Richard Soley 博士是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)的執(zhí)行董事,，他說,，“正如任何新技術(shù)或管理手段來臨一樣，選擇一個需要處理問題更少的方式,，并邀請合適的專業(yè)人士來解決問題是十分重要的,。不要忽視那些將最終用戶、供應(yīng)商和研究人員聚在一起的組織,，這樣的地方可以提供可靠的經(jīng)驗和良好的建議!”

■ 與自動化組件配套的分布式智能設(shè)備通過使用數(shù)據(jù)而不是依賴“云”來提升工藝水平,，包括調(diào)整生產(chǎn)量、更加有效的使用能源等,。圖片來源：博世力士樂

如果使用了工業(yè)4.0技術(shù),，一個新的加工制造生產(chǎn)線可以實現(xiàn)多達(dá)25種的產(chǎn)品變化，同時將產(chǎn)量提高10%,，庫存減少30%,。工業(yè)4.0架構(gòu)的應(yīng)用讓制造商在生產(chǎn)過程中可以獲得更豐厚的投資回報率。

工業(yè)4.0是一場工業(yè)的革命,，目的是將信息技術(shù)(IT)的虛擬世界,、機(jī)器的物理世界以及互聯(lián)網(wǎng)合為一體。其中心是將具有IT功能的所有工業(yè)領(lǐng)域都整合起來,。這些科技提高了靈活度和速度,，能夠使產(chǎn)品更具有個性化，生產(chǎn)更高效且規(guī)?？蓴U(kuò)展,，以及在生產(chǎn)控制方面具有更高的可變性。機(jī)器與機(jī)器之間的通訊和先進(jìn)的機(jī)器智能化,，提高了工藝的自動化水平,，并帶來了更多的自我監(jiān)控以及實時數(shù)據(jù)。開放的基于Web的平臺會增加制造企業(yè)的競爭力,。

關(guān)于IIoT的5個注意事項

博世力士樂公司電氣傳動和控制部門的產(chǎn)品經(jīng)理Allen Tubbs說道,，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）設(shè)備要想創(chuàng)建工業(yè)4.0生產(chǎn)制造環(huán)境需要注意以下5個方面。

■ 在工業(yè)4.0中,，對機(jī)器工具或一組機(jī)器的操作,，應(yīng)該允許使用諸如智能手機(jī)或平板電腦這樣的智能設(shè)備進(jìn)行簡單的連接。圖片來源：博世力士樂

1.分布式智能

這里說的分布式智能是指在智能傳動和控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器設(shè)備中,，加入盡可能多的智能和控制功能,、或者單獨的傳動軸，而不是從一個中央處理單元（CPU）來處理所有的動作,。

擁有機(jī)器層面的過程數(shù)據(jù)并決定用它做什么,，反映出了人們相信一臺機(jī)器可以經(jīng)過裝備使用過程數(shù)據(jù)做一些事情并且獨自改善工藝流程，諸如實現(xiàn)調(diào)整產(chǎn)量,、更加有效率的利用能源等目標(biāo),，而不是依賴“云”來處理所有這些任務(wù)。

聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器可以與更高的生產(chǎn)線級別,、工廠級別以及企業(yè)級別的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊,，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對特定事件或特定產(chǎn)品的實時調(diào)節(jié)。集成了傳動的伺服馬達(dá)和無機(jī)柜傳動系統(tǒng)將傳動組件和運動邏輯順序放到了單獨的軸向上,。

2.快速連接

那些允許數(shù)據(jù)在整個企業(yè)架構(gòu)中自由流動的系統(tǒng),，往往需要持續(xù)的投資和改進(jìn)。一家工業(yè)4.0工廠車間所產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)和信息流,，可能會讓公司的網(wǎng)絡(luò)不堪重負(fù),。我們該如何改進(jìn)自動化系統(tǒng)中的硬件和軟件的功能,，使這種設(shè)計流程更簡單、花費更少的時間以及更加開放,？通訊路徑隨著其創(chuàng)建和實施而變得更加流暢,。在決定應(yīng)該使用現(xiàn)場總線的什么功能時，應(yīng)該看一下生產(chǎn)平臺是否支持例如OPC UA（來自于OPC基金會）這樣的標(biāo)準(zhǔn),。消除不同供應(yīng)商系統(tǒng)的障礙,，而且對通訊和控制平臺采取一種更加開放的方式很重要。

