工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為智能制造和工業(yè)4.0的代名詞。什么是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)？它如何應(yīng)用于改善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，讓風(fēng)力發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)間的同時(shí)又節(jié)省高昂成本，制造業(yè)中工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)又如何同制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)同共生？
什么是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)？
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)已成為智能制造和工業(yè)4.0的代名詞。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)能夠根據(jù)需要部署人工智能(AI)、機(jī)器學(xué)習(xí)、增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)(AR/VR)、數(shù)字孿生/線程、云/邊緣計(jì)算等智能技術(shù)并且已滲透至所有智能制造的方方面面。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還能提供支持智能制造應(yīng)用的平臺(tái)，傳感器、設(shè)備、機(jī)器、控制器、數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)之間的通信主干，能夠連接到現(xiàn)有技術(shù)并包裝及擴(kuò)展其功能和使用壽命。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的最大益處是收集后分析的各種數(shù)據(jù)。制造商能夠使用該數(shù)據(jù)改善質(zhì)量控制、可持續(xù)和環(huán)保舉措、供應(yīng)鏈可追溯性及提升供應(yīng)鏈效率。
此外，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還能助力現(xiàn)場技術(shù)人員確定何時(shí)需要維修機(jī)器、檢測煉油廠管道內(nèi)的腐蝕程度、監(jiān)控工業(yè)運(yùn)營中的基礎(chǔ)設(shè)施甚至資產(chǎn)跟蹤。
在自動(dòng)化、優(yōu)化及更好的供應(yīng)鏈和物流方面，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為這些行業(yè)提供更強(qiáng)大的系統(tǒng)集成。通過使用智能傳感器和執(zhí)行器，從業(yè)者能夠更輕松、更高效地監(jiān)控和控制運(yùn)輸、公用事業(yè)和醫(yī)療保健等運(yùn)營中的基礎(chǔ)設(shè)施。這種智能通信網(wǎng)絡(luò)能極大地改變和改進(jìn)工業(yè)流程的潛力。
到目前為止，我們對物聯(lián)網(wǎng)(IoT)已再熟悉不過。物聯(lián)網(wǎng)是指通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信和連接的消費(fèi)級設(shè)備，智能可穿戴設(shè)備、手機(jī)、智能家電和心臟監(jiān)測設(shè)備等都是物聯(lián)網(wǎng)的范疇。但工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)卻是截然不同的概念。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是跨網(wǎng)絡(luò)的通信和連接，它不是消費(fèi)設(shè)備，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專注于石油、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療健康等行業(yè)，這些行業(yè)的系統(tǒng)故障和意外宕機(jī)可能導(dǎo)致高風(fēng)險(xiǎn)甚至危及生命。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將現(xiàn)代工業(yè)工程同傳感器和執(zhí)行器等智能資產(chǎn)相結(jié)合以增強(qiáng)制造和工業(yè)流程。使用通信技術(shù)連接的眾多工業(yè)設(shè)備，升級后的機(jī)器能夠收集、交換、分析并提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)包括？
1.可交流、存儲(chǔ)及檢測有關(guān)自身信息的連接設(shè)備
2.存儲(chǔ)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生成的數(shù)據(jù)
3.從原始數(shù)據(jù)生成信息的分析和應(yīng)用程序
4.公共和私有數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)設(shè)施
