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        互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動化中的應用研究

        2025-03-27 00:00:00翟志強?王軍
        中國新通信 2025年3期
        關(guān)鍵詞:互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改進策略

        摘要:互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以幫助企業(yè)更好地管理設備、優(yōu)化生產(chǎn)線、升級工藝,實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全面監(jiān)測和控制。鑒于此,本文重點探究互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動化領(lǐng)域的具體應用,如提升生產(chǎn)效率、產(chǎn)品信息化、安全生產(chǎn)和節(jié)能減排等方面。同時,文章也指出了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用中存在的問題,如系統(tǒng)復雜性、設備兼容性、技術(shù)創(chuàng)新與人才不足等,并提出了相應的改善措施,包括完善技術(shù)應用制度、優(yōu)化技術(shù)解決方案和打造專業(yè)團隊。

        關(guān)鍵詞:互聯(lián)網(wǎng)技術(shù);工業(yè)自動化;應用問題;改進策略

        一、引言

        當前,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已廣泛應用到社會生產(chǎn)活動中。在工業(yè)自動化領(lǐng)域應用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以進一步推動工業(yè)數(shù)字化和智能化發(fā)展。

        二、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

        互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域具有相同的概念實質(zhì),可以在工業(yè)和企業(yè)領(lǐng)域整合各項生產(chǎn)運行和經(jīng)營管理活動,達成資源共享目標,形成工業(yè)生態(tài),推動傳統(tǒng)業(yè)務和企業(yè)的創(chuàng)新與轉(zhuǎn)型[1]。

        在技術(shù)發(fā)展趨勢方面,主要涉及三個發(fā)展階段,其模式由垂直封閉型轉(zhuǎn)變?yōu)樗介_放型:首先,垂直封閉發(fā)展,主要特征是獨立運行,各類應用不僅能夠獨立工作,且具有相對應的終端和系統(tǒng);其次,水平化發(fā)展,主要特征是資源共享,具有能夠標準化接入不同業(yè)務終端、融合各類數(shù)據(jù)的終端層,平臺層不僅可以統(tǒng)一匯集各類數(shù)據(jù),還可以共享各類資源;最后,二次水平化發(fā)展,主要特征是開放,在計算技術(shù)和智能技術(shù)的支持下,終端層可具有更多樣的功能。在大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)的支持下,平臺層除了能處理分析數(shù)據(jù)外,還可以共享復用數(shù)據(jù)。

        三、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動化中的實際應用

        (一)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域

        科學技術(shù)加快了互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)制造業(yè)的發(fā)展速度,同時也拓展了其應用范圍。工業(yè)生產(chǎn)制造業(yè)想要達成高效生產(chǎn)運營目標,就要重點提升生產(chǎn)設備運行效率?;谠O備實情的深入了解,通過與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效整合,能夠確保設備高效運行,從而實現(xiàn)高效生產(chǎn)目標,為生產(chǎn)制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定基礎。例如,在通信網(wǎng)絡技術(shù)的支持下,鋼鐵企業(yè)通過配合使用傳感器技術(shù)于生產(chǎn)作業(yè)中,可以實時監(jiān)控產(chǎn)品加工參數(shù),如溫度、厚度和寬度,精確控制質(zhì)量,從而推動生產(chǎn)流程的優(yōu)化與高效運轉(zhuǎn),推動工業(yè)自動化生產(chǎn)的進一步發(fā)展,幫助企業(yè)更好地控制生產(chǎn)成本[2]。

        智能傳感器為工業(yè)自動化提供了關(guān)鍵支撐,將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入數(shù)字化工廠,配合使用相關(guān)設備,是發(fā)展智能工業(yè)的有效途徑,有助于企業(yè)對產(chǎn)銷流程和生產(chǎn)過程的全面把控,降低人資需求,提供更精準、更合理的生產(chǎn)信息和生產(chǎn)過程規(guī)劃。在“智慧工廠”中,通過整合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),企業(yè)只需配合使用傳感器,如無線感測等設備,就能夠從硬度、顏色、味道等多個維度,精準測量和把控產(chǎn)品質(zhì)量,有效彌補傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)存在的不足。此外,互聯(lián)網(wǎng)還帶來了新的工廠維護模式,簡而言之,能夠幫助企業(yè)在了解設備運行狀況的基礎上,確定需要維護的具體時間。據(jù)報告,該操作能夠增加9%的設備運行時間,節(jié)省12%的成本,且安全性、健康性更高,可以增加20%的老化資產(chǎn)使用期限[3]。

