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。
工業物聯網還能提供(gong)支持智能制造(zao)應用的平臺，傳感器、設備(bei)、機器、控制器、數據(ju)庫和信(xin)息系統之間(jian)的通信(xin)主干，能夠連接到現(xian)有(you)技術(shu)并包(bao)裝(zhuang)及擴展其功能和使用壽命。
工業(ye)物聯網的最大益處是收集后分析的各種數據。制(zhi)造商能夠使用該數據改善質量(liang)控(kong)制(zhi)、可(ke)持(chi)續(xu)和環保舉措、供應鏈可(ke)追溯性(xing)及提升(sheng)供應鏈效率(lv)。
此外，工業(ye)物(wu)聯(lian)網還(huan)能(neng)助力現場(chang)技術(shu)人員(yuan)確定何(he)時需要(yao)維修機器(qi)、檢(jian)測煉油廠管(guan)道內的(de)(de)腐蝕(shi)程度、監控工業運營(ying)中(zhong)的(de)(de)基(ji)礎設(she)施甚至資產跟蹤。
在自(zi)動(dong)化(hua)(hua)、優化(hua)(hua)及更好的供應鏈和物流方面，工業(ye)物聯網(wang)網(wang)絡為這(zhe)些行(xing)業(ye)提供(gong)更強大的系統集成(cheng)。通過使(shi)用智(zhi)能傳感器和執行器，從業者能夠更輕松、更高效(xiao)地監控和控制(zhi)運(yun)輸、公用事(shi)業和醫療(liao)保健(jian)等運(yun)營中的基礎設施。這種智(zhi)能通信網絡能極大地改(gai)變和改(gai)進工業流程的潛力。
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、手機、智能家電和(he)心臟監測設備等都是物(wu)聯網的范疇(chou)。但工(gong)業物(wu)聯網(IIoT)卻是截然不同的概念。
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(zhe)些行(xing)業的系統故障和意(yi)外宕(dang)機(ji)可(ke)能導(dao)致(zhi)高風(feng)險甚(shen)至危(wei)及生命。
工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)物聯網將現代工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)工(gong)(gong)(gong)(gong)程同(tong)傳感器(qi)和執行(xing)器(qi)等智(zhi)能資產相結合以增強(qiang)制造(zao)和工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)流程。使(shi)用通信(xin)技(ji)術連接的眾多工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)設備(bei)，升級后(hou)的機器(qi)能夠(gou)收集、交換、分析并(bing)提供有(you)價值的數據。
工業物聯網生態系統包括？
1.可交(jiao)流、存儲及(ji)檢測有關自身(shen)信息的連接(jie)設(she)備
2.存儲工業物聯(lian)網設備生成的(de)數據
3.從(cong)原(yuan)始數(shu)據生成(cheng)信息的分析和(he)應用(yong)程序
4.公共和私有數(shu)據通信基礎(chu)設施(shi)
收集到的信(xin)(xin)息(xi)直接傳輸至數(shu)據(ju)通信(xin)(xin)基(ji)礎設施，然后轉換為包括預測性維護和業務優化在(zai)內的可(ke)分析后應用的各種信(xin)(xin)息(xi)。
工業物聯網和安全風險
工業物(wu)聯網(wang)的最大難題是安全性。許多企業仍在使用(yong)以往的系統和流程，這使得(de)工業物聯網集成變得(de)異常困難。采用(yong)新(xin)技術可(ke)能會使現有設(she)備變得(de)更(geng)為復(fu)雜，并留下更(geng)大的出錯空間。
除(chu)此之外還有網絡安全問(wen)題(ti)，任何網絡都(dou)可以遭黑客入侵(qin)。為防止重(zhong)大違(wei)規事件和停(ting)工發生(sheng)，使(shi)用工業物聯網的(de)行(xing)業必須采取新方(fang)法來安全(quan)地管理設備和數字組件。
另一個問(wen)題是設備(bei)管理(li)和更新。采用更(geng)多的工業物(wu)聯網設備意味著需要有一(yi)種有效的方式進行追(zhui)蹤。
