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伴隨著制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的逐步深入,物聯(lián)網(wǎng)在推動(dòng)智能制造轉(zhuǎn)型中的作用日益凸顯。
以仿生學(xué)的觀點(diǎn)來看,物聯(lián)網(wǎng)就像工業(yè)系統(tǒng)的神經(jīng)系統(tǒng)一樣,通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接在工業(yè)系統(tǒng)中的各個(gè)終端,再利用傳感器、嵌入式芯片等對工業(yè)生產(chǎn)過程中的各種關(guān)鍵設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,然后通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接到企業(yè)的各種關(guān)鍵設(shè)備上,從而實(shí)現(xiàn)對企業(yè)加速市場決策、優(yōu)化生產(chǎn)過程的滿意度。
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實(shí)質(zhì)上,物聯(lián)網(wǎng)在推動(dòng)智能制造轉(zhuǎn)型過程中扮演著“互聯(lián)”的角色。這是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)有能力使數(shù)據(jù)能夠自由地在工業(yè)系統(tǒng)中流動(dòng),這是因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)能夠使數(shù)據(jù)能夠自由流動(dòng),從而釋放出大數(shù)據(jù)的分析能力和云計(jì)算的計(jì)算能力,從而為制造業(yè)的智能制造轉(zhuǎn)型奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
為了滿足制造企業(yè)的需求,物聯(lián)網(wǎng)所能提供的基本的功能是工業(yè)設(shè)備互聯(lián),使各工業(yè)設(shè)備通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、狀態(tài)感知和交互。
在將物聯(lián)網(wǎng)融入工業(yè)應(yīng)用場景之后,制造業(yè)可以從這些方面提高生產(chǎn)效率:
預(yù)測性維護(hù),減少停機(jī)時(shí)間。它通過將狀態(tài)感知芯片嵌入設(shè)備,通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)采集和定期反饋設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù),通過分析采集的數(shù)據(jù)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),做好設(shè)備的預(yù)測性維護(hù)維護(hù),有效地避免非計(jì)劃停機(jī)對生產(chǎn)效率的影響。
目前,各國制造業(yè)在經(jīng)濟(jì)全i球化與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的雙重驅(qū)動(dòng)下,面臨前所i未有的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。要想在日益激烈的競爭中立于不敗之地,企業(yè)必須重新規(guī)劃自己的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu),通過智能化手段降低運(yùn)營成本,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。而物聯(lián)網(wǎng)作為推動(dòng)工業(yè)智能化的關(guān)鍵技術(shù),可以有效地支撐這個(gè)過程。
互聯(lián)網(wǎng)概念
物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的一種延伸,是物物聯(lián)結(jié),它利用局域網(wǎng)或因特網(wǎng)等通信技術(shù),將傳感器、控制器、機(jī)器、人、物等通過新的連接方式連接起來,實(shí)現(xiàn)對人、物、物、物的信息化管理和遠(yuǎn)程控制。
以智能公交為例,加深對物聯(lián)網(wǎng)概念的認(rèn)識。如今,許多城市居民的智能手機(jī)里都安裝了“掌上公交” APP,利用手機(jī)隨時(shí)隨地可以查詢每輛公交車當(dāng)前到站信息,這是一種典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
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網(wǎng)絡(luò)與傳感器技術(shù)有助于城市更好的重建。
一段時(shí)間以來,感應(yīng)器裝置幫助監(jiān)測城市對環(huán)境的影響,收集了污水、空氣質(zhì)量和垃圾的詳細(xì)資料。近來,空氣污染已經(jīng)成為倫敦、巴黎和羅馬等城市的一大痛點(diǎn),在那里,空氣污染常常被視為影響今天健康的嚴(yán)重的環(huán)境問題之一。
城市受天氣影響,城市依靠橋梁和重要道路連接,并連接到大陸,因此需要謹(jǐn)慎監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù),以便整個(gè)城市的商業(yè)和人員都能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。事實(shí)上,無線物聯(lián)網(wǎng)橋接傳感器可以被用來橋梁運(yùn)行狀況的方方面面。通常會(huì)收集有關(guān)振動(dòng)、壓力、濕度和溫度的數(shù)據(jù),這樣他們就能對災(zāi)害提供預(yù)警,這不僅能避免潛在的災(zāi)害,而且能為當(dāng)?shù)毓?jié)約資金。將傳感器數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器進(jìn)行處理和分析。這一信息使公路工作人員可以在惡劣天氣條件下優(yōu)先進(jìn)行維修,這將導(dǎo)致將近四分之一的交通事故。
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物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還幫助人們了解并了解個(gè)人能源和資源的使用情況。智能表為城市居民提供了其自身能量消耗的透明數(shù)據(jù),這已被證明能夠降低能耗?,F(xiàn)在,聯(lián)網(wǎng)的智能溫控器也可以被用來與供暖系統(tǒng)集成,根據(jù)能源成本的波動(dòng)來決定何時(shí)開啟供暖系統(tǒng)。另外,智能物聯(lián)網(wǎng)水資源管理傳感器還可以與數(shù)據(jù)分析程序結(jié)合起來,讓消費(fèi)者更多地了解自己的用水情況。事實(shí)證明,改進(jìn)可視性的設(shè)備可以節(jié)約資金,同時(shí)還能節(jié)約日益稀缺的資源。
為何要說物聯(lián)網(wǎng)呢?
回憶起剛上大學(xué)的節(jié)課,老師問我們:你為什么要主修物聯(lián)網(wǎng)?了解物聯(lián)網(wǎng)的含義嗎?老實(shí)說,沒上過這個(gè)班以前都沒聽說過真正的物聯(lián)網(wǎng)是什么。此時(shí),老師非常簡短地說了一句:物聯(lián)網(wǎng),從字面意義上理解,無非是物物聯(lián)結(jié)互聯(lián)網(wǎng)。例如,在下班的路上,計(jì)算好時(shí)間,在手機(jī)上點(diǎn)一點(diǎn),回到家就可以直接享受一個(gè)熱水澡,省去等候的時(shí)間??傊?,方便了人們的生活。以下是關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)定義的系統(tǒng)概述。
物聯(lián)網(wǎng)是指信息傳感設(shè)備,如射頻識別(RFID)、紅外線傳感器、定位系統(tǒng)、激光掃描器,按照約定的協(xié)議,將任何物體與因特網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,從而實(shí)現(xiàn)對物體的智能識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。
在物聯(lián)網(wǎng)方面, ZigBee的試驗(yàn)將會(huì)大有作為。先解釋一下 ZigBee是怎么來的:它源于蜜蜂八字舞,因?yàn)槊鄯涫窃陲w行和“嗡嗡”飛行時(shí)搖晃翅膀的“”舞蹈,把花粉所在的方位信息傳遞給同伴,因?yàn)槊鄯渚褪峭ㄟ^這種方式構(gòu)成群體之間的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是近距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、自組織、低成本和低復(fù)雜度。適用于自動(dòng)控制及遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域,可嵌入多種設(shè)備。簡單地說, ZigBee是一種廉價(jià)、低功耗的近距離無線組網(wǎng)通信技術(shù)。
IoT的應(yīng)用非常廣泛,但是真正滲透到我們生活的各個(gè)方面的那天,還需要做很多像激光掃描這樣的工作,相信那一天不會(huì)遠(yuǎn)。