        (二)產(chǎn)品信息化領(lǐng)域

        在日益激烈的市場競爭中,產(chǎn)品生產(chǎn)制造商目前從原產(chǎn)地、采集時間、安全信息等方面,不斷加大對產(chǎn)品的了解需求。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下,企業(yè)可以信息化監(jiān)控整個產(chǎn)品流通過程,體現(xiàn)了工業(yè)自動化目前追求的新發(fā)展方向,是拓展產(chǎn)品市場份額的關(guān)鍵舉措。

        互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還具有流程追蹤功能,可以在有效記錄的基礎上,達成產(chǎn)品信息化管理的目標,使消費者可以對其各項生產(chǎn)信息進行全面、快速、便捷的查詢。這也是產(chǎn)品工業(yè)化最重要、最有效的消費者服務體現(xiàn)和智能化生產(chǎn)模式。例如,汽車制造領(lǐng)域常用的數(shù)字孿生技術(shù)。工程師通過合理應用該技術(shù),可以在免去現(xiàn)場使用車輛的情況下,獲得更動態(tài)、全面的車輛數(shù)據(jù)和變量數(shù)據(jù)[4]。

        (三)安全生產(chǎn)領(lǐng)域

        若不能確保工業(yè)生產(chǎn)的安全性,就無法保障人員的生命安全,進而給企業(yè)帶來嚴重損失。因此,在新時代背景下,企業(yè)想要確保工業(yè)生產(chǎn)安全,就要采用互聯(lián)網(wǎng)自動化管理模式。工業(yè)安全體系涵蓋兩大關(guān)鍵環(huán)節(jié):一是機械安全,二是過程安全。前者主要依賴于各種設備的運用,如安全按鈕、安全門、傳感器、安全通信網(wǎng)絡(如安全總線)以及安全可編程邏輯控制器等先進技術(shù)。過程安全管理的核心在于機械設備的安全運行、員工的安全操作,以及安全的工作環(huán)境。追求生產(chǎn)效率與保證安全之間,務必在持續(xù)作業(yè)的同時,精心構(gòu)建并嚴謹執(zhí)行安全規(guī)定和應急響應計劃。在當前工業(yè)生產(chǎn)中,安全儀表系統(tǒng)(SIS)的廣泛應用不可或缺,其核心目標是確保機械設備穩(wěn)定運作和工藝過程安全無虞。精通并持續(xù)監(jiān)控DCS系統(tǒng)的核心指標,實時向安全管理人員推送精確的生產(chǎn)數(shù)據(jù),直接保障了生產(chǎn)控制網(wǎng)絡的平穩(wěn)運作,從而大幅強化了工業(yè)生產(chǎn)過程中的自動化安全系數(shù)。工業(yè)自動化企業(yè)采用上述措施,不僅可以有效避免生產(chǎn)安全問題,還可以減少安全控制支出,避免正常生產(chǎn)受事故和安全隱患影響[5]。此外,在安全管理過程中,企業(yè)在運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的同時,還要對各生產(chǎn)流程進行細分,在此基礎上開展智能化生產(chǎn)風險識別工作,運用具有安全管理功能的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),為工作人員、整體生產(chǎn)提供安全保障和質(zhì)量保障,從而獲得預期的安全管控效果。例如,目前部分行業(yè)的主要成本因素,為避免產(chǎn)品損壞給企業(yè)帶來巨大損失,此類行業(yè)的大部分企業(yè)紛紛開始采用 llot傳感器和軟件,主要目的是追蹤產(chǎn)品環(huán)境。llot可以從溫度、移動和溢出等方面,對設施、運輸過程和當?shù)毓痰牟糠殖R娨蛩剡M行跟蹤。

