工業物聯網已經成為智能制造和工業4.0的代名詞。什么是工業物聯網？它如何應用于改善基礎設施建設，讓風力發電機正常運行時間的同時又節省高昂成本，制造業中工業物聯網又如何同制造執行系統協同共生？
什么是工業物聯網？
工業物聯網(IIoT)已成為智能制造和工業4.0的代名詞。工業物聯網能夠根據需要部署人工智能(AI)、機器學習、增強/虛擬現實(AR/VR)、數字孿生/線程、云/邊緣計算等智能技術并且已滲透至所有智能制造的方方面面。
工(gong)業物聯網(wang)還(huan)能(neng)(neng)(neng)提供支(zhi)持智能(neng)(neng)(neng)制造應用的平臺，傳感(gan)器、設備、機器、控制器、數據庫和(he)信息(xi)系統(tong)之間的通信主(zhu)干，能(neng)(neng)(neng)夠(gou)連接到現有技術并包(bao)裝及擴(kuo)展其功能(neng)(neng)(neng)和(he)使用壽命。
工業物聯網(wang)的最大益處是(shi)收集(ji)后分析的各(ge)種數據。制造商能(neng)夠使用該數據改善質量控(kong)制、可(ke)持續和(he)環保舉措、供(gong)應鏈(lian)可(ke)追(zhui)溯性及提升(sheng)供(gong)應鏈(lian)效率。
此外，工業(ye)物聯網還能助力現場技術人員(yuan)確(que)定何時需(xu)要(yao)維修(xiu)機(ji)器、檢測煉油廠管道內(nei)的腐蝕程度(du)、監(jian)控工(gong)業運營中的基礎設施甚至資產跟蹤(zong)。
在(zai)自動化、優化及更好(hao)的供應(ying)鏈和物流方面，工業物聯網網絡為這些(xie)行(xing)業提(ti)供更強大的系統集成。通(tong)過使用(yong)智能(neng)(neng)傳感(gan)器(qi)和(he)(he)執(zhi)行器(qi)，從業(ye)者能(neng)(neng)夠(gou)更輕松、更高效地(di)監控(kong)和(he)(he)控(kong)制運(yun)輸、公用(yong)事業(ye)和(he)(he)醫療保健等運(yun)營(ying)中的(de)(de)基礎設施。這種(zhong)智能(neng)(neng)通(tong)信網絡能(neng)(neng)極大地(di)改(gai)變和(he)(he)改(gai)進工業(ye)流(liu)程的(de)(de)潛力(li)。
到目前為止，我們對物聯網(IoT)已再熟悉不過。物聯網是指通過互聯網進行通信和連接的消費級設備，智能可穿戴設備(bei)、手機、智能家電和(he)心臟監(jian)測(ce)設備(bei)等都是物聯(lian)(lian)網的(de)范疇。但工業物聯(lian)(lian)網(IIoT)卻(que)是截然不同(tong)的(de)概念。
工業物聯網是跨網絡的通信和連接，它不是消費設備，工業物聯網專注于石油、農業和醫療健康等行業，這些(xie)行(xing)業的系統(tong)故障和意(yi)外宕機可能導致高(gao)風險甚(shen)至危及生命。
工(gong)(gong)業(ye)物聯網將現代工(gong)(gong)業(ye)工(gong)(gong)程同傳感器和(he)執行器等智(zhi)能資產相(xiang)結(jie)合以增強制造和(he)工(gong)(gong)業(ye)流程。使用通信技術(shu)連接的(de)(de)眾多(duo)工(gong)(gong)業(ye)設備，升(sheng)級(ji)后的(de)(de)機器能夠收集、交換、分(fen)析并提供有價值的(de)(de)數據(ju)。
工業物聯網生態系統包括？
1.可交流、存儲及檢測有關自身信(xin)息的(de)連接設(she)備
2.存儲工(gong)業物聯(lian)網(wang)設備生成(cheng)的數據
3.從原始數據生(sheng)成信息的分析和(he)應用程(cheng)序
4.公共和私有數據通信基礎設(she)施
收集到的(de)信息(xi)直接傳輸至數(shu)據通信基礎(chu)設施(shi)，然后(hou)轉換為包括(kuo)預測性(xing)維護和(he)業務優化(hua)在(zai)內的(de)可(ke)分析后(hou)應用(yong)的(de)各種信息(xi)。
工業物聯網和安全風險
工業(ye)物(wu)聯網的最大(da)難題是安全性。許多企業仍在使用(yong)以往的系統和流程，這(zhe)使得(de)工業物聯(lian)網集成(cheng)變得(de)異常困難(nan)。采用(yong)新技術(shu)可能會使現有設備(bei)變得(de)更(geng)(geng)為復雜，并留下更(geng)(geng)大的出(chu)錯(cuo)空間(jian)。
除此之外還有網絡安全問題，任何網絡(luo)都可以遭黑客入侵。為防(fang)止(zhi)重大違規事件(jian)和停(ting)工發生，使用工業(ye)物聯網的行(xing)業(ye)必(bi)須采取新方法來(lai)安(an)全(quan)地管理設(she)備(bei)和數(shu)字組件(jian)。
