自從人類(lèi)由農(nóng)業(yè)文明進(jìn)入工業(yè)文明以來(lái)，工業(yè)制造就開(kāi)始引領(lǐng)人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步，隨著技術(shù)的發(fā)展和信息化浪潮掀起的又一次工業(yè)化革命即將開(kāi)始。物聯(lián)網(wǎng)的逐漸普及下，無(wú)線通信技術(shù)的提高，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)中，也顯得尤為重要；在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)計(jì)算持續(xù)影響著制造業(yè)和工業(yè)環(huán)境的大環(huán)境中，這些技術(shù)幫助全球制造商和組織將諸如“智慧工廠”、“工業(yè)4.0”和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIoT） 的發(fā)展設(shè)想都將轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
什么是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIoT）？
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是將具有感知、監(jiān)控能力的各類(lèi)采集或控制傳感或控制器以及泛在技術(shù)、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(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)，從而大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，最終實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。從應(yīng)用形式上，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用具有實(shí)時(shí)性、自動(dòng)化、嵌入式（軟件）、安全性、和信息互通互聯(lián)性等特點(diǎn)。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是由眾多連網(wǎng)設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，從而形成了一個(gè)可以收集、監(jiān)測(cè)、分析和提供有價(jià)值數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)可用于更快、更準(zhǔn)確地推動(dòng)業(yè)務(wù)決策。連網(wǎng)的傳感器和執(zhí)行器使公司能夠更快地發(fā)現(xiàn)效率低下和問(wèn)題的原因所在。此外，除了支持商業(yè)智能工作之外，它還節(jié)省了時(shí)間和金錢(qián)。
制造業(yè)中的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在質(zhì)量控制、可持續(xù)和綠色實(shí)踐、供應(yīng)鏈可追溯和整體供應(yīng)鏈效率方面都具有巨大潛力。工業(yè)環(huán)境中的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，是諸如預(yù)測(cè)性維護(hù)、增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)、能源管理和資產(chǎn)跟蹤等流程的關(guān)鍵。
智能制造時(shí)代的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
根據(jù)智能制造時(shí)代的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想，每臺(tái)機(jī)器都能與工廠內(nèi)和其他遠(yuǎn)程地點(diǎn)的所有其他機(jī)器與設(shè)備相互通信。互聯(lián)工廠專(zhuān)注在連接、監(jiān)測(cè)和控制幾乎任何地點(diǎn)的任何設(shè)備，以此來(lái)提升運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)率和盈利能力。工業(yè)物聯(lián)平臺(tái)主要包括前端設(shè)備、邊緣計(jì)算、云端計(jì)算、終端顯示 4 個(gè)層面：
前端設(shè)備：主要包括各種傳感器模塊、儀器儀表、PLC、變頻器、空壓機(jī)等工業(yè)前端設(shè)備；
邊緣計(jì)算：實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備數(shù)據(jù)與云端的互聯(lián)互通，支持海量連接，數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)清洗，支持 MQTT 協(xié)議與云端進(jìn)行通訊；
云端計(jì)算層：實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)對(duì)接、存儲(chǔ)、分析計(jì)算，設(shè)備全生命周期管理；
終端顯示層：采用響應(yīng)式設(shè)計(jì)，支持大屏、手機(jī) APP、平板電腦、臺(tái)式機(jī)多種終端訪問(wèn)。
智能制造中工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用有諸多益處，例如降低運(yùn)營(yíng)成本、實(shí)現(xiàn)更好的可視性和控制能力等。然而對(duì)于大部分企業(yè)來(lái)說(shuō)，建設(shè)全新設(shè)施或“推倒舊有的一切重新來(lái)過(guò)”既不現(xiàn)實(shí)，成本也不劃算。因而，眾多解決方案都是利用原有設(shè)備、巧妙部署組件，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展的監(jiān)測(cè)和控制。升級(jí)設(shè)施時(shí)，應(yīng)盡早設(shè)定預(yù)期，這一點(diǎn)很重要。盡管網(wǎng)絡(luò)中的每件設(shè)備都有 IP 地址，但是不等于能夠使用移動(dòng)設(shè)備登錄每一個(gè)面板儀表、水泵和變頻器。要對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效管理，需要遵循有效的法則，這些法則可以確保實(shí)現(xiàn)順利過(guò)渡并提供訪問(wèn)、監(jiān)測(cè)與控制各地所傳來(lái)信息的能力。要開(kāi)始這個(gè)轉(zhuǎn)變的過(guò)程，企業(yè)應(yīng)考慮下面三點(diǎn)：