        (四)節(jié)能減排領(lǐng)域

        隨著工業(yè)發(fā)展進程的不斷加快,為了確保工業(yè)自動化企業(yè)的長久發(fā)展,就需要將環(huán)保節(jié)能政策落實到整個生產(chǎn)過程中,做到節(jié)能減排。為此,工業(yè)生產(chǎn)在追求經(jīng)濟效益的同時,也要具備可持續(xù)發(fā)展觀,并以該理念為自身發(fā)展的重點。同時,企業(yè)也要基于節(jié)能減排理念組織生產(chǎn)活動,致力于構(gòu)建協(xié)同發(fā)展的社會和經(jīng)濟效益關(guān)系,持續(xù)踐行企業(yè)環(huán)保責任。工業(yè)企業(yè)要想利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決實際生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染問題,并達成節(jié)能減排目標,就要在生產(chǎn)設備中整合物聯(lián)網(wǎng)傳感器,以及邊緣計算、大數(shù)據(jù)分析、安全加密通信等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),如此才能夠?qū)?nèi)部污染來源與環(huán)境污染狀況進行動態(tài)監(jiān)控和系統(tǒng)檢測,為節(jié)能減排目標的實現(xiàn)創(chuàng)造有利條件,也可以為工業(yè)企業(yè)的發(fā)展提供穩(wěn)定、可靠的保障,促使企業(yè)采用環(huán)保效益更高的工業(yè)自動化發(fā)展策略。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下,企業(yè)可以大幅降低生產(chǎn)污染,推動環(huán)保行動監(jiān)管機制在整個生產(chǎn)過程中的落實,凸顯節(jié)能減排的重要作用,進而為工業(yè)自動化企業(yè)提供有力的可持續(xù)發(fā)展支持,幫助其達成環(huán)境保護目標。

        四、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動化中的問題

        工業(yè)自動化企業(yè)需要采集、傳輸、分析、存儲的敏感數(shù)據(jù)眾多。若出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄露情況,會給企業(yè)帶來嚴重損失。因此,企業(yè)在工業(yè)自動化領(lǐng)域整合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的同時,首先要解決數(shù)據(jù)安全問題,并應用更安全的數(shù)據(jù)保護機制。

        (一)系統(tǒng)復雜性

        隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,工業(yè)自動化領(lǐng)域出現(xiàn)了更為復雜的應用系統(tǒng)。從底層架構(gòu)整合開發(fā)出成套系統(tǒng)是最優(yōu)的技術(shù)路徑,但是這樣的話,之前已有的各類系統(tǒng)將面臨淘汰,所以開發(fā)出兼容當前各類自動化系統(tǒng)的標準接口成為關(guān)鍵。為了打通各個平臺,達成數(shù)據(jù)共享、聯(lián)動操作目標,就要在各系統(tǒng)中整合多種協(xié)議和不同的技術(shù)路徑,因此系統(tǒng)的開發(fā)、調(diào)試和維護難度更高。所以,在整合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的同時,企業(yè)也要采取有效措施應對系統(tǒng)復雜度問題。

        (二)設備兼容性

        各類設備制造商生產(chǎn)出了差異化的軟、硬件,因此無法確保各類硬件設備或軟件系統(tǒng)在實際應用期間的兼容性。為了避免該問題,企業(yè)要采用標準化接口API,盡量采用性能參數(shù)相同的設備和具備標準化接口的管理系統(tǒng),才能達成設備互操作目標。如此才能夠提升整個自動化工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中各類軟硬件的靈活性、替換性、兼容性。

        (三)技術(shù)創(chuàng)新和人才不足

        隨著時代發(fā)展,新興技術(shù)層出不窮,特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日新月異、突飛猛進,企業(yè)也要建立與時俱進的技術(shù)儲備和人才培養(yǎng)制度。但是,大部分企業(yè)目前存在人才不足、技術(shù)滯后等問題,對整個制造業(yè)的發(fā)展造成了影響。