3.開放標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)

重點是要思考系統(tǒng)到底“開放”到什么程度,，是否支持新興的通訊協(xié)議和軟件標(biāo)準(zhǔn),，以及開放的獨立組件如何讓工業(yè)4.0成為現(xiàn)實。

開放標(biāo)準(zhǔn)允許基于軟件的解決方案可以更加靈活地集成,，并有可能將新的技術(shù)移植進(jìn)現(xiàn)有的自動化架構(gòu)中,。開放的控制和工程軟件也沿著這個方向?qū)⒆詣踊虸T軟件程序之間的間隙彌合。一個開放的控制器核心能夠使用常用的高級IT語言（例如Java和C++）來創(chuàng)建自動化應(yīng)用程序,。

一臺機(jī)器的操作應(yīng)該支持與智能手機(jī)或平板電腦進(jìn)行簡單的連接,。軟件可以借助控制器與3D模型軟件的連接來加快自動化系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試。一個運動控制器可以與模型之間發(fā)送指令以及接收反饋,，使得機(jī)器的功能性在機(jī)械設(shè)計階段通過運動控制就得到優(yōu)化,。這也讓機(jī)器測試和編程可以在調(diào)試之前進(jìn)行。在部件訂貨,、組裝機(jī)器之前,，虛擬機(jī)器可以用來進(jìn)行測試并完善設(shè)計。

4.實時數(shù)據(jù)整合

在工業(yè)4.0的工廠里,，可能利用實時的機(jī)器和工廠性能數(shù)據(jù)來改變自動化系統(tǒng)和生產(chǎn)工藝的管理方式,。不用捕捉并分析數(shù)月以來有價值的關(guān)于生產(chǎn)率、機(jī)器停機(jī)時間或者能源消耗的數(shù)據(jù),，支持工業(yè)4.0的平臺能夠?qū)?shù)據(jù)整合到常規(guī)的工廠管理報告之中,。這會讓制造商和機(jī)器具備詳細(xì)的信息來執(zhí)行快速的工藝和生產(chǎn)變更,，以實現(xiàn)產(chǎn)品滿足特定客戶需求的愿景,。

5.自適應(yīng)性

現(xiàn)實世界中的主動性可以讓生產(chǎn)更加連貫并以需求為導(dǎo)向?？萍紟椭a(chǎn)線變得主動,。目標(biāo)就是讓工作站和模塊可以適應(yīng)個性化的客戶或產(chǎn)品需求。

在一個制造液壓閥的工廠里,，一套新的自適應(yīng)組裝生產(chǎn)線在每一件被加工件上都使用射頻識別芯片,。生產(chǎn)線上的9個智能站會識別出最終產(chǎn)品是如何被裝配的，以及哪些工具設(shè)置和操作步驟是必須的,。每個相關(guān)加工件都帶有藍(lán)牙標(biāo)簽,，會自動將信息傳送給裝配站,。裝配步驟信息會根據(jù)不同的產(chǎn)品以及相關(guān)加工件的技術(shù)水平不同而顯示出來。該生產(chǎn)線可以生產(chǎn)一批相同尺寸的液壓閥,，也可以不需要人工干預(yù)就能生產(chǎn)25種不同產(chǎn)品型號,。不再需要設(shè)定時間或者多余的庫存。這使得生產(chǎn)線的產(chǎn)量增加了10%,，庫存減少了30%,。 

工業(yè)4.0和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)能夠為設(shè)備（從傳感器到大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)）,、數(shù)據(jù)和分析之間提供更好的連接性，Beckhoff自動化的TwinCAT產(chǎn)品專家Daymon Thompson這樣認(rèn)為,。傳感器和系統(tǒng)需要網(wǎng)絡(luò)連接來共享數(shù)據(jù),，分析有助于做出更明智的決策。

