一、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(Industrial Internet of
Things)簡(jiǎn)稱IIoT，是應(yīng)用在工業(yè)上的物聯(lián)網(wǎng)，是互聯(lián)的感測(cè)器、儀表以及其他設(shè)備和電腦的工業(yè)應(yīng)用程式以網(wǎng)路相連所成的系統(tǒng)，其中包括了制造以及能源管理。網(wǎng)路連線可以進(jìn)行資料搜集、交換以及分析，有助于提升生產(chǎn)力以及效率，也有其他的經(jīng)濟(jì)效益。IIoT是由分散式控制系統(tǒng)(DCS)演進(jìn)而成，利用云端運(yùn)算完善和優(yōu)化過(guò)程控制，達(dá)到較高程度的自動(dòng)化。
二、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：一字之差，差別在哪?
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，一字之差，所涵蓋的內(nèi)容卻大相徑庭。
1、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不是工業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)，而是工業(yè)互聯(lián)的網(wǎng)。它是把工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的人、數(shù)據(jù)和機(jī)器連接起來(lái)，使工業(yè)生產(chǎn)流程數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)「數(shù)據(jù)的流通」，提升生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。
從技術(shù)架構(gòu)層面看，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層、軟件層、應(yīng)用層以及整體的工業(yè)安全體系。與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)相比，多了一個(gè)設(shè)備層。
(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu))
設(shè)備層負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)和初步計(jì)算，執(zhí)行生產(chǎn)動(dòng)作;
網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)信息的傳輸與轉(zhuǎn)發(fā);
平臺(tái)層負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、計(jì)算等基礎(chǔ)設(shè)施的編排;
軟件層負(fù)責(zé)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)控制和信息管理等軟件的實(shí)施;
應(yīng)用層負(fù)責(zé)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值體現(xiàn)，在不同的垂直領(lǐng)域、行業(yè)內(nèi)形成解決方案和應(yīng)用;
工業(yè)安全體系對(duì)各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的安全負(fù)責(zé)，范圍涵蓋設(shè)備的運(yùn)維更換、網(wǎng)絡(luò)層面的安全認(rèn)證、平臺(tái)軟件層面的安全漏洞等。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的「基建」，它連接了設(shè)備層和網(wǎng)絡(luò)層，為平臺(tái)層、軟件層和應(yīng)用層奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。設(shè)備層又包含邊緣層，總體上，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)涵蓋了云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、邊緣計(jì)算和終端，自下而上打通工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)流。
2、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)從架構(gòu)上分為感知層、通信層、平臺(tái)層和應(yīng)用層。
感知層主要由傳感器、視覺(jué)感知和可編程邏輯控制器(PLC)等器件組成，一方面收集振波、溫度、濕度、紅外、紫外、磁場(chǎng)、圖像、聲波流、視頻流等數(shù)據(jù)，傳送給網(wǎng)絡(luò)層，到達(dá)上層管理系統(tǒng)，幫助其記錄、分析和決策，另一方面收集從上層管理系統(tǒng)下發(fā)或已經(jīng)編程好的指令，執(zhí)行設(shè)備動(dòng)作。
通信層主要由各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和線路組成，包括具備網(wǎng)絡(luò)固線的光纖、xDSL，也包括通過(guò)無(wú)線電波通信的GPRS、3G、4G、5G、WiFi、超聲波、ZigBee、藍(lán)牙等通信方式，主要滿足不同場(chǎng)景的通信需求。
平臺(tái)層主要是將底層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和結(jié)構(gòu)化解析之后，沉淀為平臺(tái)數(shù)據(jù)，向下連接感知，向上提供統(tǒng)一的可編程接口和服務(wù)協(xié)議，降低了上層軟件的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，提高了整體架構(gòu)的協(xié)調(diào)效率，特別是在平臺(tái)層面，可以將沉淀的數(shù)據(jù)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和挖掘，對(duì)生產(chǎn)效率、設(shè)備檢測(cè)等方面提供數(shù)據(jù)決策。
應(yīng)用層主要根據(jù)不同行業(yè)、領(lǐng)域的需求，落地為垂直化的應(yīng)用軟件，通過(guò)整合平臺(tái)層沉淀的數(shù)據(jù)和用戶配置的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)終端設(shè)備的高效應(yīng)用，最終提升生產(chǎn)效率。
感知層與通信層中間有一個(gè)網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)隔離了終端傳感器和控制器與上層網(wǎng)絡(luò)端口，一方面減少傳感器與控制器的業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜度，另一方面減少上層應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)協(xié)議的解析成本。
(工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu))
總的來(lái)說(shuō)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涵蓋了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是要實(shí)現(xiàn)「人、機(jī)、物」的全面互聯(lián)，追求的是數(shù)字化;而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)強(qiáng)調(diào)的是「物與物」的連接，追求的是自動(dòng)化。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的交叉網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時(shí)也是自動(dòng)化與信息化深度融合的突破口。
3、兩者關(guān)系
(工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系)
在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系內(nèi)，工業(yè)軟件是靈魂，是整體控制編排的中樞;工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)以數(shù)據(jù)為血液，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)提供各種有用的信息和養(yǎng)分。
隨著5G時(shí)代的到來(lái)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)又將迎來(lái)什么樣的發(fā)展呢?