收集到的信息直接傳輸至數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)設(shè)施，然后轉(zhuǎn)換為包括預(yù)測性維護(hù)和業(yè)務(wù)優(yōu)化在內(nèi)的可分析后應(yīng)用的各種信息。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和安全風(fēng)險(xiǎn)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的最大難題是安全性。許多企業(yè)仍在使用以往的系統(tǒng)和流程，這使得工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)集成變得異常困難。采用新技術(shù)可能會(huì)使現(xiàn)有設(shè)備變得更為復(fù)雜，并留下更大的出錯(cuò)空間。
除此之外還有網(wǎng)絡(luò)安全問題，任何網(wǎng)絡(luò)都可以遭黑客入侵。為防止重大違規(guī)事件和停工發(fā)生，使用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)必須采取新方法來安全地管理設(shè)備和數(shù)字組件。
另一個(gè)問題是設(shè)備管理和更新。采用更多的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備意味著需要有一種有效的方式進(jìn)行追蹤。
此外，設(shè)備必須保持更新才能正常運(yùn)行。設(shè)備和軟件需要接收定期更新，需要安裝另一個(gè)系統(tǒng)來追蹤這些更新并確保其正確安裝。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)助力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)營商們一直在尋找最大限度提高功率輸出和盈利二者兼得的方法。因此，Altra Renewables公司采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供發(fā)電機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的智能監(jiān)控，改善機(jī)能的同時(shí)增加正常運(yùn)行時(shí)間。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的盈利能力與其發(fā)電能力直接相關(guān)，任何不可預(yù)見的故障不僅會(huì)造成維護(hù)成本，還會(huì)損失能量輸出。此外，機(jī)器通常位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，維護(hù)也是個(gè)難題。
制動(dòng)等關(guān)鍵系統(tǒng)通常是位于高100米的頂層艙內(nèi)，通常必須到達(dá)高處才能開展維護(hù)，從而增加維護(hù)時(shí)間和成本。遇到緊急故障情況會(huì)進(jìn)一步影響輸出功率和盈利能力。
Altra Renewables公司提供24x7不間斷智能監(jiān)控解決方案，結(jié)合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)技術(shù)提高發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)間。
這套監(jiān)控制動(dòng)系統(tǒng)的傳感器能提供有關(guān)各種參數(shù)的數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)壓力、制動(dòng)片磨損、制動(dòng)位置、制動(dòng)活塞、制動(dòng)液液位及溫度等。這些數(shù)據(jù)上傳到云端后人工智能(AI)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，對關(guān)鍵組件的狀況進(jìn)行準(zhǔn)確診斷，并且最重要的是可以在故障發(fā)生之前提前預(yù)測潛在風(fēng)險(xiǎn)。
通過該系統(tǒng)，運(yùn)營商能夠解決故障問題并降低高昂成本。
此外，數(shù)據(jù)洞察能夠?yàn)殚L期預(yù)防性維護(hù)策略提供準(zhǔn)確信息，確保在最佳時(shí)間突出顯示特定的制動(dòng)器組件進(jìn)行維修或更換。該系統(tǒng)甚至提供了一項(xiàng)功能，能夠根據(jù)時(shí)間緊迫性來訂購設(shè)備維護(hù)任務(wù)。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案可安裝在任何現(xiàn)有或新的系統(tǒng)上進(jìn)行永久狀態(tài)監(jiān)測。所需的硬件包括內(nèi)部開發(fā)的內(nèi)外制動(dòng)系統(tǒng)，兩者都與高安全性云網(wǎng)關(guān)協(xié)作，能安全連接至云端。
通用控制還可為發(fā)電機(jī)制動(dòng)器提供調(diào)試或故障排除等非永久性狀態(tài)監(jiān)測解決方案。該方案能夠遠(yuǎn)程訪問發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)，技術(shù)人員能夠直接在線干預(yù)進(jìn)行有效維護(hù)。受過一般培訓(xùn)的技術(shù)人員即可輕松操作，將數(shù)據(jù)上傳到云端后就可以對制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行深入分析。
對于發(fā)電機(jī)運(yùn)營商而言，同運(yùn)送技術(shù)人員到安裝地點(diǎn)的費(fèi)用相比，該方案可節(jié)省高達(dá)90%的服務(wù)成本。此外，該方案也適用于所有制動(dòng)選項(xiàng)驅(qū)動(dòng)的制動(dòng)系統(tǒng)。
