第四次工業(yè)革命帶來(lái)的所有新技術(shù),諸如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)、人工智能(AI)、增強(qiáng)/虛擬現(xiàn)實(shí)(AR/VR)、數(shù)字孿生、數(shù)字線程、云和邊緣計(jì)算等等,無(wú)一不在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益,助力全球制造業(yè)的蓬勃發(fā)展。大多數(shù)制造公司已經(jīng)在開展某種工業(yè)4.0項(xiàng)目或計(jì)劃在不久的將來(lái)進(jìn)行。但在這些技術(shù)中,也許沒有哪個(gè)的重要性可以與IIoT比肩。
對(duì)于許多人來(lái)說(shuō),智能制造和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)幾乎是同義詞。談到智能制造,人們可能會(huì)立即開始談?wù)揑IoT。在智能制造領(lǐng)域,IIoT已經(jīng)變得無(wú)處不在,在大多數(shù)智能制造解決方案中都可以看到它的身影。下面將簡(jiǎn)單介紹工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)具體體現(xiàn)在哪些方面。
智能優(yōu)勢(shì)
IIoT的最大優(yōu)勢(shì)之一是它可以為廣泛的智能制造解決方案奠定基礎(chǔ)。機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)、人工智能、大數(shù)據(jù)、分析、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)、數(shù)字孿生、數(shù)字線程和許多其他應(yīng)用程序都可以建立在IIoT基礎(chǔ)上。
IIoT的另一大優(yōu)勢(shì)是它可以利用和擴(kuò)展現(xiàn)有技術(shù)。機(jī)器對(duì)機(jī)器通信、傳感器和傳感器數(shù)據(jù)、自動(dòng)化和控制系統(tǒng),這些都是IIoT的組成部分,它們已經(jīng)存在了很長(zhǎng)時(shí)間,以至于有些人說(shuō)IIoT根本不是什么新鮮事物。IIoT還與MES和ERP等信息系統(tǒng)相關(guān)聯(lián),執(zhí)行交易、提供數(shù)據(jù)、推動(dòng)分析并支持實(shí)時(shí)可見性。
最后,IIoT的真正優(yōu)勢(shì)在于以上所有。它提供了一個(gè)支持各種IIoT應(yīng)用的通信平臺(tái)。它最大化地利用現(xiàn)有技術(shù)作為補(bǔ)充解決方案,而不是競(jìng)爭(zhēng)解決方案。它與大多數(shù)公司已經(jīng)擁有的大型信息系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。
基礎(chǔ)能力優(yōu)勢(shì)
在基礎(chǔ)層面,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為一種中間件,在設(shè)備、機(jī)器、控制器、數(shù)據(jù)庫(kù)、信息系統(tǒng)和人員之間提供通信主干。IIoT的基本功能用于監(jiān)控、管理和維護(hù)連接的設(shè)備和機(jī)器。IIoT還支持將大量數(shù)據(jù)(例如傳感器數(shù)據(jù))實(shí)時(shí)地傳輸?shù)叫枰南到y(tǒng)和應(yīng)用程序中。這意味著IIoT幾乎是所有邊緣事物(例如傳感器、設(shè)備、機(jī)器和控制器)與所有面向用戶的應(yīng)用程序(例如人機(jī)界面(HMI)、MES、ERP、企業(yè)制造)之間的基礎(chǔ)接口或中間件情報(bào)(EMI)和分析。
許多IIoT平臺(tái)和解決方案超越了接口或中間件基礎(chǔ),并為數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)聚合、數(shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)分析提供了一些非常復(fù)雜的功能。同樣,一些IIoT平臺(tái)還提供警報(bào)和通知解決方案、MES和ERP的內(nèi)置接口、數(shù)據(jù)發(fā)布功能以及儀表板、分析和報(bào)告工具。
一些IIoT平臺(tái)提供的最新功能之一是能夠?qū)⒏鞣N傳感器、設(shè)備、機(jī)器和控制器數(shù)據(jù)及其上下文發(fā)布到幾乎任何外部系統(tǒng)以進(jìn)行分析。這些功能通常獨(dú)立于應(yīng)用程序和系統(tǒng),并且通常支持基于消息的異步事件處理和發(fā)布。所有這些都使其成為獲得所需數(shù)據(jù)而無(wú)需不斷輪詢數(shù)據(jù)以尋找更改的優(yōu)秀解決方案。
智能對(duì)象優(yōu)勢(shì)
一些IIoT平臺(tái)推出的另一個(gè)新功能是智能AI對(duì)象。智能AI對(duì)象用于封裝制造和機(jī)器操作的關(guān)鍵方面:配方、配置、工具和狀態(tài)等,將這些智能AI對(duì)象構(gòu)建到基于對(duì)象的AI數(shù)據(jù)模型中。之后該模型在整個(gè)IIoT中變得普遍,可以在任何需要數(shù)據(jù)的地方使用或重用這些智能AI對(duì)象。