物聯(lián)網(wǎng)主要包括4個基本元素：實體的設(shè)備,、與設(shè)備之間的雙向連接,、數(shù)據(jù)以及分析。設(shè)備可以是小到一個傳感器大到一個大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中的任何一種,。傳感器和系統(tǒng)需要與更大的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，以共享由傳感器或系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù),。對此數(shù)據(jù)進(jìn)行的分析會產(chǎn)生可執(zhí)行的信息,，其結(jié)果是讓人們做出精明的決策。

在IIoT的實際應(yīng)用中,， 企業(yè)通過將設(shè)備或資產(chǎn)連接到云或者本地信息技術(shù)(IT)設(shè)施上來進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和傳送,。然后對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備或資產(chǎn)更多的潛在信息,，防患于未然,。

例如 ，監(jiān)控機(jī)械組件運行溫度的傳感器可以追蹤任何異常狀況或者偏離底線的情況,。這使公司可以主動地處理不希望發(fā)生的行為,，從而在可能造成有害危險的系統(tǒng)故障加劇之前進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)，否則這些系統(tǒng)故障可能會導(dǎo)致工廠停機(jī)以及生產(chǎn)收益損失,。這種類型的信息有助于企業(yè)新產(chǎn)品的設(shè)計,、系統(tǒng)性能效率的提高以及實現(xiàn)利潤的最大化。

工業(yè)4.0讓加工制造更靈活

在一個生產(chǎn)制造流程,，甚至是整個供應(yīng)鏈中,，通過連接性推動更多的新發(fā)現(xiàn)和系統(tǒng)優(yōu)化，這是工業(yè)4.0的核心概念之一，這種科技進(jìn)步也被稱為第四次工業(yè)革命,。

工業(yè)4.0工作組成員,、德國國家科學(xué)與工程院Acatech，將18世紀(jì)蒸汽機(jī)的發(fā)明和廣泛使用定義為第一次工業(yè)革命,。第二次革命是20世紀(jì)早期在裝配線上使用傳送帶,。第三次革命是在20世紀(jì)中葉開發(fā)出來的微電子學(xué)、PC和可編程邏輯控制器(PLC),。第四次革命是將PC和機(jī)器連接到互聯(lián)網(wǎng),，并啟用信息物理系統(tǒng)（CPS）。

工業(yè)4.0要求傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造工業(yè)實現(xiàn)計算機(jī)化,。使用物聯(lián)網(wǎng)和信息物理系統(tǒng)的概念會幫助實現(xiàn)“智能工廠”的目標(biāo),，使生產(chǎn)制造具有前所未有的靈活性和非常高的精益生產(chǎn)效率。在生產(chǎn)制造中,，一個顯著的特點是重點關(guān)注的領(lǐng)域從產(chǎn)品本身擴(kuò)展到了生產(chǎn)這些產(chǎn)品的工藝上,。

制造商需要靈活的生產(chǎn)線來適應(yīng)快速變化的客戶需求。靈活的機(jī)器運行能夠生產(chǎn)很多類型的產(chǎn)品,，通過調(diào)整批量大小來獲得更高的生產(chǎn)利潤,，這使得同一個生產(chǎn)線可以運行更復(fù)雜的混合產(chǎn)品以適應(yīng)客戶不斷變化的需求。

■ 德國廚具制造商Nobilia使用基于PC的控制來支持“批量為1”的自動化生產(chǎn),，在其智能工廠里使用工業(yè)4.0的概念,，使得該公司每天能夠生產(chǎn)超過2500套定制化的廚房。圖片來源：Beckhoff自動化

