工业物联网的技术正在朝5个方向发展
1、终端智能化
包括底层传感器设备自身向着微型化和智能化的方向发展,以及工业控制系统的开放逐渐扩大,使得工业控制系统与各种业务系统的协作成为可能。
2、联接泛在化
工业控制通信网络经历了现场总线、工业以太网和工业无线等多种工业通信网络技术,将监控设备与系统, 同生产现场的各种传感器、 变送器、执行器、 伺服驱动器、运动控制器,甚至CNC数控机床、工业机器人和成套生产线等生产装备连接起来。
3、计算边缘化
数据不用再传到遥远的云端,更适合实时的数据分析和智能化处理,具有安全、快捷、易于管理等优势, 能更好地支撑本地业务的实时智能化处理与执行,满足网络的实时需求。
4、网络扁平化
工业物联网的体系架构正在简化,系统性能将得到进一步提升的同时降低软件维护成本。建立网络扁平化技术体系,使信息在真实世界和虚拟空间之间智能化流动,实现对生产制造的实时控制、准确管理和科学决策。
5、服务平台化
工业物联网平台面临着连接设备量巨大、应用环境复杂、用户多元化等问题。提升连接灵活、扩展用户规模、应用开发的简易友好,根据用户实际需求提供设备远程管理、预防性维护和故障诊断等服务。
工业物联网的外围应用
在以往,工业领域将传感器和执行器连接到系统中,通常连接到安全关键设备。这些系统控制***的操作,有时甚至是非常高速的操作,并且由于操作的安全性,对添加传感器的接线进行的任何更改都会变得成本高昂。由于布线和变更控制过程,甚至安装一个传感器的成本可能要花费20,000美元。
现在的不同之处在于,工业***可以将工业物联网应用于以往成本效益不高的领域。工业物联网将从成本降低、消费级传感器以及降低的云计算拥有成本优势以及用户友好的分析能力受益。对于那些可能担心在控制网络中添加传感器带来更高成本的***来说,添加可以收集外部数据的工业物联网传感器的成本如今已经显著降低。
国内工业互联网平台总体情况
平台是工业互联网的核心之所在。近年来,在支持引导、企业应用和研发加速等因素推动下,工业互联网平台得到了较快发展,多层次系统化平台体系初步形成。据工业互联网产业联盟新统计,目前各类型工业互联网平台数量总计已有数百家之多,平均工业设备连接数近 60 万台/套, 沉淀了行业知识并孵化出了一批新型工业 APP,解决了工业企业数字化转型痛点。
工业互联网平台
工业互联网平台是新工业体系的“操作系统”,通常分为现场层、边缘层、基础设施即服务(IaaS)层、工业平台即服务(PaaS)层、应用层;国内主流厂商开发的工业互联网平台都参照类似范式。边缘层是平台的基础,承担着接入现场层设备、协议解析、边缘数据处理等任务。PaaS 层提供应用开发平台、工业微服务组件等功能。应用层包含面向企业传统需求的软件优化、面向特定场景的应用创新,是工业互联网平台价值的集中体现。
随着万物互联时代的到来,联网设备的数量急剧增长,产生的数据总量随之增加,从端到云的数据传输会带来巨大的带宽压力和能源消耗,使得传统的集中式处理不堪重负,由此催生了边缘计算并逐步向边缘智能发展。在对时间延迟更敏感、联网设备更多、数据安全性要求更高的智能工厂中,边缘智能的需求更为突出。一般认为,未来智能工厂每天会产生 1 PB 以上的生产监控数据,由于检测、控制、执行操作要求的时延一般小于 10 ms,现行的终端–核心网–云端模式根本无法保障实时性要求;边缘智能方案在边缘即时处理和回馈结果给终端,有望将实时性、短周期业务的处理时延降低至 1 ms 。边缘智能的资源包括从终端到云计算中心传输路径上的所有计算和网络设备,因此能在近数据源侧完成收集、分析与决策任务。通过将云计算中心的存储、计算、智能资源下沉到网络边缘侧,推动智能应用从云端向边缘迁移,边缘智能方案有望满足制造业在实时响应、智能应用、敏捷感知、需求多样、隐私保护、数据海量且异构等方面的关键需求。
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