此(ci)外，設(she)備必須保(bao)持更(geng)新才能正(zheng)常運行。設(she)備和軟件需(xu)要接收定期更(geng)新，需(xu)要安裝(zhuang)另(ling)一個系統(tong)來(lai)追蹤這些(xie)更(geng)新并確保(bao)其(qi)正(zheng)確安裝(zhuang)。
工業物聯網助力基礎設施建設
風力發電(dian)機的運營商們一(yi)直在(zai)尋找最(zui)大限(xian)度提(ti)高功(gong)率輸出(chu)和盈利二者(zhe)兼得的方法(fa)。因此，Altra Renewables公司(si)采用(yong)工業物(wu)聯(lian)網技術提(ti)供發電(dian)機制動系統的智能(neng)監(jian)控，改善機能(neng)的同時增加正常運行時間。
風力發(fa)電(dian)機的(de)盈(ying)利能(neng)力與其發(fa)電(dian)能(neng)力直接相關(guan)，任何不可預見(jian)的(de)故(gu)障不僅會造成(cheng)維護(hu)成(cheng)本，還會損失(shi)能(neng)量輸出(chu)。此外，機器通常位于偏遠(yuan)地(di)區，維護(hu)也是個難題。
制(zhi)動等關鍵系統通常(chang)是位于高100米的頂層艙內(nei)，通常(chang)必須到達高處才能開展(zhan)維護，從而增(zeng)加維護時間和成(cheng)本。遇到緊急(ji)故(gu)障情況(kuang)會進一步(bu)影響輸(shu)出功(gong)率和盈利能力。
Altra Renewables公司提(ti)供24x7不間(jian)斷智能監控解決方案(an)，結(jie)合工業(ye)物聯(lian)網技術和(he)數據技術提(ti)高(gao)發(fa)電機正(zheng)常運行時間(jian)。
這套監控制動系(xi)統的(de)傳感器能提(ti)供有關各(ge)種(zhong)參數(shu)(shu)的(de)數(shu)(shu)據，如系(xi)統壓力、制動片磨損、制動位置、制動活塞、制動液(ye)液(ye)位及溫度等。這些數(shu)(shu)據上傳到云端后(hou)人工智能(AI)進行大(da)數(shu)(shu)據分析(xi)，對關鍵組件(jian)的(de)狀況進行準確診斷，并(bing)且最(zui)重要的(de)是可以在(zai)故障發生之前(qian)提(ti)前(qian)預測潛(qian)在(zai)風險(xian)。
通過該系統，運(yun)營商能夠(gou)解決故障問題并降低高昂(ang)成本。
此外，數(shu)據洞察能(neng)夠為長期預防性維(wei)護策略提供準(zhun)確信息(xi)，確保在(zai)最佳時間(jian)突出顯(xian)示特(te)定的制(zhi)動器組(zu)件進行(xing)維(wei)修(xiu)或更換。該系統甚(shen)至提供了(le)一項(xiang)功能(neng)，能(neng)夠根(gen)據時間(jian)緊迫性來訂購設備維(wei)護任務。
工(gong)業(ye)物聯網解決(jue)方案可(ke)安裝在任何現有(you)或(huo)新(xin)的系(xi)統上進行永久狀態監測。所(suo)需(xu)的硬件包括(kuo)內部開發的內外(wai)制動系統，兩者都與高安全(quan)性(xing)云網關(guan)協作，能安全(quan)連接至云端。
通用控制(zhi)還可為發(fa)(fa)電機制(zhi)動器提供調試或故障排除等(deng)非永久性狀(zhuang)態監測(ce)解決方案。該方案能夠(gou)遠程(cheng)訪(fang)問發(fa)(fa)電機數據，技術(shu)人員能夠(gou)直接(jie)在線干預進(jin)行(xing)有(you)效維護(hu)。受過一般培訓的技術(shu)人員即可輕松(song)操作，將(jiang)數據上傳到(dao)云端后就可以對(dui)制(zhi)動系統進(jin)行(xing)深(shen)入分析。
對于發(fa)電機運營商而(er)言，同運送技(ji)術(shu)人員到安裝地點(dian)的費用相比(bi)，該方案可(ke)節(jie)省高達90%的服務成(cheng)本。此(ci)外，該方案也適用于所有制(zhi)動選項驅動的制(zhi)動系統。
通過結合狀態(tai)監(jian)測、工業物(wu)聯網技術和(he)深入AI數據分(fen)析(xi)能夠提供實時洞察和(he)預測。
對于運(yun)營商(shang)而言，這意味著能夠同時提高渦輪機的正常(chang)運(yun)行時間及安全系數(shu)。由于發(fa)電量(liang)最大化，不僅可以提高盈利能(neng)力，而且總體(ti)上還具有維護成本(ben)優(you)勢。
工業物聯網和制造執行系統協同共生