從大數(shù)據(jù)到工業(yè)4.0的實施

今天,，自動化技術(shù)和信息技術(shù)可以在同一款軟件上實現(xiàn),，使得機(jī)器控制編程可以有多種語言，有助于提供更大范圍的工程工具來完成必要的任務(wù),。協(xié)議的選擇應(yīng)該考慮到控制平臺 ,，尤其是在工業(yè)4.0的連接性。許多傳統(tǒng)的PLC提供現(xiàn)場總線,，考慮到與傳感器,、伺服系統(tǒng)、以及其他運動控制硬件之間的確定性通訊,，機(jī)器需要更快的,、更靈活的通訊協(xié)議，例如EtherCAT,。

實現(xiàn)這一層面上連接性的關(guān)鍵部分在于一個安全的,、容易配置的協(xié)議，能夠安全地向企業(yè)或云,、以及向其他機(jī)器發(fā)送數(shù)據(jù)。來自于服務(wù)工業(yè)環(huán)境OPC基金會的OPC統(tǒng)一架構(gòu)(UA)協(xié)議，提供了集成的安全功能,、數(shù)據(jù)加密以及先進(jìn)的信息建模,。

工業(yè)4.0正在今天發(fā)生。德國一家廚具制造商Nobilia公司已經(jīng)開始將工業(yè)4.0的理念運用到實際生產(chǎn)中,，基于PC控制的成功集成為需要高度連接性的智能工廠提供了支持,。該公司每天生產(chǎn)超過2500套整體廚房，并且每套櫥柜都是按照每個客戶的特定外觀要求而生產(chǎn)的,?！芭繛?”的自動化生產(chǎn)需要一個高度靈活的系統(tǒng)，而這通過工業(yè)4.0 概念的實施得以實現(xiàn),。

當(dāng)一個訂單到了工廠里,，系統(tǒng)會決定必須用到的材料，完成組件需要的機(jī)器,，計算如何在工廠里最好地完成個性化的訂單,，以及高效地打造個性化的櫥柜。這個例子說明了智能工廠的獨特魅力——高效生產(chǎn)和出眾的靈活性,、很少需要工廠人員的干預(yù),。

關(guān)于智能工廠的3個思考

在決定實施工業(yè)4.0之前，要對智能工廠提出的3個問題是：

1.你是否想要自動完成快速的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換,，以及對市場需求的響應(yīng)更好,？

2.你是否想通過識別出可以進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)的區(qū)域來提升你的設(shè)備綜合效率（OEE）以及生產(chǎn)總產(chǎn)量？

3.你是否想要根除浪費,，例如能源,、原材料和閑置時間？

在確定和完善真實世界里智能工廠的目標(biāo)之后,，采用基于PC控制的硬件和軟件有助于幫助你早日成功,。

一家煉油廠在其用于監(jiān)控閥門的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)中使用無線聲學(xué)變送器來提高對法規(guī)的遵守,，并通過及時的檢測和維修故障閥門，使得每年減少了3百萬美元的損失,，據(jù)艾默生過程管理的無線業(yè)務(wù)副總裁Bob Karschnia說,，項目在5個月之內(nèi)就收回了成本。

IIoT因為在工業(yè)世界里普遍使用了聯(lián)網(wǎng)的傳感器而比商業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)更加先進(jìn),，這些傳感器就是物聯(lián)網(wǎng)里面的“物”,。數(shù)以億計的聯(lián)網(wǎng)的有線及無線壓力、液位,、流量,、溫度、震動、聲波,、位置,、分析儀表以及其他傳感器被用于工業(yè)領(lǐng)域，而且每年以數(shù)百萬臺的速度增加,，為工廠提供了更多的監(jiān)控,、分析和優(yōu)化。

連接到更高級別的軟件平臺上的傳感器,，有現(xiàn)場的,，也有非現(xiàn)場的。現(xiàn)場的連接一般是通過本地內(nèi)部網(wǎng)創(chuàng)建了一個IIoT,?；ヂ?lián)網(wǎng)一般用于進(jìn)行非現(xiàn)場連接，通過基于云技術(shù)的存儲,。更高級別的軟件從事控制和監(jiān)控,、資產(chǎn)管理以及特定的數(shù)據(jù)分析。在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析中心,，專家通過對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來尋找問題和解決方案,。