1、當(dāng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遇上5G
5G具有大帶寬、低時(shí)延、廣覆蓋的特點(diǎn)，破解了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)難題。但現(xiàn)階段5G并不是銀彈，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在運(yùn)用5G進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)時(shí)，還存在很多挑戰(zhàn)。
2、基站建設(shè)挑戰(zhàn)：
5G已經(jīng)商用，但目前5G基站建設(shè)尚未完成，5G信號(hào)尚未大面積覆蓋，5G應(yīng)用受到限制。
3、成本挑戰(zhàn)：
5G現(xiàn)象級(jí)應(yīng)用尚未出現(xiàn)，這意味著5G的終端需求還處于低水平階段，導(dǎo)致5G芯片產(chǎn)量少成本高，模組成本高出4G幾十倍。當(dāng)5G真正實(shí)現(xiàn)從基站到應(yīng)用終端的普及之后，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)部署效率方面也會(huì)邁上新臺(tái)階。
4、標(biāo)準(zhǔn)挑戰(zhàn)：
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，工業(yè)軟件要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化就需要協(xié)調(diào)各種設(shè)備、兼容不同廠商的私有協(xié)議。
5、人才挑戰(zhàn)：
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈條比較長(zhǎng)，對(duì)人才的要求非常高，而我國(guó)在這方面的人才相對(duì)短缺。
6、安全挑戰(zhàn)：
云計(jì)算特別是公有云無(wú)法打消企業(yè)主的安全疑慮，私有化之后又帶來(lái)不標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。這些問(wèn)題既是當(dāng)前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中面臨的困難，同時(shí)也是廣大創(chuàng)業(yè)者的機(jī)遇。
思考與判斷
未來(lái)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)會(huì)有哪些細(xì)分領(lǐng)域迎來(lái)風(fēng)口呢?以下是我的一些思考與判斷：
5G時(shí)代，工業(yè)網(wǎng)關(guān)將具備更高性能的網(wǎng)絡(luò)，成為邊緣計(jì)算的重要基礎(chǔ)設(shè)施，圖像識(shí)別，路徑規(guī)劃、模式識(shí)別等本地化的函數(shù)在網(wǎng)關(guān)層面就能解決。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)普及之后，每個(gè)設(shè)備、每個(gè)傳感器都需要相應(yīng)的傳輸模組，因此網(wǎng)絡(luò)模組的需求也將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全：
網(wǎng)絡(luò)安全是更高層級(jí)的網(wǎng)絡(luò)需求，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層面，主要有互聯(lián)互通、高性能網(wǎng)絡(luò)和安全網(wǎng)絡(luò)幾大訴求。隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全需求也將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。
工業(yè)智能機(jī)器人：
我國(guó)工業(yè)機(jī)器人需求旺盛，目前采購(gòu)量全球第一，但工業(yè)機(jī)器人的密度不足，工業(yè)機(jī)器人研發(fā)生產(chǎn)的自主能力不足，兩個(gè)不足中蘊(yùn)藏著巨大的發(fā)展空間。
2020年注定是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之年。趁著“新基建”的東風(fēng)，工業(yè)制造在遠(yuǎn)程協(xié)作、云端管理的需求迫切，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的普及將迎來(lái)新的機(jī)遇。
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