研究機構(gòu)數(shù)據(jù)表明,到2025年全球物聯(lián)網(wǎng)(IoT)市場將超過9000億美元。如果你對這個數(shù)字概念不是很清楚,那么在此正好有一個參考數(shù)據(jù)。當(dāng)前智能手機市場發(fā)展迅猛,幾乎人手一部,到2020年全球智能手機市場規(guī)模為3550億美元,數(shù)據(jù)讓我們直觀地感受到物聯(lián)網(wǎng)市場的龐大。毫無疑問,隨著NB-IoT、LoRa以及5G技術(shù)的推進,物聯(lián)網(wǎng)市場將逐步打開,巨大的風(fēng)口將造就更多巨頭企業(yè)。在工業(yè)領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)將重塑產(chǎn)銷格局,市場將面臨一次新的洗牌。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)將智能機器或特定類型的設(shè)備與嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)結(jié)合起來,融入到工業(yè)生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)。通過增強機器之間的互聯(lián)互通以及機器和系統(tǒng)之間的協(xié)同一致,從而進行大數(shù)據(jù)收集和分析,達到提高制造效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本和資源消耗的目的,最終實現(xiàn)將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心領(lǐng)域,其初衷是為了實現(xiàn)物物相連。從應(yīng)用形式上,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用具有實時性、自動化、嵌入式、安全性和信息互通互聯(lián)性等特點。
那么,要實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備之間的互聯(lián)通信和協(xié)同作戰(zhàn)需要哪些技術(shù)呢?
自動化
在2017年收尾之際,e-works特別組織資源圍繞當(dāng)前企業(yè)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實施及應(yīng)用情況進行全面摸底調(diào)查,結(jié)果表明機械機電、汽車及零部件、電子電氣分別位列前三甲,共計占比超過一半,達到51.83%。從行業(yè)樣本分析,三大行業(yè)是當(dāng)前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用較為成熟的行業(yè),它們的自動化程度在整個工業(yè)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。這讓我們認識到,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)要想快速充分的發(fā)展離不開自動化技術(shù)。
e-works特別組織資源調(diào)查結(jié)果
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的愿景是實現(xiàn)工業(yè)智能化,因此產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售就要突破人力的局限性,要更高效、更精準,這離不開自動化技術(shù)的輔助。工業(yè)自動化控制系統(tǒng)主要包括3個層次,分別是設(shè)備層、控制層、以及信息層。而正如我們所知,通常物聯(lián)網(wǎng)在結(jié)構(gòu)上也分為應(yīng)用層、感知層和網(wǎng)絡(luò)層三個部分。從結(jié)構(gòu)上看,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)自動化近乎平行同步。但是,工業(yè)自動化絕不同等于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),傳統(tǒng)的自動化技術(shù)缺乏自尋優(yōu)、自處理和自學(xué)習(xí)等能力,建立在確認的工業(yè)場景里面,只能處理單一的工作任務(wù)。結(jié)合e-works特別組織資源的調(diào)研結(jié)果,工業(yè)自動化幾乎可以被認為是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的必要不充分條件。
從業(yè)者認為,正如眼睛、鼻子、耳朵和皮膚在人體中的作用一樣,傳感器在物聯(lián)網(wǎng)硬件中充當(dāng)一個從外界接受信息的角色。這句話讓我們清楚地認識到,如果沒有傳感器,物聯(lián)網(wǎng)概念就是一個偽命題,是一個只能停留在理論層面的“科學(xué)騙術(shù)”。
傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。從功能上來說,工業(yè)傳感器分為光電、熱敏、氣敏、力敏、磁敏、聲敏、濕敏等不同類別。相對于民用來說,工業(yè)環(huán)境對傳感器的要求更高,應(yīng)用的場景更為復(fù)雜多變。作為物聯(lián)網(wǎng)底層的關(guān)鍵,傳感器在智能工業(yè)建設(shè)中可以說是無所不在。
當(dāng)然,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展也推動了傳感器的革新,比如智能傳感器的出現(xiàn)。在工業(yè)生產(chǎn)中,傳統(tǒng)傳感器無法對某些產(chǎn)品質(zhì)量指標,如黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等,進行快速直接測量并在線控制?;谶@樣的需求,智能傳感器應(yīng)運而生,它可直接測量與產(chǎn)品質(zhì)量指標有函數(shù)關(guān)系的生產(chǎn)過程中的某些量,如溫度、壓力、流量等,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或?qū)<蚁到y(tǒng)技術(shù)建立的數(shù)學(xué)模型進行計算,可推斷出產(chǎn)品的質(zhì)量。
軟件編程
