隨著我國勞動力成本迅速增長,節能減排的要求越來越高,市場競爭白熱化,客戶需求日益個性化,制造企業面臨著越來越大的轉型壓力。在這種背景下,智能制造成為廣大制造企業關注的熱點。尤其是在車間智能化改造方面,很多大中型制造企業開展了相關實踐,還有眾多企業在躍躍欲試。增加智能裝備、建立智能產線、推進智能物流,減少人工,成為很多制造企業的共同選擇。而在智能化轉型的過程當中,工業物聯網具備智能制造所需求的能力。
在物聯網爆發式發展的今天,很多行業已經開始利用物聯網改變傳統的生產方式,而工業制造領域也將成為下一個爆發點。工業物聯網顧名思義主要是在工業制造領域的應用,是將具有感知、監控能力的各類采集、控制傳感器或控制器,以及移動通信、智能分析等技術不斷融入到工業生產過程各個環節,從而大幅提高制造效率,改善產品質量,降低產品成本和資源消耗,最終實現將傳統工業提升到智能化的新階段。從應用形式上,工業物聯網的應用具有實時性、自動化、嵌入式(軟件)、安全性、和信息互通互聯性等特點。
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支持智能制造應用的平臺,傳感器、設備、機器、控制器、數據庫和信息系統之間的通信主干,能夠連接到現有技術并包裝及擴展其功能和使用壽命。工業物聯網的最大益處是收集后分析的各種數據。制造商能夠使用該數據改善質量控制、可持續和環保舉措、供應鏈可追溯性及提升供應鏈效率。此外,工業物聯網還能助力現場技術人員確定何時需要維修機器、檢測煉油廠管道內的腐蝕程度、監控工業運營中的基礎設施甚至資產跟蹤。
在自動化、優化及更好的供應鏈和物流方面,工業物聯網網絡為這些行業提供更強大的系統集成。通過使用智能傳感器和執行器,從業者能夠更輕松、更高效地監控和控制運輸、公用事業和醫療保健等運營中的基礎設施。這種智能通信網絡能極大地改變和改進工業流程的潛力。工業物聯網將現代工業工程同傳感器和執行器等智能資產相結合以增強制造和工業流程。使用通信技術連接的眾多工業設備,升級后的機器能夠收集、交換、分析并提供有價值的數據。
工業物聯網憑借物聯網架構的特性,在采集數據、智能分析方面有著相當的優勢,為制造型企業提供在生產過程當中所需的數據支撐。無人化操作方面,用感知型傳感器可以有效記錄生產過程中所有數據,避免工廠在生產過程當中的數據丟失,減少企業在人工上的投入。在實際用途中,工業物聯網的應用遠遠不止于此,當企業生產、運輸、銷售等環節流程打通之后,工業物聯網中所獲取的數據,將為企業生產排單提供數據支撐,同時,可以實現遠程控制,無人化工廠也依賴于此。工業物聯網為智能制造賦能主要體現在以下幾方面:
1.工業安全生產管理
工業物聯網技術通過把傳感器安裝到礦山設備、油氣管道、礦工設備等危險作業環境中,可以實時監測作業人員、設備機器以及周邊環境等方面的安全狀態信息,有效保障了工業生產安全。
2.制造業供應鏈管理
企業利用物聯網技術,能及時掌握原材料采購、庫存、銷售等信息,通過大數據分析還能預測原材料的價格趨向、供求關系等,有助于完善和優化供應鏈管理體系,降低成本。
3.環保監測及能源管理
工業物聯網與環保設備的融合可以實現對工業生產過程中產生的各種污染源及污染治理環節關鍵指標的實時監控。
4. 生產過程工藝優化
工業物聯網通過對數據的分析處理可以實現智能監控、決策、維護和診斷,提高生產力,降低能源消耗。
工業物聯網的未來潛力
近年來,硬件、連接性、大數據分析和機器學習方面的創新融合在一起,為行業帶來了巨大的機會。體現工業物聯網潛力的一個例子是預測性維護。在制造過程中損壞的機器可能意味著數百萬美元的生產力損失,工廠只能停止生產來解決該問題。預測性維護意味著使用更多的傳感器來收集機器上的數據,然后使用數據分析和機器學習來確定機器何時需要維護。
隨著工業物聯網的采用和發展加速,變化將是深刻的。最終,我們可以實現一種自治經濟,在這種經濟中,供應完全可以滿足需求,從而完全優化生產過程并實現零浪費。