IIoT允許在任何需要的地方查看和使用智能AI對(duì)象。IIoT使用智能AI對(duì)象來(lái)收集并保存來(lái)自機(jī)器的數(shù)據(jù)上下文。由于IIoT和其他系統(tǒng)會(huì)發(fā)現(xiàn)并使用智能AI對(duì)象,因此可以在IIoT的任何位置創(chuàng)建或更改它們的上下文。借助此功能,邊緣計(jì)算解決方案變得更加實(shí)用且更易于與云集成。畢竟,數(shù)據(jù)已經(jīng)封裝在智能AI對(duì)象中,可以通過(guò)IIoT獲得。
IIoT發(fā)現(xiàn)智能AI對(duì)象及其關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集,合并其底層組織模型,使用底層數(shù)據(jù),并將智能AI對(duì)象、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)提供給需要它們的任何事物或任何人。
技術(shù)互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)
不少人相信IIoT可以取代HMI、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)、自動(dòng)化、控制、MES,甚至可能取代ERP的一部分。但這種事情不會(huì)發(fā)生,因?yàn)镮IoT并非旨在取代這些系統(tǒng)。它與這些技術(shù)不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系,它們是互補(bǔ)的。它利用現(xiàn)有技術(shù),在這些技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建,并提供任何一種平臺(tái)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)的協(xié)同功能。
IIoT與這些其他應(yīng)用程序(尤其是信息系統(tǒng))互補(bǔ)的原因之一是整體環(huán)境。要充分理解和分析數(shù)據(jù),并找到特定情況的根本原因,就需要全面了解情況的上下文。雖然數(shù)據(jù)上下文是IIoT的優(yōu)勢(shì)之一,但它沒有完整的上下文。無(wú)論是訂單信息、客戶信息、發(fā)貨或接收信息、質(zhì)量信息,甚至是銷售信息,IIoT都沒有。制造商需要諸如MES和ERP之類的信息系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)充IIoT,從而為任何制造事件提供完整的上下文。
IIoT互補(bǔ)的另一個(gè)原因是它并不是真正為編排和優(yōu)化而設(shè)計(jì)的。盡管具有所有優(yōu)勢(shì),但它并不能解決所有問(wèn)題,這就意味著仍然需要MES和ERP,自動(dòng)化和控制亦是如此。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)并不是為了提供閉環(huán)控制而設(shè)計(jì)的,而閉環(huán)控制仍然是制造業(yè)所需要的。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供了其他任何地方都無(wú)法提供的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)上下文,允許自動(dòng)化和控制比以往更好地執(zhí)行它們的任務(wù)。
自動(dòng)化和控制系統(tǒng)以及設(shè)計(jì)它們的人員可以專注于更高級(jí)別的功能,例如從頭到尾協(xié)調(diào)整個(gè)制造過(guò)程。他們還可以進(jìn)一步優(yōu)化流程,而不必?fù)?dān)心傳感器、設(shè)備、機(jī)器和通信。這就是IIoT的終極力量——使自動(dòng)化和控制變得更加強(qiáng)大。這就是為什么自動(dòng)化和控制與IIoT是互補(bǔ)的而不是競(jìng)爭(zhēng)的。
IIoT與MES和ERP等信息系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。IIoT支持智能AI對(duì)象,為任何需要它的系統(tǒng)提供智能AI對(duì)象及其模型、數(shù)據(jù)和上下文。IIoT通過(guò)提供來(lái)自傳感器、設(shè)備、機(jī)器和控制器的數(shù)據(jù)并提供數(shù)據(jù)上下文來(lái)補(bǔ)充MES和ERP等信息系統(tǒng)。
系統(tǒng)集成優(yōu)勢(shì)
即使擁有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的所有優(yōu)勢(shì),制造商也必須超越工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),才能充分實(shí)現(xiàn)所有的好處。這些優(yōu)勢(shì)是顯著的、協(xié)同的,提供了本身不可能提供的功能。綜上所述,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)及其功能、信息系統(tǒng)和自動(dòng)化和控制系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)非常強(qiáng)大的解決方案。如果使用得當(dāng),它可以產(chǎn)生重大影響,并使制造業(yè)務(wù)能夠做前所未有的事情,同時(shí)為制造企業(yè)提供可衡量的、有形的利益。這就是IIoT的優(yōu)勢(shì)。