工(gong)業物聯網已(yi)經(jing)變得(de)如此普遍(bian)，許多人都堅信它已(yi)經(jing)取代(dai)了現(xian)有的制造(zao)應(ying)用程序(xu)，即使是已(yi)經(jing)存在很(hen)長時間的應(ying)用程序(xu)制造(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(dang)涉(she)及(ji)數(shu)據(ju)、數(shu)據(ju)分析和根本原因分析時，上(shang)(shang)下文是一項(xiang)重要數(shu)據(ju)。為了找到根本原因通(tong)常擁有大量(liang)數(shu)據(ju)，但仍(reng)然需要上(shang)(shang)下文。在大多數(shu)情況下，上(shang)(shang)下文比數(shu)據(ju)更深入、更復雜。
工業物聯網從傳感(gan)器(qi)、設(she)備、機器(qi)和控制器(qi)收(shou)集(ji)數據(ju)(ju)并為來自這些相同數據(ju)(ju)源(yuan)的數據(ju)(ju)提供一些上下文。MES則通過提供有(you)關客(ke)戶、訂單、產品、配(pei)方、材料(liao)清單等的詳細信息(xi)獲(huo)取該(gai)上下文。二者都能提供數據(ju)(ju)上下文的完整圖像。
以數字(zi)線程為例，制造行(xing)業中的基本是(shi)制造歷史數據庫(ku)，一般業內稱(cheng)其為設(she)備歷史記錄、電子(zi)批次記錄或跟蹤(zong)和追溯或歷史數據庫(ku)。包括有關流程、設(she)備、材(cai)料、廢物、檢(jian)查、質(zhi)量結果(guo)、維護(hu)、人工、清潔、偏差、事(shi)故等信息。
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都能夠(gou)對(dui)這些變化做出響應并收(shou)集有關變化的數據，但(dan)只有MES可以分析情況并針(zhen)對(dui)新變化做出響應。
MES與制造團隊(dui)協同(tong)工(gong)作確(que)定正(zheng)在發生的狀況(kuang)及需要進(jin)行哪些(xie)更(geng)改，然后將這些(xie)更(geng)改傳達給需要了(le)解這些(xie)更(geng)改的系(xi)統、機器和人員。
工業互聯網向MES提供(gong)相關情況的詳細信息，然后MES與人員一同確定(ding)新的更改(gai)，執(zhi)行(xing)這(zhe)些更改(gai)并發送(song)詳細信息。MES則負(fu)責確保操作準確、防錯及執(zhi)行(xing)等關鍵步驟(zou)。
企業(ye)資源規劃(hua)(ERP)系統需要大量數(shu)據(ju)才能完成工作(zuo)，其中大部分(fen)數(shu)據(ju)來自制造(zao)業(ye)。ERP系(xi)統(tong)幾乎是產品、材料、批次(ci)(ci)和批次(ci)(ci)可追溯(su)性的記錄(lu)系(xi)統(tong)。生產訂單(dan)、發貨(huo)、收貨(huo)、廢料、批次(ci)(ci)創建(jian)、拆分和合并等對于作為記錄(lu)系(xi)統(tong)系(xi)統(tong)十(shi)分關鍵。
工業物(wu)聯網從傳感器、設備、機(ji)器和(he)控制器收(shou)集大量此類(lei)數據，然后MES在附加上下文中添加訂單、材(cai)料、批(pi)次、批(pi)次和(he)人(ren)員。MES對這(zhe)些數據進行(xing)分割(ge)和(he)轉換，使其(qi)成(cheng)為(wei)ERP所需(xu)的(de)格式并將(jiang)其(qi)全(quan)部打包(bao)發送給ERP。
工業物聯網和活躍的MES共同為(wei)(wei)制造業帶來(lai)(lai)了前所未(wei)有的新功能和價值(zhi)。也許(xu)MES在未(wei)來(lai)(lai)會成(cheng)為(wei)(wei)工業物聯網的一部分，或者反過(guo)來(lai)(lai)成(cheng)為(wei)(wei)MES的一部分。但無(wu)論哪(na)種(zhong)方式(shi)，二者在制造(zao)業都不可或缺。
正如(ru)工(gong)業物聯網成為(wei)智能制造(zao)(zao)的代名詞(ci)一樣，MES也應該如(ru)此。作為(wei)所有智能制造(zao)(zao)的基(ji)礎，這(zhe)二者提(ti)(ti)供支(zhi)持智能制造(zao)(zao)的平臺，提(ti)(ti)供通信主干。而(er)且，最重(zhong)要的是(shi)為(wei)制造(zao)(zao)業帶來諸多益處。
