如何快速的理清工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)脈絡(luò)

提起物聯(lián)網(wǎng)，一般人首先想到的無(wú)非是智能家居、智能汽車(chē)、可穿戴設(shè)備等與日常生活息息相關(guān)的領(lǐng)域。

消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)一詞很少被提及，產(chǎn)品卻深入人心。他的同胞兄弟工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)常常被提起，但由于不直接面向消費(fèi)者，且概念復(fù)雜難懂，邏輯不容易理順，“真理”只掌握在少數(shù)人手中。

一方面是難懂，另一方面又被紛紛看好。2017年物聯(lián)網(wǎng)的投資支出預(yù)測(cè)，全球在2020年之前準(zhǔn)備投資的三大行業(yè)都是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的一部分。2016年中國(guó)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模為1896億元。到 2020 年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)整體物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中占比將達(dá)到25%，規(guī)模突破4500億元。

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究竟“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”為何物，如何快速的理清行業(yè)脈絡(luò)，建立起知識(shí)框架，這正是本文所要講的。

1.怎么來(lái)的？

在過(guò)去的二百多年中，發(fā)生了三次工業(yè)革命，目前，我們正處于第四次，也被稱(chēng)之為工業(yè)4.0。

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工業(yè)革命的演進(jìn)

工業(yè)1.0：瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，由此迎來(lái)機(jī)械制造時(shí)代。

工業(yè)2.0：電力的普及，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。

工業(yè)3.0：集成電路的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

工業(yè)4.0：德國(guó)政府于2013年率先提出，并上升為國(guó)家戰(zhàn)略。

與之前的三次革命不同，工業(yè)4.0不是由一個(gè)發(fā)明，如蒸汽動(dòng)力或集成電路，而是技術(shù)進(jìn)步的融合，是實(shí)體物理世界與虛擬網(wǎng)絡(luò)世界融合的時(shí)代。它包括3D打印、虛擬現(xiàn)實(shí)和云計(jì)算等。

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物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0等概念既有交集也有差異。隨著工業(yè)化與信息化的深度融合，企業(yè)內(nèi)部互聯(lián)互通的需求漸增，通過(guò)接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)而達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)效率的需求更為強(qiáng)烈，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（簡(jiǎn)稱(chēng)IIoT，Industrial Internet of Things ）應(yīng)運(yùn)而生。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將生產(chǎn)過(guò)程的每一個(gè)環(huán)節(jié)、設(shè)備變成數(shù)據(jù)終端，全方位采集底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行更深層面的數(shù)據(jù)分析與挖掘，從而提高效率、優(yōu)化運(yùn)營(yíng)。

當(dāng)然，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)漸進(jìn)發(fā)展成熟的過(guò)程，在實(shí)施中包括四個(gè)階段：

1、智能的感知控制階段

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即利用基于末端的智能感知技術(shù)，如傳感器、REID、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)等，隨時(shí)、 隨地進(jìn)行工業(yè)數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備控制的智能化。

2、全面的互聯(lián)互通階段

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通過(guò)多種通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通手段，如工業(yè)網(wǎng)關(guān)、短距離無(wú)線通信、低功耗廣域網(wǎng)和OPC UA等，整合信息化共性技術(shù)和行業(yè)特征，將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地傳遞出去。

3、深度的數(shù)據(jù)應(yīng)用階段

即利用云計(jì)算、 大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、 分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的深度開(kāi)發(fā)應(yīng)用，從數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中提取隱藏的預(yù)測(cè)性信息，挖掘出數(shù)據(jù)間潛在的關(guān)系，快速而準(zhǔn)確地找出有價(jià)值的信息，有效提高系統(tǒng)的決策支持能力。

4、創(chuàng)新的服務(wù)模式階段

利用信息管理、智能終端和平臺(tái)集成等技術(shù)，提供定制服務(wù)、增值服務(wù)、運(yùn)維服務(wù)、升級(jí)服務(wù)、培訓(xùn)服務(wù)、咨詢(xún)服務(wù)和實(shí)施服務(wù)等方面，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)工業(yè)智能化改造，提升產(chǎn)業(yè)價(jià)值，優(yōu)化服務(wù)資源 和激發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

▼工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施階段全景圖

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2.要用哪些技術(shù)？

從系統(tǒng)的角度看，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成模型、各功能模塊中主要實(shí)體以及模塊間的關(guān)系，如下圖所示：

▼工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)參考體系架構(gòu)