隨著越來越多的企業(yè)開始部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),這可能導(dǎo)致公司的IT(計算機軟件技術(shù))部門與OT(操作技術(shù))部門更緊密的協(xié)作。當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)平臺目前數(shù)量眾多,在工業(yè)領(lǐng)域則以工業(yè)云為主。工業(yè)云平臺指的是工業(yè)領(lǐng)域的云平臺,包括了IAAS(基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)化)、PAAS(平臺服務(wù)化)、SAAS(軟件服務(wù)化)三個層面,隨著越來越多的巨量級設(shè)備接入,物聯(lián)網(wǎng)平臺的設(shè)備接入能力、應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜度、用戶多元化等問題將隨之而來,協(xié)議統(tǒng)一并且擁有通用的開發(fā)環(huán)境顯得尤為重要。在未來,聯(lián)接靈活、擴展性出色、安全可靠、應(yīng)用開發(fā)友好的物聯(lián)網(wǎng)平臺會更容易在競爭中勝出。
網(wǎng)絡(luò)通信
隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進程的推進,通信能力增強的需求將愈加明顯。在5G時代到來之前,物聯(lián)網(wǎng)需要的網(wǎng)絡(luò)類型主要分為兩種。一種是低功耗、短距離、高帶寬類型網(wǎng)絡(luò),主要包括Wi-Fi、藍牙和ZigBee,應(yīng)用在物與物的連接中;另一種是低功耗、長距離、低帶寬類型網(wǎng)絡(luò),主要包括LoRa、SigFox和NB-IoT,應(yīng)用于基站網(wǎng)絡(luò)搭建。
之所以將5G作為分水嶺,因為5G時代的物聯(lián)網(wǎng)和4G時代相比將產(chǎn)生革命性變化。當(dāng)下,不管是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還是其他類型的物聯(lián)網(wǎng),如果要使用4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)會產(chǎn)生很高的成本,功耗也會成為大問題。5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)將徹底改變這一痛點,物聯(lián)網(wǎng)將會達到超低時延、高效連接、低成本、低功耗、高可靠性、全地域覆蓋,并且有望解決掉運營商級物聯(lián)網(wǎng)搭建協(xié)議不統(tǒng)一問題。總結(jié)而言,5G時代的物聯(lián)網(wǎng)將徹底重塑和改變我們的世界。
物聯(lián)網(wǎng)就是通過傳感器讓人類感知世界,獲取數(shù)據(jù)。就工業(yè)領(lǐng)域而言,當(dāng)前系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)量已經(jīng)超出人類處理的范圍,在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的執(zhí)行層面我們可以依靠高度自動化,但是在數(shù)據(jù)篩查和處理中,我們更需要的是人工智能。
分析機構(gòu)和從業(yè)者一致認為,人工智能和物聯(lián)網(wǎng)將深度融合,人工智能可以最大化物聯(lián)網(wǎng)帶來的價值,而物聯(lián)網(wǎng)能為人工智能提供所需的大數(shù)據(jù)信息,只有它們被同時使用,才能同時實現(xiàn)人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的利益及優(yōu)勢。因此,不管是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還是其他領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng),引進人工智能技術(shù)都是大勢所趨。
邊緣計算
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對于穩(wěn)定性和可靠性的要求極高,不可能事無巨細都交給網(wǎng)絡(luò)傳輸處理,在一些需要實時處理的工業(yè)作業(yè)中,邊緣計算的重要性不言而喻。邊緣計算是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實施的一個首要條件,斷網(wǎng)造成的成本損失在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)搭建中是不可容忍的。邊緣計算可以與云計算優(yōu)勢互補,將會更好的支撐本地業(yè)務(wù)的實時數(shù)據(jù)分析和智能化應(yīng)用,讓物聯(lián)網(wǎng)解決方案更加完善。
隨著上述技術(shù)的發(fā)展和芯片工藝的精進,物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域滲透將更深入,范圍也更寬廣。賽迪顧問相關(guān)人士指出,中國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模最近幾年增長率都是在30%以上,預(yù)計到2020年市場規(guī)模將突破4500億元。同時,多份數(shù)據(jù)分析報告都給出相同的見解,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)市場比重最大的一塊。巨大的風(fēng)口效應(yīng)讓我們相信,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將成為未來工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略新高地。
在年底深圳會展中心由博聞創(chuàng)意舉辦的第七屆深圳國際嵌入式系統(tǒng)展IEE2018將于2018年12月20-22日召開,作為國內(nèi)專注于嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域的大型專業(yè)展,展覽將涵蓋嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)4.0和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、汽車新技術(shù)與車聯(lián)網(wǎng)等八大板塊;今年的展覽也將特設(shè)“物聯(lián)網(wǎng)專館”以及“汽車智能技術(shù)專館”,在開展前主辦單位將舉行系列線下活動,與業(yè)界一同跟進和研討嵌入式以及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域新動態(tài)。
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細數(shù)推動工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的技術(shù)介紹
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