工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)都是數(shù)字化在制造中的重要概念,二者之間在概念內(nèi)涵上有很大的相關(guān)性和相似性,但本質(zhì)上說是不同的。
1. 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念來自于物聯(lián)網(wǎng),是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)分支。
物聯(lián)網(wǎng)(IoT,Internet of Things)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代新一代信息技術(shù)的重要組成部分,同時(shí)也是數(shù)字化企業(yè)在信息感知和智能決策方面依賴的核心技術(shù)能力。
物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)“萬物相連的互聯(lián)網(wǎng)”,是互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。
如果說,傳統(tǒng)意義上的互聯(lián)網(wǎng)是解決了人與人之間的連接需求,那么物聯(lián)網(wǎng)則將“人與人”這一限定拓展到了剛大范圍的“物與物”。
更具體來看,物聯(lián)網(wǎng)將各種信息傳感設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò),人、機(jī)、物可以在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中互聯(lián)互通,不僅人可以對(duì)物體進(jìn)行指令控制,物體之間也可以進(jìn)行相互的信息傳達(dá),實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)協(xié)同。
物聯(lián)網(wǎng)的基本特征可概括為整體感知、可靠傳輸和智能處理。
對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)中的終端設(shè)備來說,可以通過傳感器實(shí)時(shí)采集環(huán)境信息,將其轉(zhuǎn)化為可以被計(jì)算處理的數(shù)據(jù)。
這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳達(dá)到遠(yuǎn)程的計(jì)算處理中心,比如,云服務(wù)器;
接著,數(shù)據(jù)在云服務(wù)器中進(jìn)行智能運(yùn)算分析得到有價(jià)值的商業(yè)結(jié)論,或者計(jì)算得到?jīng)Q策指令,通過網(wǎng)絡(luò)將指令傳輸給終端設(shè)備進(jìn)行下一步的自動(dòng)操作。
在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)中,傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別標(biāo)簽、傳感網(wǎng)、嵌入式系統(tǒng)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等是具有代表性的關(guān)鍵技術(shù)。
當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在物流、交通、安防、能源、醫(yī)療、建筑、制造、家居、零售和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用。
在這些行業(yè)中,采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要作用就是為了獲取數(shù)據(jù),然后基于數(shù)據(jù)進(jìn)行決策和控制。
特別地,在制造業(yè)領(lǐng)域,物聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)了面向智能制造數(shù)字化場(chǎng)景的快速發(fā)展,形成了以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為中心的細(xì)分技術(shù)體系。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究是一個(gè)跨學(xué)科的工程,涉及自動(dòng)化、通信、計(jì)算機(jī)以及管理科學(xué)等領(lǐng)域。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用需要解決眾多關(guān)鍵技術(shù)問題。
早在2013年,通用電氣公司就正式提出了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)革命的概念。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是將具有感知、監(jiān)控能力的各類采集、控制傳感器或控制器,以及移動(dòng)通信、智能分析等技術(shù)不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)過程各個(gè)環(huán)節(jié)。
其目的是提高生產(chǎn)制造效率,提高工業(yè)管理水平,在改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)降低生產(chǎn)損耗,實(shí)現(xiàn)真正意義上的“降本增效”。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)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、視覺感知和可編程邏輯控制器等器件組成。感知層一方面可以主動(dòng)采集生產(chǎn)環(huán)境中各種類型的信號(hào),如圖像、溫度、濕度、磁場(chǎng)、聲波、電能量等,另一方面可以接收上層管理系統(tǒng)下達(dá)的操作執(zhí)行,自動(dòng)執(zhí)行具體的工業(yè)操作;
通信層:主要由各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和線路組成,也就是物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)載體,包括有線網(wǎng)絡(luò)通信和無線網(wǎng)絡(luò)通信兩種主要形式。
平臺(tái)層:作用是提供公共的數(shù)據(jù)、知識(shí)和技術(shù)能力。當(dāng)?shù)讓咏K端傳輸?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),并可從中不斷提煉出有價(jià)值的專業(yè)知識(shí)。
應(yīng)用層:主要根據(jù)不同行業(yè)、領(lǐng)域的具體數(shù)字化需求,落地為垂直化的應(yīng)用軟件,通過整合平臺(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,具體技術(shù)形態(tài)有MES系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、智能調(diào)度系統(tǒng)等。
2. 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)
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)。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)涵蓋了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)部分,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是要實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物的全面互聯(lián),追求的是業(yè)務(wù)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,追求的是生產(chǎn)自動(dòng)化。
從技術(shù)架構(gòu)層面看,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)包含了設(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:
設(shè)備層:主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)的初步計(jì)算,同時(shí)接收指令執(zhí)行具體自動(dòng)操作;
網(wǎng)絡(luò)層:主要負(fù)責(zé)信息的傳輸與轉(zhuǎn)發(fā),實(shí)現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與服務(wù)器之間的通信;
平臺(tái)層:集成沉淀了共性的數(shù)據(jù)能力和技術(shù)能力,為前端細(xì)分的工業(yè)數(shù)字化需求提供敏捷、柔性的響應(yīng)能力和試錯(cuò)能力,例如大數(shù)據(jù)平臺(tái)、服務(wù)器編排平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)定義平臺(tái)、設(shè)備管理平臺(tái)等;
軟件層:是工業(yè)數(shù)字化場(chǎng)景的技術(shù)產(chǎn)品載體,包括生產(chǎn)過程自動(dòng)化和管理決策智能化的信息系統(tǒng),如CAD、MES、SCADA、ERP、DCS、PLM等;
應(yīng)用層:是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的最終價(jià)值體現(xiàn),是人在具體生產(chǎn)任務(wù)中使用系統(tǒng)形成的數(shù)字化業(yè)務(wù)流程實(shí)踐,典型應(yīng)用有大數(shù)據(jù)分析、故障診斷、仿真決策、供應(yīng)鏈管理、調(diào)度優(yōu)化等。
和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)相比,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)多出了設(shè)備層,實(shí)現(xiàn)了信息從虛擬世界向物理世界的延伸和穿透,對(duì)物理世界產(chǎn)生影響;
和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相比,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是疊加在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)上的“數(shù)字化應(yīng)用場(chǎng)景”,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)充當(dāng)?shù)氖瞧涞讓?ldquo;基建”的角色,重點(diǎn)關(guān)注的是在設(shè)備層和網(wǎng)絡(luò)層的連接,負(fù)責(zé)打通人、機(jī)、物之間的關(guān)鍵數(shù)據(jù)流。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)偏向于關(guān)注如何精準(zhǔn)地管理和決策,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)偏向于關(guān)注如何高效地操作和執(zhí)行。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是信息通信技術(shù)革命與傳統(tǒng)工業(yè)全流程相結(jié)合的產(chǎn)物,其本質(zhì)是:
“把設(shè)備、生產(chǎn)線、工廠、供應(yīng)商、產(chǎn)品和客戶緊密連接融合起來,幫助制造業(yè)企業(yè)拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,形成跨設(shè)備、跨系統(tǒng)、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的“互聯(lián)互通”,推動(dòng)整個(gè)制造服務(wù)體系的協(xié)同化、精益化、智能化。”
從這個(gè)層面看,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“格局”已經(jīng)超越了工廠和車間,實(shí)現(xiàn)了整個(gè)供應(yīng)鏈、商業(yè)生態(tài)鏈的資源整合。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不僅做到提高生產(chǎn)效率,同時(shí)也對(duì)整個(gè)業(yè)務(wù)模式和商業(yè)模式的系統(tǒng)化升級(jí)和重塑。