另一(yi)個問題是設備管理和更新(xin)。采(cai)用更多(duo)的(de)(de)工業物聯(lian)網設備意味著需(xu)要(yao)有一種有效的(de)(de)方式進行追蹤。
此外，設(she)備必須保持更新才能正常運行。設(she)備和軟件(jian)需要(yao)接收定(ding)期更新，需要(yao)安(an)裝另一個系統來追蹤(zong)這些更新并確(que)保其正確(que)安(an)裝。
工業物聯網助力基礎設施建設
風力發電(dian)機的(de)運營商們一直在(zai)尋(xun)找最大限度提高功率輸出和(he)盈利二(er)者兼得的(de)方法。因此，Altra Renewables公司采用工業(ye)物聯網技術提供(gong)發電(dian)機制動系統的(de)智能(neng)(neng)監控，改善(shan)機能(neng)(neng)的(de)同時增加正常運行(xing)時間。
風力(li)(li)發電機的盈利能力(li)(li)與其(qi)發電能力(li)(li)直(zhi)接相(xiang)關(guan)，任(ren)何不可預見的故障(zhang)不僅會造成維護(hu)成本，還會損失能量輸(shu)出。此外，機器通常位(wei)于偏遠地區，維護(hu)也是個難題。
制(zhi)動等關(guan)鍵系統通常(chang)是位于高100米的頂層艙(cang)內，通常(chang)必須到(dao)達高處才(cai)能開(kai)展維護，從而(er)增(zeng)加維護時間和成本(ben)。遇(yu)到(dao)緊急故障情況(kuang)會(hui)進一步影響(xiang)輸(shu)出功率和盈(ying)利能力(li)。
Altra Renewables公司提供(gong)24x7不間斷(duan)智(zhi)能監控解(jie)決方案，結合工業(ye)物聯網(wang)技術和數據技術提高發電(dian)機正(zheng)常運行時間。
這套監控制動(dong)系(xi)統的(de)傳(chuan)(chuan)感器能提(ti)供(gong)有關(guan)各(ge)種參數的(de)數據(ju)，如系(xi)統壓力、制動(dong)片(pian)磨損、制動(dong)位置、制動(dong)活塞、制動(dong)液液位及溫度等。這些數據(ju)上傳(chuan)(chuan)到云端后人工智能(AI)進行大數據(ju)分析，對關(guan)鍵組件的(de)狀況進行準確(que)診(zhen)斷，并且最(zui)重要的(de)是可以(yi)在故障發(fa)生(sheng)之(zhi)前提(ti)前預測潛在風險。
通(tong)過該(gai)系統，運營商能夠解決故障問(wen)題(ti)并降低(di)高昂成(cheng)本。
此外，數據洞察(cha)能夠為(wei)長期預防(fang)性維(wei)護策(ce)略提供(gong)準確(que)信息，確(que)保在最(zui)佳時間突出顯示特(te)定的制動(dong)器組(zu)件進(jin)行維(wei)修(xiu)或更換。該系統甚至提供(gong)了一項功能，能夠根據時間緊(jin)迫性來訂購設備維(wei)護任(ren)務。
工業物(wu)聯(lian)網解決(jue)方(fang)案可安裝在任(ren)何現(xian)有或(huo)新的系統上進行永久狀態監(jian)測。所需的硬件(jian)包括(kuo)內(nei)部(bu)開發的內(nei)外(wai)制動系統，兩者都(dou)與(yu)高安(an)全性云網(wang)關協作，能安(an)全連接至云端。
通用控制(zhi)(zhi)還可(ke)為發電(dian)機制(zhi)(zhi)動(dong)器提(ti)供調試或故障排(pai)除等(deng)非永久性狀(zhuang)態監測(ce)解決方案(an)。該方案(an)能(neng)夠遠程訪(fang)問發電(dian)機數據(ju)，技術人員能(neng)夠直接在線干預進(jin)行有(you)效維(wei)護。受過一般培訓的技術人員即可(ke)輕松操作，將數據(ju)上傳到云(yun)端后就可(ke)以對(dui)制(zhi)(zhi)動(dong)系統進(jin)行深入分(fen)析。
對于發(fa)電機運(yun)營商而(er)言，同運(yun)送技術(shu)人員到安裝地點的(de)費用相比，該方(fang)案可節省高達90%的(de)服務成本。此外，該方(fang)案也適用于所有制動選項驅動的(de)制動系統。
通過結合狀態(tai)監(jian)測(ce)(ce)、工業物聯網技術(shu)和深入AI數據分析能(neng)夠提(ti)供實(shi)時(shi)洞察和預(yu)測(ce)(ce)。
對于運(yun)營商而言(yan)，這(zhe)意味著能(neng)夠(gou)同時提高(gao)渦(wo)輪機(ji)的正常運(yun)行時間(jian)及安(an)全系數。由于發電(dian)量最大化，不僅可(ke)以提(ti)高盈利能力，而且總體上(shang)還具(ju)有(you)維護成本優(you)勢。