通過結(jié)合狀態(tài)監(jiān)測、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和深入AI數(shù)據(jù)分析能夠提供實(shí)時(shí)洞察和預(yù)測。
對于運(yùn)營商而言，這意味著能夠同時(shí)提高渦輪機(jī)的正常運(yùn)行時(shí)間及安全系數(shù)。由于發(fā)電量最大化，不僅可以提高盈利能力，而且總體上還具有維護(hù)成本優(yōu)勢。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)同共生
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)變得如此普遍，許多人都堅(jiān)信它已經(jīng)取代了現(xiàn)有的制造應(yīng)用程序，即使是已經(jīng)存在很長時(shí)間的應(yīng)用程序制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)。
但MES仍然存在并且很好地接納了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。MES與其密切融合后提供了超越二者的能力。
當(dāng)涉及數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析和根本原因分析時(shí)，上下文是一項(xiàng)重要數(shù)據(jù)。為了找到根本原因通常擁有大量數(shù)據(jù)，但仍然需要上下文。在大多數(shù)情況下，上下文比數(shù)據(jù)更深入、更復(fù)雜。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)從傳感器、設(shè)備、機(jī)器和控制器收集數(shù)據(jù)并為來自這些相同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)提供一些上下文。MES則通過提供有關(guān)客戶、訂單、產(chǎn)品、配方、材料清單等的詳細(xì)信息獲取該上下文。二者都能提供數(shù)據(jù)上下文的完整圖像。
以數(shù)字線程為例，制造行業(yè)中的基本是制造歷史數(shù)據(jù)庫，一般業(yè)內(nèi)稱其為設(shè)備歷史記錄、電子批次記錄或跟蹤和追溯或歷史數(shù)據(jù)庫。包括有關(guān)流程、設(shè)備、材料、廢物、檢查、質(zhì)量結(jié)果、維護(hù)、人工、清潔、偏差、事故等信息。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)會(huì)提供大量此類數(shù)據(jù)，但MES則提供剩下的部分。由于包含所有特定制造的數(shù)據(jù)，MES通常能夠追蹤和追溯數(shù)據(jù)庫。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和MES共同使制造歷史數(shù)據(jù)庫并發(fā)揮作用。
MES都能夠?qū)@些變化做出響應(yīng)并收集有關(guān)變化的數(shù)據(jù)，但只有MES可以分析情況并針對新變化做出響應(yīng)。
MES與制造團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作確定正在發(fā)生的狀況及需要進(jìn)行哪些更改，然后將這些更改傳達(dá)給需要了解這些更改的系統(tǒng)、機(jī)器和人員。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)向MES提供相關(guān)情況的詳細(xì)信息，然后MES與人員一同確定新的更改，執(zhí)行這些更改并發(fā)送詳細(xì)信息。MES則負(fù)責(zé)確保操作準(zhǔn)確、防錯(cuò)及執(zhí)行等關(guān)鍵步驟。
企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)系統(tǒng)需要大量數(shù)據(jù)才能完成工作，其中大部分?jǐn)?shù)據(jù)來自制造業(yè)。ERP系統(tǒng)幾乎是產(chǎn)品、材料、批次和批次可追溯性的記錄系統(tǒng)。生產(chǎn)訂單、發(fā)貨、收貨、廢料、批次創(chuàng)建、拆分和合并等對于作為記錄系統(tǒng)系統(tǒng)十分關(guān)鍵。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)從傳感器、設(shè)備、機(jī)器和控制器收集大量此類數(shù)據(jù)，然后MES在附加上下文中添加訂單、材料、批次、批次和人員。MES對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分割和轉(zhuǎn)換，使其成為ERP所需的格式并將其全部打包發(fā)送給ERP。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和活躍的MES共同為制造業(yè)帶來了前所未有的新功能和價(jià)值。也許MES在未來會(huì)成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一部分，或者反過來成為MES的一部分。但無論哪種方式，二者在制造業(yè)都不可或缺。
正如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)成為智能制造的代名詞一樣，MES也應(yīng)該如此。作為所有智能制造的基礎(chǔ)，這二者提供支持智能制造的平臺(tái)，提供通信主干。而且，最重要的是為制造業(yè)帶來諸多益處。
