我們的制造業(yè)正在進入自動化不再僅僅依賴于可編程邏輯控制器的階段，而是由更復(fù)雜和更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)補充，這些系統(tǒng)與傳感器和其他組件的連接性要強得多。工業(yè) 4.0 的出現(xiàn)帶來了智能自動化，它使用從大量分布式物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點捕獲的數(shù)據(jù)以及最新的基于云的服務(wù)。

優(yōu)化制造過程的各個方面將有助于提高生產(chǎn)力水平、減少浪費并抑制運營支出。除此之外，預(yù)測性維護可以最大限度地延長正常運行時間并避免計劃外和代價高昂的停機。無線通信技術(shù)將在這一數(shù)字化轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用；但是，選擇使用哪種協(xié)議將取決于應(yīng)用程序的要求。

充分利用數(shù)據(jù)的價值

打破孤島可以更緊密地整合企業(yè)內(nèi)的運營元素。訪問編譯的數(shù)據(jù)集將有助于資產(chǎn)管理，確保充分利用所有可用資源，并更好地組織后勤活動。有可能使制造現(xiàn)場的系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)產(chǎn)生的潛在問題更加敏感。

擁有正確和及時的信息也將確保那里的勞動力的持續(xù)安全。從診斷/分析的角度來看，這些數(shù)據(jù)將顯示設(shè)施內(nèi)的趨勢或模式——有些好，有些不好。例如，微小的工藝改變可能有助于提高產(chǎn)量、提高最終產(chǎn)品質(zhì)量或延長生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。

無線的好處

通過無線連接獲取這些數(shù)據(jù)比采用有線方式更具吸引力。它部署起來更容易、成本更低，具有更大的實施靈活性，并且可以根據(jù)需要進行擴展。根據(jù) ABI Research 的分析，圖 1 詳細介紹了被納入物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的無線技術(shù)。未來幾年，主要技術(shù)將是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)、藍牙和 Wi-Fi。然而，在大約 4-5 年內(nèi)，5G SA 和 uRLLC 將開始受到關(guān)注。

圖 1：已部署的 IoT 連接數(shù)量

為推動工業(yè) 4.0 制定的標(biāo)準(zhǔn)

Wi-Fi 6 （802.11ax） - 預(yù)計將取代僅使用 5 GHz 頻段的 802.11ac，Wi-Fi 6 還使用 2.4 GHz。在北美，F(xiàn)CC 也將開放 6 GHz 頻段，歐洲也打算效仿。由于 OFDMA 技術(shù)，Wi-Fi 6 可以支持與更多連接節(jié)點的通信，并提供更快的數(shù)據(jù)吞吐量（由于 MU-MIMO）。

藍牙 5 – 與前幾代相比，藍牙 5 顯著提高了數(shù)據(jù)速率和傳輸范圍，每比特消耗的功率要少得多。它可以支持某些基于位置的服務(wù)，這在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中可能很有趣——引入了允許確定方向的藍牙 5.1 規(guī)范。結(jié)果，可以利用到達角和離開角數(shù)據(jù)。

5G——今天的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)基于 4G 協(xié)議，例如 NB-IoT 和 LTE-M。5G 新無線電 （NR） 承諾提供更大的網(wǎng)絡(luò)容量和更高的數(shù)據(jù)速率，并支持超低（低于 1 毫秒）延遲操作。由此產(chǎn)生的工業(yè)自動化基礎(chǔ)設(shè)施響應(yīng)能力的改進，通常是通過專用網(wǎng)絡(luò)實施，將具有巨大的價值。它將能夠從遠程位置更好地控制機器人和自動引導(dǎo)車輛。

隨著 5G 的出現(xiàn)，給定區(qū)域內(nèi)連接節(jié)點的數(shù)量也將有增加的空間，從而減少單個節(jié)點消耗的功率。盡管如此，NB-IoT 和 LTE-M 仍有一席之地，可以為明天的制造設(shè)施做出貢獻，這些應(yīng)用不需要如此高性能或成本是一個問題。在開始實施智能工廠之前等待 5G 到來并不是預(yù)測性維護和遠程監(jiān)控用例的可取策略。

今天開始你的旅程

利用今天的物聯(lián)網(wǎng)，制造商仍然能夠獲得顯著的競爭優(yōu)勢。許多關(guān)鍵用例可以通過無線技術(shù)來解決，這些無線技術(shù)已經(jīng)可用，并且即將推出超可靠和確定性操作所需的更先進的技術(shù)。

部署的無線硬件必須提供持續(xù)的運行壽命（因為物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點可能位于難以到達的位置）。因此，可靠性和高效的電池使用都至關(guān)重要。在許多用例中，它們需要支持長達十年的運行。易于實施和隨后配置的開箱即用解決方案將是最具吸引力的，那些易于與領(lǐng)先云服務(wù)提供商的技術(shù)集成的解決方案也是如此。向后兼容性也很有價值。

同樣最重要的是來自惡意第三方的傳輸數(shù)據(jù)的安全性和保護。還應(yīng)該有充分有效的反克隆機制。通過SARA-R5和SARA-R4、LARA、ANNA、NINA和JODY等平臺，u-blox 提供了廣泛的解決方案組合，以滿足當(dāng)前和未來的物聯(lián)網(wǎng)需求。

作者：Ludger Boeggering，Pelle Svensson

審核編輯：郭婷