上海眾達信息產業(yè)有限公司 姚鐘麟

伴隨著信息技術的不斷升級和發(fā)展，物聯(lián)網實現(xiàn)了各個行業(yè)的交叉互聯(lián)，能搭建更加合理且完整的工業(yè)現(xiàn)代化支撐結構，提升信息交互和數據傳輸的規(guī)范性水平，共同組成良好的工業(yè)運營空間，實現(xiàn)經濟效益和社會效益的雙贏。

一、工業(yè)物聯(lián)網技術概述

（一）基本架構

工業(yè)物聯(lián)網技術體系在實際應用中，基于M2M的架構模式應用最為廣泛，主要組成層級分為感知層、網絡層和應用層，涉及智能物流、智能工業(yè)自動化控制，甚至在國防軍事中也有所涉獵。

（二）技術要點

1.傳感器技術

在工業(yè)物聯(lián)網體系中，傳感器技術是最為關鍵且基礎的技術模型之一，借助傳感器打造更加智能且高效地交互模式，維持信息和數據的兼容性，并且智能信息采集工作也在不斷升級，能為工業(yè)物理網技術應用方案的全面進步提供保障。

2.設備兼容技術

一般而言，企業(yè)工業(yè)物聯(lián)網技術體系都是基于原有的工業(yè)系統(tǒng)建立兼容性更強的物聯(lián)網控制模式，在這個過程中，兼容性的優(yōu)劣就是評估物聯(lián)網應用效果的主要指標。在我國，較為常見的兼容模式就是協(xié)議和OPC協(xié)議等，能在應用過程中兼顧傳感器的兼容性，并且打造完整的控制模式，對應廠商也針對協(xié)議對控制器和傳感器予以研發(fā)處理[1]。

3.智能網絡技術

網絡技術方案主要分為有線網絡和無線網絡。工業(yè)無線傳感器網絡模式是借助無線傳感器完成的數據傳輸和組網管理，從而保證功能擴展效果切實有效，打造更加完整的信息交互處理機制。而對應的有線網絡技術，無論是技術方案還是應用狀態(tài)都較為成熟，實現(xiàn)了不同運用場景的驗證分析。

4.信息處理技術

在工業(yè)信息全面增多的背景下，要對工業(yè)生產中產生的大數據予以合理歸類管理。針對大數據的處理方式較多，利用用戶行為建模分析以及環(huán)境數據對比分析都是較為有效的處理機制，能打造更加和諧的人機互動、人人互動、機機互動體系，著重反映出工業(yè)生產過程中的細節(jié)變化情況，確保工業(yè)策略和指導工作等順利落實。

二、工業(yè)物聯(lián)網技術具體應用

基于信息化數據應用模式，匹配信息化專家、自動化智能設備后，共同打造更加和諧的智能工業(yè)化升級方案，確保工業(yè)企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃和實際管理相匹配。

（一）打造安全工業(yè)環(huán)境

為了順應工業(yè)物聯(lián)網技術的應用要求，要匹配對應的元件和物聯(lián)網控制模塊，保證相關工作都能順利落實，提升聯(lián)結裝置的應用效率。在企業(yè)工廠內安裝危險源感知測試裝置，建立工業(yè)現(xiàn)場分布式信息系統(tǒng)，從而保證信息收集和統(tǒng)一匯總的規(guī)范性[2]。并且，借助系統(tǒng)就能實時監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場的可燃性氣體、粉塵濃度等參數，以保證綜合分析管控的規(guī)范性。例如，若是現(xiàn)場出現(xiàn)危險，借助聲光控制元件、PC以及移動終端，就能及時完成信息匯總分析，從而在一定程度上減少現(xiàn)場事故的危害。

另外，在建立分布式監(jiān)測點預警機制的過程中，能對工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境予以實時監(jiān)督和管理，若是預測工業(yè)現(xiàn)場區(qū)域可能會出現(xiàn)危險或者是安全隱患，就會借助聲光短信及時通知相關搶修人員，保證智能物聯(lián)網技術并行環(huán)境中能有效利用自動控制模塊，對現(xiàn)場的氣源和通風設備予以智能化啟停[3]。

（二）落實預測性維護

為了保證設備管理工作的基本水平，減少故障問題對其綜合應用產生的影響，要打造更加合理且可靠性、穩(wěn)定性高的預測性維護項目管理模塊，以保證相關工作都能順利開展。圖1為某石化企業(yè)塑料事業(yè)部設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)圖，通過該系統(tǒng)實現(xiàn)重要設備健康狀態(tài)的實時數據采集，為技術人員在線診斷提供及時可靠的信息，為實現(xiàn)設備狀態(tài)實時監(jiān)控、預防性維護及數據深度分析奠定基礎。健康狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)基于現(xiàn)場無線網絡通過OPC協(xié)議傳送的現(xiàn)場設備運行狀態(tài)數據分析及預警，為設備技術人員提供實時在線數據支持及分析，從而提高整個塑料部設備可用率及可靠性。該系統(tǒng)包括裝置和工業(yè)平臺構建的相關信息，保證設備的健康管理預測性維護系統(tǒng)的合理性。利用旋轉機械故障診斷和往復式機械故障診斷、模擬狀態(tài)分析診斷、振動與噪聲分析診斷等模塊，就能更好地提升設備管理效率，減少設備故障問題對工業(yè)物聯(lián)網技術產生的影響。