IIoT通過將傳感器連接到分析和其他系統(tǒng)中，來自動提高性能,、安全性,、可靠性和能源效率，具體方式為：

1.從傳感器上采集數(shù)據(jù)比以往經(jīng)濟(jì)有效得多,，因為傳感器很多都是電池供電和無線通訊的,。

2.使用大數(shù)據(jù)分析和其他技術(shù)將這些數(shù)據(jù)翻譯成可以理解的信息。

3.將這些可操作的信息在正確的時間呈獻(xiàn)給正確的人員,，要么是工廠人員,，要么是遠(yuǎn)程專家。

4.如果工作人員采取了正確的操作,，將帶來性能上的提升,。

在密西西比州維克斯堡的Ergon煉油廠里應(yīng)用了IIoT技術(shù)，連接了震動,、聲波,、液位和位置等傳感器的設(shè)施通過一個有線的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)（基金會現(xiàn)場總線）和一個無線網(wǎng)絡(luò)（WirelessHART）連接到一套資產(chǎn)管理系統(tǒng)。無線網(wǎng)絡(luò)通過由無線儀表和接入點組成的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)將儀表與工廠控制和監(jiān)控系統(tǒng)連接起來,。

傳感器數(shù)據(jù)被發(fā)送給具有為閥門和智能儀表進(jìn)行特定數(shù)據(jù)分析應(yīng)用功能的資產(chǎn)管理軟件,。通過軟件分析傳感器數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為可操作的信息?？刂剖覂?nèi)的操作員在人機(jī)界面(HMI)上瀏覽這些信息,，移動的工人們可以通過連接到全廠WiFi網(wǎng)絡(luò)上的手持式工業(yè)PC瀏覽信息,。資本支出減少了。無線方式消減了傳感器安裝成本,，增加了產(chǎn)量和經(jīng)營收益,，并通過無線儲罐監(jiān)控降低了成本,。

資產(chǎn)管理軟件和報警管理軟件可以進(jìn)行持續(xù)的調(diào)整并消減調(diào)試成本,。在難以到達(dá)的位置安裝自動震動監(jiān)測(之前是人工巡檢)，提高了安全水平,，通過無線蒸汽疏水閥的檢測,，節(jié)省了能耗。 Ergon工廠的無線架構(gòu)（用于數(shù)據(jù)采集,、分析和發(fā)布）使得添加無線傳感器和任何改進(jìn)都變得很容易,。

另一個使用IIoT的案例是在一家煉油廠里使用無線聲波變送器，通過及時的檢測和維修故障的閥門,，提高了合規(guī)性,，并且將碳?xì)浠衔锏膿p失減少了300萬美元。該項目在5個月內(nèi)就收回了成本,；按照使用超過20年計算,，估計每年的投資回報率為271%。

今天IIoT就在我們身邊,。低成本的無線傳感器和自帶的分析功能可以極大地提高工廠的績效和投資回報率,，并增加安全性。

■ 通過松下的Toughbook就可以遠(yuǎn)程無線訪問DeltaV軟件,。在實施IIoT的Ergon精煉廠,，移動辦公的工作人員可以在遍布全廠的WiFi網(wǎng)絡(luò)中，通過手持式工業(yè)PC查看傳感器的狀態(tài)和其他數(shù)據(jù),。傳感器的數(shù)據(jù)經(jīng)過軟件的分析被轉(zhuǎn)化為可操作的信息,。圖片來源：艾默生

更加智能的基于平臺的方式可以解決工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)在啟用時給系統(tǒng)帶來的復(fù)雜性挑戰(zhàn),，美國國家儀器NI公司的市場部副總裁Ray Almgren解釋道,，IIoT系統(tǒng)的特點是自適應(yīng)、規(guī)?？蓴U(kuò)展,、安全以及連續(xù)改進(jìn)和維護(hù)。

