工業物聯網（IIoT）如何徹底改變制造業

2021-04-30

工業物聯網（IIoT）如何徹底改變制造業

物聯網（IoT）在全球范圍內蓬勃發展了十年。物聯網的主要重點是消費者領域，但是，還有其他一些領域需要基于物聯網的應用程序。物聯網在制造業中的擴展被稱為工業物聯網，也通常稱為IIoT /工業4.0。IIoT通過安全網絡連接機器和工業設備，并實現整個工業設施的自動化。IIoT是M2M通信，大數據分析，SCADA和其他類似行業設備的組合。

到2025年，設備和技術的工業物聯網（IIoT）市場預計將從773億美元增長到1,106億美元，在預測期內的復合年增長率為7.4％。

要了解工業物聯網如何使制造業受益，讓我們檢查一些關鍵點：

圖1 –工業物聯網流程

資產管理–想象一下一家工廠正在生產某種資產，操作員需要定期核實資產到達哪個階段，根據資產時間更改電動機的控制，并通過查看出入口來控制生產。在這種情況下，如果我們能夠減少人工干預并智能地跟蹤資產，那將非常有幫助。在IIoT的幫助下，智能工廠可以使用智能傳感器跟蹤不同的工廠資產位置，監控供需需求，并相應地管理工作流程，記錄和生產。

預測性分析–制造商可以對正在進行的制造狀態進行分析，估算實現里程碑，機器維護要求所需的時間表。預測分析工具可幫助工程師確定問題的根本原因并制定緩解計劃，從而提前警告故障。隨著我們朝著這個生態系統的方向邁進，生產線將擁有更多的數據，這些數據可以提供更多的可見性，以應對復雜的情況，從而使系統更加強大。

高效和生產過程–工業機械設備需要定期保養和維護。如果設備意外損壞，則可能會影響計劃產量的減少，時間和資源的浪費。物聯網輔助生產可以通過在導致損壞之前對設備進行維修來避免生產停機。最終，借助增強的分析能力，減少停機時間和基于被監控機器的決策制定，生產線將具有更高的生產率，從而加快了生產速度。

安全操作–工業中的機器可能很危險，并且如果不定期維修會變成危險。配備工業物聯網（IIoT）自動化單元可以確保員工，機器的安全。而且，該行業可以將機器人技術與機器結合起來，以限制在地面以下或在某些特殊房間中工作的工人。

如今，許多制造公司已經開始投入時間和金錢來開發智能IT驅動的制造解決方案。工業4.0的采用使工業用戶可以利用其優勢，例如資產管理，預測分析，高效和生產性流程以及運營安全性。但是，通過利用這些優勢，IIoT為制造商和企業帶來了自己的一系列挑戰。

為制造商和原始設備制造商采用IIoT的挑戰：

互通性

制造業沉迷于航空，汽車和石油工廠等各個領域。涉及不同領域的制造過程各不相同。對于工業領域，既沒有標準，也沒有一套工業智能傳感器。例如，在一個生態系統中來自不同供應商的機器之間傳輸數據將與其他生態系統不同。IoT中的Zigbee，Thread等標準促進了IoT系統與其他設備進行互操作以共享信息。但是，工業4.0沒有類似的標準。OEM和SME需要更改/數字化其流程，以確?；谝恍┈F有流程的業務部門的互操作性。

安全

如果沒有互連的系統，確保智能技術無效。但是，將工業級機器與網絡連接會帶來風險。它可能導致易受攻擊，并可能導致制造過程出現故障，從而可能危及員工和機器的安全。任何Industry 4.0 OEM廠商都必須擁有最強大，最安全的環境，可以保護工作站免受網絡威脅。

廠商間的專業知識不足（知識不足）

隨著IIoT才剛剛起步，技術創新所需的行業技能，具有不同機械形狀和尺寸的單元的協調，來自各種來源的數據的集成以及眾多制造系統的供應商的實現是市場上的困難之一。除此之外，由于缺乏知識和巨大的投資需求，小型公司將難以開始使用工業4.0技術。

缺乏成熟的技術

一個智能制造單位將需要一種機制或傳感器，以智能地檢測和協作從一臺機器到另一臺機器的數據。這就需要工業級的傳感器和智能機器。當前的挑戰是，市場上沒有很多可用于該行業的智能傳感器/機器。此外，要開發合適的工業級傳感器需要對生態系統進行培訓和模擬，這是一項艱巨的任務，但對于工業家來說也是重要的方面?；谏鲜雠cIIoT相關的優勢和挑戰，讓我們了解一些重要的用途-支持它的情況。

工業物聯網網關的使用：

與PLC，DCS和其他傳感器連接的工業網關，用于通過OPC UA或某些其他工業標準進行數據收集。它將支持云，這有助于將真實事物與數字世界聯系起來?；谠频木W關將能夠分析將驅動核心業務邏輯的生產數據。

一些主要功能：

通過可靠的高速以太網，Wi-Fi或LTE連接實現云連接（用于非常偏遠的地區）

支持標準工業協議（Modbus，OPC統一體系結構-OPC UA，MTConnect等）

與PLC和SCADA集成

時間敏感型網絡（TSN）

將重要數據發送到云以進行大數據分析和預測性維護

使用智能制造解決方案：

智能制造解決方案將有助于分階段管理制造單元，并提供資產的故障報告。該解決方案還將支持工業電機控制和速度診斷。為了遠程跟蹤和控制制造，該解決方案將提供云接口。

一些主要功能：

控制電動機的運行和速度

溫度和壓力測量與分析

采取適當措施以達到溫度和壓力的閾值

使用Rain-RFID和位置繪圖進行制造階段跟蹤

庫存管理，必要時訂購更多庫存/組件

通過可靠的高速以太網，WiFi或LTE連接（用于偏遠地區）和制造統計信息實現云連接