        五、互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)自動化應用中的改善措施

        (一)健全互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用制度

        工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域目前正在不斷加大互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用范圍,該技術(shù)為工業(yè)自動化提供了重要的發(fā)展動力。然而,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在該領(lǐng)域的發(fā)展時間不長,制度尚不完善,難以達到理想的應用效果,甚至會阻礙工業(yè)自動化發(fā)展。為此,工業(yè)自動化企業(yè)要結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用實情和目標,制定完善的制度、良好的應用標準、合理的應用要求,從而確保互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用效果。同時,企業(yè)也要制定健全的管理制度,細化各部門的崗位職責,以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心,制定相匹配的追溯機制和問責機制,如網(wǎng)絡信息安全投訴、舉報制度等,發(fā)揮制度對技術(shù)應用和員工行為的約束與規(guī)范作用,從而避免不合規(guī)、不可控應用行為的出現(xiàn),充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對工業(yè)生產(chǎn)的推動作用,確保互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。此外,工業(yè)自動化企業(yè)也要從應用范圍和條件方面,建立互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用制度標準和技術(shù)體制,從而確?;ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的規(guī)范應用。同時,主動借鑒國外成功的應用經(jīng)驗,不斷研發(fā)創(chuàng)新更具實用性和適用性的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),從而確保其在工業(yè)自動化領(lǐng)域的整合效果。

        (二)完善互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案

        首先,持續(xù)優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)。對于工業(yè)生產(chǎn)型企業(yè)來說,監(jiān)控系統(tǒng)是最基礎的互聯(lián)網(wǎng)應用,只有運用具備大數(shù)據(jù)分析、AI行為檢測等新興技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng),才能幫助企業(yè)更有效監(jiān)控整個生產(chǎn)過程。例如,當下監(jiān)控系統(tǒng)中融入的AI數(shù)據(jù)分析能力,能有效提醒管理者避免隱患的事故化發(fā)展。其次,改革監(jiān)測功能體系。工業(yè)自動化企業(yè)通過采用近些年熱門的太陽能、無線傳感器的供電和控制系統(tǒng),智能化監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)過程,獲取自身所需的生產(chǎn)數(shù)據(jù),可以在數(shù)據(jù)分析處理的基礎上,形成自動優(yōu)化的管理機制。這說明,持續(xù)改革監(jiān)測功能,可以給企業(yè)帶來更多可靠、有價值的數(shù)據(jù)。最后,除了硬件技術(shù)外,企業(yè)通過對傳感器算法的動態(tài)更新和持續(xù)優(yōu)化無線傳感網(wǎng)絡系統(tǒng),可以獲得更精確和高效的自動化系統(tǒng)平臺能力。

        (三)打造互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用團隊

        互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在計算機技術(shù)的基礎上發(fā)展出來,融合了通信技術(shù)和傳感器技術(shù)的信息技術(shù)范疇,具有現(xiàn)代化特點,是未來信息社會的發(fā)展趨勢。我國對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用起步較晚,在工業(yè)自動化領(lǐng)域中的應用并不久,就算制定了完善、科學的應用制度和應用方案,若缺乏專業(yè)技術(shù)人員的支持,工業(yè)自動化企業(yè)也難以達到理想的效果,還會導致該技術(shù)失去原有價值,不利于達成既定、預期的目標和效果,甚至不利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。所以,工業(yè)自動化企業(yè)要為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用提供可靠的人力支持和保障,為技術(shù)人員和工作團隊提供互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)培訓,不斷提升其理論儲備和技能水平,從而確?;ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的應用效果。

        六、結(jié)束語

        總的來說,社會經(jīng)濟的高速發(fā)展為科學技術(shù)進步提供了重要的物質(zhì)基礎,而科學技術(shù)進步又能夠反哺社會的高質(zhì)量發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是數(shù)字浪潮下,工業(yè)體系和互聯(lián)網(wǎng)體系深度融合的產(chǎn)物,是新一輪工業(yè)革命的關(guān)鍵支撐,通過推進數(shù)據(jù)驅(qū)動的質(zhì)量變革、效率變革、動力變革,帶動全要素生產(chǎn)率提高,實現(xiàn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。目前,工業(yè)自動化企業(yè)通過應用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得了一定成效,然而在邊緣計算、人工智能、大數(shù)據(jù)分析、應用平臺建設方面仍然有待提升。為此,工業(yè)自動化領(lǐng)域要充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在生產(chǎn)制造、節(jié)能減排和經(jīng)營管理等環(huán)節(jié)的應用優(yōu)勢,從而確保我國作為制造業(yè)強國長久穩(wěn)定發(fā)展。

        作者單位:翟志強 王軍 中國電信股份有限公司天津分公司

        參考文獻

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        [2]李會蘭.嵌入式Internet互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用及研究[J].長江信息通信,2022,35(2):103-105.

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