這個世界很久以來都是由要么聯(lián)網(wǎng)的要么智能的設(shè)備所構(gòu)成,，而非兩者兼?zhèn)?。?lián)網(wǎng)的系統(tǒng)例如電話線和電燈開關(guān)，它們可以傳送信息,，可是幾乎沒有任何智能,。智能系統(tǒng)例如引擎控制單元和溫控裝置在車上具有智能處理能力,，可是無法與閉合回路以外進(jìn)行通訊。現(xiàn)在,，人們使用將這兩個概念聯(lián)姻的系統(tǒng)和設(shè)備,，就變成了物聯(lián)網(wǎng)(IoT)里面的既智能又聯(lián)網(wǎng)了：傳統(tǒng)意義上不相干的兩個系統(tǒng)發(fā)生了碰撞。

特別是在工業(yè)和消費者領(lǐng)域里,，這種連接性增加了對傳統(tǒng)設(shè)計和制造測試系統(tǒng)的需求量,。曾經(jīng)一度流行的諸如固定功能、黑盒子儀表和交鑰匙數(shù)據(jù)記錄軟件,，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代企業(yè)需要的各種標(biāo)準(zhǔn),、協(xié)議和功能性方面要求。這些系統(tǒng)要求軟件滿足例如在節(jié)點上配置原型,、靈活性以及決策制定這些關(guān)鍵需求,。今天，在建立一套系統(tǒng)的時候,，使用一個基于平臺的方式作為基礎(chǔ),，能夠適應(yīng)甚至預(yù)測變化的系統(tǒng)需求。一套基于平臺的方式可以讓公司和制造商在IIoT的時代里加快生產(chǎn),、創(chuàng)新和探索,。

聯(lián)網(wǎng)的IIoT系統(tǒng)需要靈活性來演進(jìn)和適應(yīng)。開發(fā)和部署IIoT系統(tǒng)意味著會有數(shù)十年的大規(guī)模投資,。滿足未來需求的唯一方法是部署一個足夠靈活的,、能夠演變和適應(yīng)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

基于平臺的方式提供了一種靈活的硬件架構(gòu),，可以部署在許多不同的應(yīng)用場合中,，消除了硬件的復(fù)雜性，并讓每一個新的問題基本上都成為軟件方面的挑戰(zhàn),。系統(tǒng)設(shè)計師選擇的平臺應(yīng)該基于一個對信息技術(shù)(IT)友好的操作系統(tǒng)(OS),，這樣它們可以安全地進(jìn)行供給和配置，進(jìn)而來正確地認(rèn)證和授權(quán)用戶維護(hù)系統(tǒng)的整體性,，并讓系統(tǒng)最大程度地可用,。

■ 為了適應(yīng)不斷變化的需求，IIoT的設(shè)備需要一個開放的,、集成硬件和軟件的平臺以及一個能夠兼容新技術(shù)的實時網(wǎng)絡(luò),。智能的自動測試設(shè)備使測試工程師能夠預(yù)測，通過一個基于模塊化硬件和可擴(kuò)展軟件的開放式平臺,，將技術(shù)的進(jìn)步整合到測試系統(tǒng),。圖片來源：美國國家儀器NI

一種基于平臺的方式在消費者IoT上幫助用戶減少了上市的時間和成本。被稱為第五代或者5G的網(wǎng)絡(luò)可以改變生活并且釋放巨大的經(jīng)濟(jì)上的機(jī)會,；5G的研究人員需要采取一種基于平臺的方式快速設(shè)計,，更快推出原型概念,，加快進(jìn)入市場，并且部署和釋放IoT的潛能,。

集成的硬件和軟件將幫助制造商推進(jìn)IoT的發(fā)展,。世界范圍內(nèi)的制造商都在積極投身于創(chuàng)造智能的小工具、機(jī)器人,、無人機(jī)以及可穿戴設(shè)備,。創(chuàng)新不再是數(shù)百萬美元級別企業(yè)的壟斷。 取而代之的是在自家車庫和與伙伴合作的工作場所打拼的制造者們,。它們在網(wǎng)絡(luò)上分享發(fā)明來激發(fā)其他制造者的創(chuàng)新,。

