左培良 周琴 戴星

摘?要：在智能工廠的發(fā)展中，物聯(lián)網(wǎng)是重要的核心技術(shù)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是如今工廠發(fā)展一種趨勢，也是智能工廠的基本條件。本文對智能制造以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)問題展開了探討和分析，指出了智能工廠中關(guān)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一些問題，并分析了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研究的一些核心問題，希望對國內(nèi)工業(yè)發(fā)展有一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：智能工廠;工業(yè)物聯(lián)網(wǎng);技術(shù)應(yīng)用

智能工廠可以從智能制造、智能產(chǎn)品以及智能管理三個(gè)維度進(jìn)行描述，三個(gè)維護(hù)可以經(jīng)過數(shù)據(jù)的支持實(shí)現(xiàn)交互，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)是智能工廠中的兩方面重要的通信設(shè)施，服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)可以與供應(yīng)商之間進(jìn)行連接，對生產(chǎn)計(jì)劃、資源以及物流等相關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息的集成，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)則是支持各類設(shè)備以及產(chǎn)品的互通互聯(lián)，借助信息通行實(shí)現(xiàn)與空間的集成。

一、智能工廠中的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

（一）工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)的底端，借助現(xiàn)場總控網(wǎng)絡(luò)，對工業(yè)環(huán)境中數(shù)據(jù)進(jìn)行感知并且完成命令下發(fā)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器網(wǎng)絡(luò)用靈活組網(wǎng)以及通信優(yōu)勢，與總線網(wǎng)絡(luò)是共存的，在工業(yè)控制中可以發(fā)揮出不可忽視的作用。與以往的物聯(lián)網(wǎng)不同，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中加入工業(yè)企業(yè)的各類服務(wù)器以及系統(tǒng)，一方面可以對實(shí)時(shí)性的控制命令進(jìn)行快速地決策，另一方面可以借助數(shù)據(jù)庫將底端數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層。數(shù)據(jù)的處理要借助互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳動(dòng)。對工業(yè)生產(chǎn)的流程展開全面的監(jiān)控，并對設(shè)備的信息進(jìn)行有效的跟蹤。[1]

（二）智能制造對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的要求

在智能工廠中諸多的終端設(shè)備，比如移動(dòng)機(jī)器人，就是有一定隨機(jī)移動(dòng)能力的設(shè)備，雖然是在工程中的固定設(shè)備，也是在一個(gè)時(shí)段中產(chǎn)生不同的加工情況。這些設(shè)備的信道環(huán)境以及業(yè)務(wù)模式，是隨著節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)發(fā)生改變的。[2]在智能工程中傳感器網(wǎng)絡(luò)是非常復(fù)雜的，其中有大量的節(jié)點(diǎn)存在，對不同參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖占瑢⑿畔⒁罁?jù)重要性分成不同優(yōu)先級，工業(yè)數(shù)據(jù)的傳輸需要一定的可靠性以及實(shí)時(shí)性，現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)監(jiān)測實(shí)效性則是在1S以上。另外是成千上萬在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中分布的傳感器，時(shí)刻產(chǎn)生著大量的數(shù)據(jù)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的處理任務(wù)就是將信息收集，然后是借助數(shù)據(jù)挖掘等先進(jìn)的技術(shù)，在其中提取到有效的信息。

二、智能制造環(huán)境下工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心問題

（一）全互聯(lián)制造網(wǎng)絡(luò)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)就是互通互聯(lián)，為了達(dá)到智能制造的目的，網(wǎng)絡(luò)需要對不同的設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，如今缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的操作信息交換協(xié)議。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中收集到的信息往往是鼓勵(lì)的以及封閉的，這對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大范圍應(yīng)用是有一定影響的。因此要找到合適的解決方案，對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。初期數(shù)據(jù)的融合是針對傳感器，解決的是異構(gòu)傳感器的互聯(lián)。[3]如今來看信息融合體現(xiàn)的是多層次以及多角度的數(shù)據(jù)處理過程，并且包括數(shù)據(jù)的多源檢測以及估計(jì)。

（二）工業(yè)無線通信

工業(yè)領(lǐng)域的無線通信，需要部署靈活，成本低廉，便于進(jìn)行維護(hù)以及維修。無線通信為諸多的智能設(shè)備以及自動(dòng)化設(shè)備提供無線鏈接以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在一定的條件下無線通信可以彌補(bǔ)有線網(wǎng)絡(luò)的不足。在工業(yè)中的無線通信，如今來看有針對藍(lán)牙技術(shù)的，設(shè)計(jì)出鏈路負(fù)載調(diào)整算法，讓通信的質(zhì)量的測定了改善。也有人提出了基于WiFi的監(jiān)測技術(shù)，通過WiFi來實(shí)現(xiàn)無線傳感器與分析終端之間的相互連接。以往的通信技術(shù)在很長一段時(shí)間內(nèi)滿足工業(yè)發(fā)展中的需求，但是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，以往的技術(shù)已經(jīng)是無法滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際建設(shè)需求。

（三）工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)處理

在智能工程中，底端設(shè)備是數(shù)據(jù)的主要來源，時(shí)刻產(chǎn)生大量的感知數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的數(shù)量大，還是從不同的設(shè)備中產(chǎn)生的，在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臈l件以及現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，受到硬件以及工藝等因素的影響，讓不同的設(shè)備數(shù)據(jù)得到有效的處理，找到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的指導(dǎo)信息，

（四）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的安全性

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)階段智能工廠建設(shè)的重要內(nèi)容，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的信息安全是至關(guān)重要的，涉及到數(shù)據(jù)的感知層，應(yīng)用層以及傳輸層的信息安全。其中工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)主要是源自于感知層，安全性主要是涉及到數(shù)據(jù)的完整性以及保密性，對于硬件上的一些漏洞，是要堅(jiān)決避免的，在傳輸層中信息海量的，身份認(rèn)證、密鑰協(xié)議、機(jī)密性等諸多的方面都是影響到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全性。應(yīng)用層分析大量的數(shù)據(jù)，在處理以及應(yīng)用數(shù)據(jù)中需要嚴(yán)密的保護(hù)技術(shù)，加密技術(shù)不斷更新，同態(tài)加密成為重要的技術(shù)發(fā)展方向。

三、結(jié)論

總之，工業(yè)化發(fā)展在現(xiàn)階段已經(jīng)進(jìn)入到新的時(shí)期，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)成為工業(yè)發(fā)展的一種趨勢，也是智能工廠中的重要部分。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以解決設(shè)備的互聯(lián)互通問題，在設(shè)備的監(jiān)控以及自動(dòng)化操作方面，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)起到非常重要的作用，也是讓工業(yè)生產(chǎn)的整體水平實(shí)現(xiàn)了提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]喬宇.共創(chuàng)物聯(lián)世界?洞見智能未來——訪研華（中國）有限公司工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)群中國區(qū)總經(jīng)理蔡奇男先生[J].電氣時(shí)代，2018（10）：8-10.

[2]羅克韋爾.自動(dòng)化利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將制造決策時(shí)間從數(shù)小時(shí)縮短至幾毫秒[J].智慧工廠，2017（10）：10.

[3]特約記者.基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能制造技術(shù)體系——訪中科院沈陽自動(dòng)化研究所劉意楊副研究員[J].中國儀器儀表，2016（10）：33-34.