物聯網時代製造業如何升級轉型?
發布日期:
2021-10-09

前言:物聯網目前已經廣泛應用於(yu) 製造業(ye) 。不管是工業(ye) 互聯網還是工業(ye) 4.0,都是在探索製造業(ye) 轉型升級以及未來發展路徑。工業(ye) 4.0和工業(ye) 互聯網技術的發展是原有技術的大融合。

在眾(zhong) 多的物聯網應用中,毋庸置疑其中一個(ge) 很大的受益行業(ye) 是製造業(ye) 。不管是工業(ye) 互聯網還是工業(ye) 4.0,都在探索未來的製造業(ye) 發展路徑,我們(men) 不應該被工業(ye) 4.0和工業(ye) 互聯網的定義(yi) 所束縛。

製造業(ye) 革命可以分成從(cong) 1.0到4.0的四個(ge) 階段。從(cong) 工業(ye) 1.0,以英國的紡織製造業(ye) 為(wei) 代表;到工業(ye) 2.0:代表性的行業(ye) 是汽車製造業(ye) ;再到工業(ye) 3.0:自動化和信息化的融合,自動化代表性的產(chan) 品是工業(ye) 機器人和PLC等自動化產(chan) 品,信息化代表性的方案是ERP和MES等;再演變到現在的工業(ye) 4.0: 代表性的 概念是CPS。

工業(ye) 4.0 時代的一些特征:

1. 更多更智能的傳(chuan) 感器被加裝到設備上;

2. 更緊密的連接:從(cong) 工廠現場總線,工業(ye) 以太網的連接到工業(ye) 雲(yun) 的鏈接;

3. 工業(ye) 大數據:工業(ye) 大數據比消費大數據數據量更大,數據結構更複雜,實時性和精確性要求更高;

4. 人機界麵更加友好,更加人性化,很多消費電子產(chan) 品;

5. 人機協作:機器人從(cong) 籠子裏解放出來,與(yu) 人一起協作。

傳(chuan) 統的工廠架構和4.0時代的架構區別:

1. 傳(chuan) 統自動化工廠的架構是金字塔架構;從(cong) 底層傳(chuan) 感器,執行器到各種設備,再到控製器,PLC,IPC,再上層是SCADA係統,更上層是工廠管理層,包括ERP和生產(chan) 製造MES係統;

2. 簡化來看,工業(ye) 自動化可以分成三層架構:現場設備層,控製通訊層和工廠管理層,這個(ge) 三層架構和物聯網的感知層,傳(chuan) 輸層和應用層其實是類似的。在這個(ge) 金字塔架構中,各種器件通過PLC進行控製,PLC再通過現場總線和工業(ye) 以太網,將信息和數據傳(chuan) 到雲(yun) 端。

目前,這樣的傳(chuan) 統架構正在發生變化,第一個(ge) 變化就是傳(chuan) 統的金字塔架構正在網絡化和雲(yun) 化,一些功能比如SCADA已經開始被集成到雲(yun) 端,這就是雲(yun) 計算在工業(ye) 上的應用。另外一個(ge) 變化就是邊緣計算,越來越多的終端設備具備更強的計算能力;一些開放的協議,比如OPCUA和IO-LINK也開始大量運用。

從(cong) 工業(ye) 3.0到工業(ye) 4.0的變化:

1.工業(ye) 3.0時代,現場設備層計算資源有限,主要的計算資源集中在控製器端和工廠管理端, 而工業(ye) 4.0時代,分布式控製的嵌入式係統,CPS係統有了更多的智能計算資源和邊緣計算能力;

2.控製層:3.0時代,流程工業(ye) 由中央集中控製型的SCADA控製,而不同設備有廠商專(zhuan) 屬的的通訊協議,設備之間有不同陣營的通訊協議,設備之間,產(chan) 線之間的互操作性很差;工業(ye) 4.0 時代有更加開放的總線協議, 比如OPC UA和 IO Link, 支持實時的,互操作性更強的, 更加安全的傳(chuan) 感器和雲(yun) 連接;

3.工廠管理層: 3.0時代數據收集上來需要人再做判斷和決(jue) 策,而4.0 時代,數據收集上來後,因為(wei) 設備和係統具備自適應,自決(jue) 策,自判斷等能力,人工智能可以對數據信息進行分析判斷;工業(ye) 3.0時代的 IT 和OT 是分開的, 很難連接的, 設備之間是信息孤島,工序之間的數據流動有斷層, 部門之間信息也很難共享。 從(cong) 投入方式來看,工業(ye) 3.0 主要是固定資產(chan) 投入,工業(ye) 4.0轉變為(wei) 運營投入。

構建工業(ye) 物聯網生態圈

客戶的憂慮是網絡安全問題。比如,客戶會(hui) 問公司的生產(chan) 製造等重要數據信息放在第三方會(hui) 安全嗎?客戶擔心的第二個(ge) 問題是新瓶裝舊酒。 客戶會(hui) 認為(wei) 所謂的工業(ye) 4.0和工業(ye) 互聯網的技術和產(chan) 品都是舊的,隻是換了一個(ge) 吸引眼球的新詞匯而已。廠商的目的隻是換一種方式買(mai) 產(chan) 品,買(mai) 設備,買(mai) 解決(jue) 方案而已。 從(cong) 工業(ye) 4.0或者工業(ye) 互聯網的參與(yu) 者來看,整個(ge) 產(chan) 業(ye) 鏈比較長,從(cong) 上遊的芯片廠商到自動化產(chan) 品廠商,再到OT廠商和IT廠商,每一家企業(ye) 都能提供專(zhuan) 門的知識和Know-how。

另外一個(ge) 明顯的趨勢就是很多公司都想打造平台,我們(men) 預計製造業(ye) 也將像手機一樣,誕生為(wei) 製造業(ye) 服務的的操作係統。目前宣稱自己正在打造工業(ye) 雲(yun) 或者製造業(ye) 的操作係統的公司很多,主要有以下幾種:

第一種是基礎設施的平台,基本上是提供的IAAS服務;

第二種是工業(ye) 雲(yun) 平台,主要做工業(ye) 製造業(ye) 的設備運營維護,數據信息管理等,國內(nei) 還有工業(ye) 雲(yun) 平台提供垂直行業(ye) 的設備維護運維等PAAS服務;

第三種是物聯網平台,主要提供工具,SDK,API等,可以幫助客戶建立自己的工業(ye) 雲(yun) 。

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