無線連接和云計算的普及也進(jìn)一步助推了IIoT的發(fā)展,。在這個互聯(lián)的世界,，為現(xiàn)有和新的設(shè)備提供了更多的功能性和洞察力。集成的硬件和軟件平臺會讓制造者在促進(jìn)IIoT發(fā)展的方向上繼續(xù)前進(jìn),，就像移動應(yīng)用的開放平臺推動了新的智能手機(jī)經(jīng)濟(jì)的繁榮一樣,。

越來越多的公司和制造者正在采用一種更加智能的、基于平臺的方式來解決IIoT帶來的復(fù)雜性挑戰(zhàn),。最終,，這會讓具有自適應(yīng)、規(guī)?？蓴U(kuò)展,、安全以及持續(xù)改進(jìn)和維護(hù)的IIoT系統(tǒng)成為可能。

如果沒有數(shù)據(jù),，就沒有大數(shù)據(jù)、云和分析功能,，也沒有區(qū)別于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT),；PI北美組織的副總監(jiān)Carl Henning說，IIoT中的“物”造就了IoT中的“物”,。IIoT需要開放的標(biāo)準(zhǔn),，以太網(wǎng)和軟件標(biāo)準(zhǔn)可以為控制和制定決策所需要的信息提供數(shù)據(jù)。

每個人看起來都對IIoT的云和分析功能感到興奮,，可是如果沒有數(shù)據(jù),，就不會有云或分析功能。是誰把“工業(yè)”這個詞放在了“物聯(lián)網(wǎng)”的前面,？事實上,，Henning認(rèn)為，IIoT不是IoT的一個子集,，兩者的“物”有太多不同,，就像兩種方式之間的許多方面一樣,。物聯(lián)網(wǎng)中的“物”是面包機(jī)、咖啡機(jī)和冰箱,；IIoT中的“物”是可編程邏輯控制器（PLC）,、輸入/輸出（I/O）模塊、傳動和視覺系統(tǒng),。

或許IIoT應(yīng)該被稱為工業(yè)數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng),。IIoT的數(shù)據(jù)來自于：開關(guān)和按鈕、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),、以及傳動和視覺系統(tǒng),。IIoT的應(yīng)用擴(kuò)展到了控制器（例如PLC）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）,、以及可編程自動化控制器(PAC),。將來自于不同設(shè)備的數(shù)據(jù)整合起來創(chuàng)建行動。從這一點上,，數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔?，通過OPC統(tǒng)一結(jié)構(gòu)(UA)用來與人機(jī)界面(HMI)、數(shù)據(jù)歷史站以及分析程序包進(jìn)行通訊,。

■ 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)并不與物聯(lián)網(wǎng)重疊,，也不是物聯(lián)網(wǎng)的子集，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的“物”與物聯(lián)網(wǎng)中的“物”并不相同,。圖片來源：PI美國組織

根據(jù)CONTROL ENGINEERING的一項最新研究顯示,，大多數(shù)用戶覺得互操作性和開放標(biāo)準(zhǔn)是IIoT最重要的特性。當(dāng)被問到工業(yè)4.0（IIoT是其中一部分）時,，大多數(shù)人認(rèn)為最有用的特性是實時功能,。

工業(yè)4.0小組很看好Profinet和OPC UA， 視其為合適的開放標(biāo)準(zhǔn),，將OPC UA稱為一個“工業(yè)4.0的推薦標(biāo)準(zhǔn)”,。

Profinet 是一種開放標(biāo)準(zhǔn)的、實時的,、周期時間最短達(dá)到31.25微妙的確定性以太網(wǎng),。開放標(biāo)準(zhǔn)在以太網(wǎng)之下擴(kuò)展到了現(xiàn)有的現(xiàn)場總線，例如Profibus和DeviceNet,。不是所有的設(shè)備都具有RJ45連接頭,。在簡單的開關(guān)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)上加入以太網(wǎng)太昂貴了,，而且有數(shù)億個這樣的設(shè)備已經(jīng)被安裝,。拆除并更換對于大多數(shù)開關(guān)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)來說都不可行,。Profinet標(biāo)準(zhǔn)能夠兼容非以太網(wǎng)設(shè)備。

