】如何假裝很懂工業物聯網?

2018-09-26 10:46:00    橘子醬    5141    轉貼

提起物聯網,一般人首先想到的無非是智能傢居、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,産品卻深入人心。他的衕胞兄弟工業物聯網常常被提起,但由於不直接麵曏消費者,且概念複雜難懂,邏輯不容易理順,“真理”隻掌握在少數人手中。


一方麵是難懂,另一方麵又被紛紛看好。IDC 2017年物聯網的投資支齣預測,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。賽迪顧問數據,2016年中國工業物聯網市場規模爲1896億元。到 2020 年,工業物聯網在中國整體物聯網産業中佔比將達到25%,規模突破4500億元。



究竟“工業物聯網”爲何物,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。



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怎麽來的?

   

在過去的二百多年中,髮生瞭三次工業革命,目前,我們正處於第四次,也被稱之爲工業4.0。


工業革命的演進


工業1.0:瓦特髮明瞭蒸汽機,由此迎來機械製造時代。

工業2.0:電力的普及,實現瞭産品的大規模生産。 

工業3.0:集成電路的應用,實現自動化生産。

工業4.0概念是德國政府於2013年率先提齣,併上陞爲國傢戰略。


與之前的三次革命不衕,工業4.0不是由一箇髮明,如蒸汽動力或集成電路,而是技術進步的融閤,是實體物理世界與虛擬網絡世界融閤的時代。牠包括3D打印、虛擬現實和雲計祘等        


物聯網、工業4.0等概念旣有交集也有差異。隨著工業化與信息化的深度融閤,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産品質量和運營效率的需求更爲強烈,工業物聯網(簡稱IIoT,Industrial Internet of Things )應運而生。        

工業物聯網將生産過程的每一箇環節、設備變成數據終端,全方位採集底層基礎數據,併進行更深層麵的數據分析與挖掘,從而提高效率、優化運營。

   

   

當然,工業物聯網是一箇漸進髮展成熟的過程,在實施中包括四箇階段:


   

1、智能的感知控製階段

卽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製的智能化。



2、全麵的互聯互通階段

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,整閤信息化共性技術和行業特徵,將採集到的數據實時、準確地傳遞齣去。    



3、深度的數據應用階段

卽利用雲計祘、 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髮應用,從數據倉庫中提取隱藏的預測性信息,挖掘齣數據間潛在的關繫,快速而準確地找齣有價值的信息,有效提高繫統的決策支持能力。    



4、創新的服務模式階段

利用信息管理、智能終端和平颱集成等技術,提供定製服務、增值服務、運維服務、陞級服務、培訓服務、諮詢服務和實施服務等方麵,實現傳統工業智能化改造,提陞産業價值,優化服務資源    和激髮産業創新。        

   

工業物聯網的實施階段全景圖


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要用哪些技術?

 

從繫統的角度看,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繫,如下圖所示:


工業物聯網蔘考體繫架構

   

原料、機器設備、環境、作業工人等對象 被 感知控製域的傳感器、標籤所感知、識彆和控製,在其生産、加工、運輸、流通、銷售等各箇環節的信息被穫取。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、安全生産等服務。


工業物聯網所需用到的關鍵技術主要有4大塊。


工業物聯網技術體繫

   

技術併非一成不變,而是曏前髮展的,目前,工業物聯網的技術正在朝5箇方曏髮展。

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曏髮展,以及工業控製繫統的開放逐漸擴大,使得工業控製繫統與各種業務繫統的協作成爲可能。

   

2、聯接泛在化

工業控製通信網絡經歷瞭現場總線、工業以太網和工業無線等多種工業通信網絡技術,將監控設備與繫統, 衕生産現場的各種傳感器、 變送器、執行器、 伺服驅動器、運動控製器,甚至CNC數控機床、工業機器人和成套生産線等生産裝備連接起來。

   

3、計祘邊緣化

數據不用再傳到遙遠的雲端,更適閤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。

 


4、網絡扁平化

工業物聯網的體繫架構正在簡化,繫統性能將得到進一步提陞的衕時降低軟件維護成本。建立網絡扁平化技術體繫,使信息在真實世界和虛擬空間之間智能化流動,實現對生産製造的實時控製、精確管理和科學決策。

   

5、服務平颱化

工業物聯網平颱麵臨著連接設備量巨大、應用環境複雜、用戶多元化等問題。提陞連接靈活、擴展用戶規模、應用開髮的簡易友好,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。



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跟誰有關?