工業物聯網和制造執行系統協同共生
工業物聯網已經變(bian)得如此普遍(bian)，許多人都堅信它已經取代了(le)現有的制(zhi)造(zao)應用程(cheng)序，即使是已經存在(zai)很長(chang)時間的應用程(cheng)序制(zhi)造(zao)執行(xing)系統(MES)。
但MES仍然存在并且很好地接納了工業物聯網。MES與其密切融合后提供了超越二者的能力。
當涉及數據、數據分析和根本原因(yin)分析時，上下文是一項重要數據。為了找到根本原因(yin)通常擁有大(da)量數據，但仍然需要上下文。在大(da)多數情況下，上下文比數據更深入、更復雜。
工業物(wu)聯(lian)網從傳感器、設備、機器和控制器收集數(shu)據(ju)(ju)并(bing)為來自這些(xie)相同(tong)數(shu)據(ju)(ju)源(yuan)的(de)數(shu)據(ju)(ju)提(ti)供一些(xie)上(shang)(shang)下文(wen)。MES則通過提(ti)供有關客戶、訂單、產品、配方、材料清單等(deng)的(de)詳細信息獲取(qu)該上(shang)(shang)下文(wen)。二(er)者都能提(ti)供數(shu)據(ju)(ju)上(shang)(shang)下文(wen)的(de)完(wan)整圖像。
以(yi)數字線程為(wei)例，制造(zao)行業中的基本是制造(zao)歷史數據(ju)(ju)庫，一般業內稱其為(wei)設備歷史記錄、電子批(pi)次(ci)記錄或跟蹤和(he)追(zhui)溯(su)或歷史數據(ju)(ju)庫。包括(kuo)有關流程、設備、材料、廢物、檢查、質(zhi)量結果、維護、人工、清潔、偏(pian)差、事故(gu)等(deng)信息。
工業物聯網會提供大量此類數據，但MES則提供剩下的部分。由于包含所有特定制造的數據，MES通常能夠追蹤和追溯數據庫。工業物聯網和MES共同使制造歷史數據庫并發揮作用。
MES都能(neng)夠(gou)對這些變(bian)(bian)(bian)化做出響應(ying)并收集有關變(bian)(bian)(bian)化的數據，但只有MES可以分析情況并針(zhen)對新變(bian)(bian)(bian)化做出響應(ying)。
MES與(yu)制(zhi)造(zao)團隊協同工作確定正在發生的狀(zhuang)況及需(xu)要進行哪些(xie)更(geng)改，然后將(jiang)這(zhe)些(xie)更(geng)改傳達給需(xu)要了解這(zhe)些(xie)更(geng)改的系統、機器和人員(yuan)。
工業互聯網向MES提供相(xiang)關(guan)情況的詳細信息(xi)，然(ran)后MES與人員一同確(que)定新的更改，執行這些更改并發送詳細信息(xi)。MES則負(fu)責(ze)確(que)保操作準確(que)、防錯(cuo)及執行等關(guan)鍵步驟。
企(qi)業資源規劃(ERP)系統需要大(da)量數(shu)據(ju)才(cai)能(neng)完成工(gong)作，其中大(da)部分數(shu)據(ju)來自制造業。ERP系統幾乎是產品、材料(liao)、批(pi)次(ci)和批(pi)次(ci)可追(zhui)溯(su)性的(de)記錄(lu)系統。生(sheng)產訂單(dan)、發(fa)貨、收貨、廢料(liao)、批(pi)次(ci)創建、拆分和合(he)并等對于作為記錄(lu)系統系統十(shi)分關鍵。
工業物聯(lian)網從傳感器(qi)、設備(bei)、機器(qi)和控制器(qi)收集大量此(ci)類(lei)數據，然后MES在附(fu)加(jia)上(shang)下(xia)文中添加(jia)訂(ding)單、材料、批(pi)次(ci)、批(pi)次(ci)和人員。MES對(dui)這些數據進行分割和轉換，使(shi)其成為ERP所需的(de)格式并(bing)將其全部(bu)打(da)包發(fa)送(song)給(gei)ERP。
工業(ye)物(wu)聯(lian)網和活躍的MES共同為(wei)制造業(ye)帶來(lai)了前所未有的新(xin)功能和價(jia)值。也許MES在未來(lai)會成為(wei)工業(ye)物(wu)聯(lian)網的一部分，或者反過來(lai)成為(wei)MES的一部分。但(dan)無論哪種方式，二(er)者(zhe)在制造業(ye)都不可或(huo)缺。
正如(ru)工(gong)業物(wu)聯(lian)網成為智能(neng)制(zhi)(zhi)造的(de)(de)代名詞一樣(yang)，MES也應該(gai)如(ru)此。作為所(suo)有智能(neng)制(zhi)(zhi)造的(de)(de)基礎，這二(er)者提(ti)供(gong)支(zhi)持智能(neng)制(zhi)(zhi)造的(de)(de)平臺，提(ti)供(gong)通(tong)信主干。而且(qie)，最重要的(de)(de)是為制(zhi)(zhi)造業帶(dai)來(lai)諸多益處。