圖1 基于工業(yè)物聯(lián)網的設備管理平臺

（1）邊緣計算模塊。主要是提取故障特征值，并且配合機械物理信號預處理實現(xiàn)綜合管理，同時也能實現(xiàn)設備數據時域分析和設備數據小波分析，保證計算結果能為物聯(lián)網實時性應用管理提供保障[4]。

（2）信號采集和信息數據處理模塊主要是應用對應的元件完成信息的集中管理。

（3）傳感器匹配模塊可適配不可廠家的振動、溫度、壓力等傳感器，從而減少投資，保障系統(tǒng)的兼容性。

（4）專家?guī)旌凸收献R別模塊要結合狀態(tài)識別和專家系統(tǒng)建立故障問題的集中分析，并且有效維持工業(yè)物聯(lián)網技術應用的規(guī)范性，打造更加完整的信息管控平臺。與此同時，配合機械設備自回歸模型實現(xiàn)實時監(jiān)督。

（5）網絡傳輸主要是建立工業(yè)通訊單元、網絡安全監(jiān)管單元以及網絡發(fā)布管理單元。

（6）云服務模塊使用云存儲技術實現(xiàn)大數據的預測維護分析以及設備的健康管理。

（三）“軟件+機器”工業(yè)模式

在工業(yè)物聯(lián)網技術體系中，能真正意義上實現(xiàn)柔性制造線的管理，借助對應的關鍵系統(tǒng)就能替代超過60%的人力作業(yè)，配合加工中心、自動化物流技術以及信息控制軟件技術等維持綜合管理的效果。

與此同時，實現(xiàn)“機器人+視覺”處理系統(tǒng)，也能為工業(yè)物聯(lián)網技術方案中建立物流自動化產品管理機制提供保障。

（四）數據可視化模式

對于工業(yè)物聯(lián)網技術發(fā)展工作而言，建立完整的數據分析和信息交互平臺，能為工業(yè)企業(yè)領導層作出更加合理高效地決策提供保障，打造精準管理模式，配合實時性OEE以及MES等單元，打造完整的可視化控制平臺，優(yōu)化技術應用效果。

第一，生產管理。主要是對設備在線進度以及對應的派工、排程等環(huán)節(jié)予以分析，建構完整的資源管理機制，維持綜合管控效果。并且能建立上下線回報單元和過程數量匯總單元，及時管理進度[5]。

第二，系統(tǒng)資源管理。要匹配資源應用率的分析和管控工序，及時進行設備預測維護和系統(tǒng)資源實時性監(jiān)督等。

第三，建構生產數據云端整合分析模式，確保智慧預測的規(guī)范性。例如，廠務能源管理、設備自動化、設備監(jiān)視診斷和效益優(yōu)化、MES整合、機臺監(jiān)診和預防保養(yǎng)等，共同實現(xiàn)生產應用管理結構。

第四，建立智慧工廠模式。（1）實現(xiàn)端對端集成處理，配合產品全生命周期，維持獨立產業(yè)鏈，一般呈現(xiàn)出網狀結構，應用和實現(xiàn)存在一定的難度。（2）實現(xiàn)橫向集成處理，從企業(yè)所在的產業(yè)鏈入手，確保能更好地維系企業(yè)——供應商——經銷商——客戶的產業(yè)鏈條，維持數字化產業(yè)鏈應用效果。（3）實現(xiàn)縱向集成，從企業(yè)邊界入手，打造更加合理的智能化處理模式，維持數字化企業(yè)和智能化工業(yè)發(fā)展的平衡[6]。

三、工業(yè)物聯(lián)網技術應用前景

伴隨著物聯(lián)網技術的不斷發(fā)展和進步，工業(yè)物聯(lián)網應用模式也將實現(xiàn)多元發(fā)展目標，建構更加合理且高效地應用體系，從而提升經濟效益。

（一）生產過程工藝優(yōu)化

將物聯(lián)網技術全面應用在工業(yè)體系中，不僅能對常規(guī)化運營予以管理，還能將其應用在生產過程中，匹配數據監(jiān)測模塊、數據采集和生產過程監(jiān)測模塊，維持更加合理的資源應用結構。提升人力資源利用率的同時，還能減少生產過程中資源的浪費，為成本優(yōu)化提供保障。生產過程中，借助物聯(lián)網技術進行全方位監(jiān)督管理，可保證生產過程更加優(yōu)化。

（二）制造業(yè)供應鏈智能化管理

在工業(yè)物聯(lián)網技術中融合大數據挖掘技術，能更好地掌握相關產品的基礎信息，配合物聯(lián)網信息管理模式，有效制定預測分析方案，預測商品價格的市場走向以及市場供應要求，保證客戶滿意度得以提升。工業(yè)物聯(lián)網技術的推廣，能為制造業(yè)供應鏈體系的全面發(fā)展提供支持。

（三）環(huán)保監(jiān)測

工業(yè)發(fā)展和環(huán)保管理工作一直受到廣泛關注，借助物聯(lián)網技術能建構完整的產業(yè)鏈管理結構，將物聯(lián)網技術和環(huán)保設備予以實時互聯(lián)，就能對企業(yè)生產產生的有害物質以及排放量等予以實時性監(jiān)測分析，減少環(huán)境污染問題造成的負面影響。

四、結束語

工業(yè)物聯(lián)網技術的全面推廣和應用具有非常重要的時代意義和價值，要著重發(fā)揮各個模塊的應用優(yōu)勢，共同引領工業(yè)向智能化、現(xiàn)代化、數字化發(fā)展，在科研技術和管理水平全面進步的同時，實現(xiàn)經濟效益、環(huán)保效益、社會效益的共贏。