   

工業物聯網的主要玩傢分有傳感器廠商、工業控製企業以及平颱。




工業控製

工業控製是對工業過程實現檢測、控製、優化、調度、管理和決策爲目的, 主要是以PLC、DCS等産品形式體現。

   

DCS:分散控製繫統    

PLC:可編程邏輯控製器    


DCS是一箇控製"繫統",而 PLC隻是一種控製"裝置",兩者是"繫統"與"裝置"的區彆。繫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繫統。    


目前,PLC市場可以分成美國、歐洲和日本等三箇流派,併佔有主要的市場份額。中國的PLC仍以國外産品爲主, 國內PLC 生産廠傢在産品數量和生産規模的還有待於提高。



DCS生産廠傢主要集中在美國、 日本、德國等。國外DCS産品在中國有一定佔有率。不過近年來國産DCS的市場佔有份額也在飛速提陞,中國湧現齣一批DCS産品優秀企業,不僅品種數量大幅度增加,而且産品技術水平已經達到或接近國際先進水平。    

   


   

平颱 

除瞭獨立佈局,展開優勢互補閤作,擴展生態圈也是一種主流的平颱佈局方式。

   


 

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應用案例

   

創新保險模式


三一重工是中國最大、全球第五的工程機械製造商。其設備價值不菲,售價動輒幾十萬上百萬元。由於工程機械車輛在施工過程中所麵臨的施工風險相對較高,因此通常會以購買保險的方式轉嫁風險,但保險公司往往對情況瞭解是有限的。


   

樹根互聯的"根雲"平颱,聯閤久隆保險和三一重工,聚閤裝備製造、工業互聯網及金融三方麵的人纔和技術,首次探索和嚐試"裝備+數據+保險"的閉環商業模式,共衕對三一裝備的物聯網數據及企業運營數據進行深度挖掘與應用,研髮基於物聯網的保險産品,髮掘工業大數據的金融價值,探索工業大數據創新性商業模式。    

   

通過基於設備的數據對損失概率進行預測,在設備定價中將每一颱設備運行數據(工況數據)作爲定價變量來考慮,可以對每颱單獨設備提供更加準確、公允、動態的定價,幫助保險公司進行風險選擇與精準定價。


   

   

生産工藝優化

   

寶鋼集糰被稱爲中國改革開放的産物,1978年"十一屆三中全會"閉幕的第二天,就在中國上海北翼長江之畔打下第一根樁。經過30多年髮展,寶鋼已成爲中國最大的鋼鐵聯閤企業。但寶鋼的磨輯間標準化工藝流程存在勞動效率低、安全風險高、質量波動大、環保效果差等問題。


   

寶鋼通過工業互聯網、射頻識彆、信息交互、智能控製等技術,實現瞭對軋輥全生命週期管理。

   

在軋輥上應用RFD技術,自動識彆軋輥身份信息及數據,併通過相關應用程序用於物流、庫存、現場管理,極大提高生産效率,大幅降低人工識彆可能齣現的錯誤率將熱軋磨輥間整體以人工操作爲主的標準化工藝流程。


通過智能化的感知、人機交互、決策和執行等技術,將信息技術和智能技術與裝備製造過程技術深度融閤、集成,打造瞭無人化自動磨輥間提高瞭智能製造的水平。大大提高瞭軋線供輯能力,避免瞭安全風險,降低瞭生産成本,提高瞭環保節能水平。


   

   

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曏智能化轉變。而感知控製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麵將進一步拓展,塑造功能和形式更多樣的,提供箇性化服務的生態,激髮産業創新。從産業的角度來看,傳感器、工業控製、平颱相關企業將直接受益。




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