原料、機(jī)器設(shè)備、環(huán)境、作業(yè)工人等對(duì)象 被 感知控制域的傳感器、標(biāo)簽所感知、識(shí)別和控制，在其生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、流通、銷(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節(jié)的信息被獲取。采集的數(shù)據(jù)最終傳送給服務(wù)提供域，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、能源管理、安全生產(chǎn)等服務(wù)。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所需用到的關(guān)鍵技術(shù)主要有4大塊。

▼工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系

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技術(shù)并非一成不變，而是向前發(fā)展的，目前，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)正在朝5個(gè)方向發(fā)展。

1、終端智能化

包括底層傳感器設(shè)備自身向著微型化和智能化的方向發(fā)展，以及工業(yè)控制系統(tǒng)的開(kāi)放逐漸擴(kuò)大，使得工業(yè)控制系統(tǒng)與各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)作成為可能。

2、聯(lián)接泛在化

工業(yè)控制通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)和工業(yè)無(wú)線等多種工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將監(jiān)控設(shè)備與系統(tǒng)， 同生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感器、 變送器、執(zhí)行器、 伺服驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制器，甚至CNC數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和成套生產(chǎn)線等生產(chǎn)裝備連接起來(lái)。

3、計(jì)算邊緣化

數(shù)據(jù)不用再傳到遙遠(yuǎn)的云端，更適合實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析和智能化處理，具有安全、快捷、易于管理等優(yōu)勢(shì)， 能更好地支撐本地業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)智能化處理與執(zhí)行， 滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)需求。

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4、網(wǎng)絡(luò)扁平化

　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)正在簡(jiǎn)化，系統(tǒng)性能將得到進(jìn)一步提升的同時(shí)降低軟件維護(hù)成本。建立網(wǎng)絡(luò)扁平化技術(shù)體系，使信息在真實(shí)世界和虛擬空間之間智能化流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)制造的實(shí)時(shí)控制、精確管理和科學(xué)決策。

　　5、服務(wù)平臺(tái)化

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)面臨著連接設(shè)備量巨大、應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜、用戶(hù)多元化等問(wèn)題。提升連接靈活、擴(kuò)展用戶(hù)規(guī)模、應(yīng)用開(kāi)發(fā)的簡(jiǎn)易友好，根據(jù)用戶(hù)實(shí)際需求提供設(shè)備遠(yuǎn)程管理、預(yù)防性維護(hù)和故障診斷等服務(wù)。

　　3.跟誰(shuí)有關(guān)？

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的主要玩家分有傳感器廠商、工業(yè)控制企業(yè)以及平臺(tái)。

　　1、工業(yè)控制

　　工業(yè)控制是對(duì)工業(yè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策為目的， 主要是以PLC、DCS等產(chǎn)品形式體現(xiàn)。

　　DCS：分散控制系統(tǒng)

　　PLC：可編程邏輯控制器

　　DCS是一個(gè)控制“系統(tǒng)”，而 PLC只是一種控制“裝置”，兩者是“系統(tǒng)”與“裝置”的區(qū)別。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)任何裝置的功能與協(xié)調(diào)，從原理上裝置可以組成系統(tǒng)。

　　?目前，PLC市場(chǎng)可以分成美國(guó)、歐洲和日本等三個(gè)流派，并占有主要的市場(chǎng)份額。中國(guó)的PLC仍以國(guó)外產(chǎn)品為主， 國(guó)內(nèi)PLC 生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品數(shù)量和生產(chǎn)規(guī)模的還有待于提高。

　　DCS生產(chǎn)廠家主要集中在美國(guó)、 日本、德國(guó)等。國(guó)外DCS產(chǎn)品在中國(guó)有一定占有率。不過(guò)近年來(lái)國(guó)產(chǎn)DCS的市場(chǎng)占有份額也在飛速提升，中國(guó)涌現(xiàn)出一批DCS產(chǎn)品優(yōu)秀企業(yè)，不僅品種數(shù)量大幅度增加，而且產(chǎn)品技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。

4.結(jié) 語(yǔ)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)背后的邏輯是日趨成熟的傳感器技術(shù)、信息技術(shù)，這使得工業(yè)應(yīng)用能夠向智能化轉(zhuǎn)變。而感知控制和互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)之后，數(shù)據(jù)將進(jìn)一步被挖掘，工業(yè)制造領(lǐng)域的覆蓋面將進(jìn)一步拓展，塑造功能和形式更多樣的，提供個(gè)性化服務(wù)的生態(tài)，激發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。從產(chǎn)業(yè)的角度來(lái)看，傳感器、工業(yè)控制、平臺(tái)相關(guān)企業(yè)將直接受益。

編輯：黃飛

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