通過將信息,、自動化,、以及運行在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)上的生產(chǎn)系統(tǒng)之間不斷融合，物聯(lián)網(wǎng)正在積極地影響著未來的工業(yè)自動化,，Softing 有限公司市場部副總裁Mark Knebusch指出,。隨著以太網(wǎng)速度越來越快，電纜系統(tǒng)的集成更加重要,，而電纜的認(rèn)證有助于提升工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的性能,。

隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，將會有越來越多的工業(yè)自動化設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中,。預(yù)計未來10年會有超過600億臺設(shè)備連接到物聯(lián)網(wǎng),，工業(yè)以太網(wǎng)的重要性變得更加明顯。

對于工廠的專業(yè)人士來說,，持續(xù)不斷的信息,、自動化和生產(chǎn)技術(shù)的匯聚最終會帶來更加有效率的通訊，這會減少人工成本并提高供應(yīng)鏈的管理水平,。隨著工業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)概念的接納,，運行速度更快的機(jī)器對于更多帶寬的需求是必然的。

擁有各種工業(yè)協(xié)議的以太網(wǎng)媒介將是未來工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的主要形式,。為了適應(yīng)IIoT的需要，越來越多的工廠管理者們用以太網(wǎng)全面取代了現(xiàn)場總線,。隨著更多的設(shè)備聯(lián)網(wǎng),、更多的信息被傳送，對網(wǎng)絡(luò)電纜將提出更高的要求,，因為如果調(diào)試被延遲或數(shù)據(jù)傳輸不可靠,，會產(chǎn)生更嚴(yán)重的不利影響。

電纜標(biāo)準(zhǔn)

管理電纜標(biāo)準(zhǔn)的主要組織包括電信產(chǎn)業(yè)協(xié)會（TIA）,、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）,、以及國際電工技術(shù)委員會（IEC），每一家都致力于實現(xiàn)更快的速度,。

不斷提高的網(wǎng)絡(luò)頻率意味著阻抗,、串?dāng)_、以及其他更加關(guān)鍵的參數(shù),。在選擇供應(yīng)商和電纜安裝工人的時候需要更多的關(guān)注,。

TIA 568布線標(biāo)準(zhǔn)的演化反應(yīng)了網(wǎng)速的提升需求。Cat-5e的電纜（100MHz）是常見的,，Cat-6（250MHz）和Cat-6A（500MHz）正越來越多的被用于工業(yè)應(yīng)用場合,。將被廣泛用于數(shù)據(jù)中心應(yīng)用場合的Cat-8的電纜（2000MHz） 目前正在起草中，預(yù)計最終會成為一個新標(biāo)準(zhǔn),。

增加的網(wǎng)絡(luò)需求

確保電纜系統(tǒng)能夠勝任在工廠自動化架構(gòu)內(nèi)所有設(shè)備和控制系統(tǒng)的集成和運行,，對于提升業(yè)績來說是最重要的,。借鑒商業(yè)電纜安裝工人的經(jīng)驗，工業(yè)應(yīng)用在連接更多設(shè)備時可以減少一些問題,。在IIoT導(dǎo)致的更重的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和壓力前,，建議對所有電纜進(jìn)行認(rèn)證。認(rèn)證一種電纜需要先進(jìn)的適應(yīng)快速變化的標(biāo)準(zhǔn)測試儀,。每一項測試可以采集將近20萬個測量數(shù)據(jù),，包括阻抗、串?dāng)_,、回波損耗以及傳播延遲,。

IoT正在影響未來的工業(yè)自動化。隨著以太網(wǎng)速度的提高,，電纜系統(tǒng)變得更加重要,。經(jīng)過認(rèn)證的電纜可以幫助IIoT實現(xiàn)更有效的優(yōu)化。