1、設(shè)備通訊協(xié)議，邊緣網(wǎng)關(guān)計(jì)算解析
在有些工廠中，驅(qū)動(dòng)器、傳感器、可編程邏輯控制器 （PLC）、面板儀表和其他自動(dòng)化設(shè)備可能已使用多年，甚至是幾十年。要實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能工廠，其中的難點(diǎn)在于如何讓這些設(shè)備通過(guò)采用串行電纜的專(zhuān)屬通信協(xié)議進(jìn)行通信。盡管這些串行協(xié)議針對(duì)單機(jī)系統(tǒng)比較高效，但是這些定制協(xié)議卻無(wú)法應(yīng)用于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
為了將這些設(shè)備納入互聯(lián)工廠、工業(yè) 4.0 和 I IoT 的框架內(nèi)，組織的工程師必須首先確保設(shè)備能夠與工廠內(nèi)的其他設(shè)備通信。
2、提高運(yùn)營(yíng)效率，數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)應(yīng)用
提高運(yùn)營(yíng)效率的方法多種多樣，使用從生產(chǎn)線監(jiān)測(cè)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)以最大限度減少浪費(fèi)和停機(jī)時(shí)間。隨著技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)，這些狀態(tài)點(diǎn)將包括來(lái)自更廣泛來(lái)源的更多信息。這些數(shù)據(jù)收集后如何更好的呈現(xiàn)給運(yùn)營(yíng)人員就顯得尤為重要；建立物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化管理平臺(tái)，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵模塊，從端口收集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，以可視化的方式呈現(xiàn)出來(lái)，讓管理人員可以通過(guò)可視化設(shè)備對(duì)生存過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)掌控，發(fā)現(xiàn)生存過(guò)程中存在的諸多問(wèn)題。
3、安全性能，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）平臺(tái)重中之重
所有的數(shù)字時(shí)代，安全漏洞和黑客攻擊甚至不再是新聞焦點(diǎn)。云計(jì)算的普及和物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，促使企業(yè)加強(qiáng)了安全措施，并反思了公司的政策。國(guó)際信息交流網(wǎng)絡(luò)要求有先進(jìn)的安全系統(tǒng)：不僅要保證不受干擾的智能工廠工作流程，還要保護(hù)員工和資產(chǎn)，保護(hù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息。
為了理解工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面臨的主要安全挑戰(zhàn)，我們必須關(guān)注工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的組件。典型地，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施包括各種互聯(lián)設(shè)備和軟件，數(shù)據(jù)聚合和傳輸，以及互聯(lián)網(wǎng)接入。智能化工廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的總體復(fù)雜性很大程度上決定了安全漏洞的數(shù)量急劇增加。很明顯，傳統(tǒng)防火墻和抗病毒系統(tǒng)并不足夠；復(fù)雜的IIoT基礎(chǔ)設(shè)施需要更加先進(jìn)的技術(shù)。工業(yè)控制系統(tǒng)最容易受到企業(yè)環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)攻擊，包括監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(又稱SCADA)、可編程邏輯控制器、連接人與機(jī)器的接口以及分布式控制系統(tǒng)。
總結(jié)：互聯(lián)工廠、工業(yè) 4.0 和/或 IIoT 模型的效率并非衍生自連接的絕對(duì)數(shù)量，而是來(lái)自高價(jià)值的連接以及設(shè)備與人之間和諧對(duì)話所產(chǎn)生的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)可視化、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用就顯得尤為重要；與操作員、控制系統(tǒng)和軟件應(yīng)用的無(wú)縫通信，加之實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)和支持本地功能與協(xié)議，是工業(yè)物聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的首要目標(biāo); 這些功能將自動(dòng)化和遠(yuǎn)程管理提高到了新境界，使該設(shè)想成為現(xiàn)實(shí)。各企業(yè)采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的支持組件將所有設(shè)施精密地集成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)連接、監(jiān)測(cè)和控制功能，從而極大地提高生產(chǎn)率和運(yùn)營(yíng)效率，更好地迎接未來(lái)挑戰(zhàn)。
