工業物聯網是工業4.0的核心基礎。它利用局域網或互聯網等通信技術,以新的方式連接傳感器、控制器、機器、人員和物體,形成人與物,物與物相連,實現信息化、遠程管控和智能化網絡,從而最大限度地提高機器的效率和整個工作的吞吐量。
隨著智能制造戰略的不斷推進和企業轉型的逐步深入,物聯網在產業轉型中的應用價值更加凸顯。企業已經清醒地認識到,要實現智能決策和自動化生產,離不開人、機、物的全面互聯。
根據 IDC 報告,全球物聯網總體支出持續增長。報告預測,到2021年,全球物聯網支出將達到1.4萬億美元。這包括公司對物聯網硬件、軟件、服務和網絡連接的投資。分行業看,制造業和交通運輸業仍將是投資最多的行業,分別為1830億美元和850億美元。
工業物聯網核心技術
工業物聯網系統架構可以分為四層:
物理層包括各種智能產品和嵌入式軟件和芯片;
傳感層是物聯網的皮膚和面部特征,用于識別物體和收集信息,包括條碼、二維碼標簽和閱讀器、RFID標簽和閱讀器、攝像頭、GPS等;
網絡層是物聯網的神經中樞和大腦,用于信息的傳輸和處理,包括通信與互聯網的匯聚網絡、網絡管理中心和信息處理中心等;
應用層是物聯網的“社會分工”,即與行業專業知識和需求深度融合,最終實現行業智能化。
在物聯網的各個層面,信息不是單向傳輸,還有交互、控制等,傳輸的信息是多種多樣的,其中關鍵是物品的信息,包括唯一標識在特定應用系統范圍內的物品識別碼和物品的靜態和動態信息。
工業物聯網的關鍵技術包括:
傳感器技術
無處不在的信息對工業傳感器和傳感設備提出了更高的要求。
小型化:組件小型化,節約資源和能源。
智能:自校準、自診斷、自學習、自決策、自適應、自組織等人工智能技術。
低功耗和能量收集技術:電池供電,利用陽光、風、溫度和振動。
通信技術:具體包括:調制編碼技術、自適應跳頻技術、信道調度技術、通信協議多樣性、多制式有線和無線技術。
網絡技術
組網技術:網絡路由技術、互連技術、共存技術、跨層設計與優化技術。
網絡管理與基礎服務技術:低開銷高精度時間同步技術、節點快速定位技術、網絡性能實時監測預警技術、工業數據分布式管理技術。
信息處理技術
海量信息處理:工業信息爆炸式增長,海量感官信息的構建、采集、高效融合、特征提取、內容理解融為一體。
實時信息處理:工業過程監控要求。
制造新模式:多源異構感知信息融合。
泛在信息處理服務與協同平臺:人、人、機、機在設計、制造、管理過程中的行為感知、環境感知、狀態感知的綜合感知能力。
安全技術:具體包括工業設備控制、網絡安全和數據安全、防止未授權實體的識別、跟蹤和訪問、非集中認證和信任模型、節能加密和數據保護、異構設備隱私保護技術。
對于大多數企業來說,物聯網技術雖然已經存在了幾十年,但其應用范圍僅限于運營活動,數據的潛力在企業中并未得到充分釋放。隨著連接技術、大數據管理、業務分析和云技術的發展,我們現在已經能夠整合運營技術和信息技術,打造更智能的機器,推動企業實現端到端的數字化轉型。