淺析智能工廠中的工業(yè)物聯(lián)網技術

左培良 周琴 戴星

摘?要：在智能工廠的發(fā)展中，物聯(lián)網是重要的核心技術，工業(yè)物聯(lián)網是如今工廠發(fā)展一種趨勢，也是智能工廠的基本條件。本文對智能制造以及工業(yè)物聯(lián)網的相關問題展開了探討和分析，指出了智能工廠中關于工業(yè)物聯(lián)網的一些問題，并分析了工業(yè)物聯(lián)網研究的一些核心問題，希望對國內工業(yè)發(fā)展有一定的促進作用。

關鍵詞：智能工廠;工業(yè)物聯(lián)網;技術應用

智能工廠可以從智能制造、智能產品以及智能管理三個維度進行描述，三個維護可以經過數(shù)據(jù)的支持實現(xiàn)交互，工業(yè)物聯(lián)網與服務互聯(lián)網是智能工廠中的兩方面重要的通信設施，服務互聯(lián)網可以與供應商之間進行連接，對生產計劃、資源以及物流等相關系統(tǒng)實現(xiàn)信息的集成，工業(yè)物聯(lián)網則是支持各類設備以及產品的互通互聯(lián)，借助信息通行實現(xiàn)與空間的集成。

一、智能工廠中的工業(yè)物聯(lián)網

（一）工業(yè)物聯(lián)網的體系結構

現(xiàn)場設備在工業(yè)生產的底端，借助現(xiàn)場總控網絡，對工業(yè)環(huán)境中數(shù)據(jù)進行感知并且完成命令下發(fā)，工業(yè)物聯(lián)網中的傳感器網絡用靈活組網以及通信優(yōu)勢，與總線網絡是共存的，在工業(yè)控制中可以發(fā)揮出不可忽視的作用。與以往的物聯(lián)網不同，工業(yè)物聯(lián)網中加入工業(yè)企業(yè)的各類服務器以及系統(tǒng)，一方面可以對實時性的控制命令進行快速地決策，另一方面可以借助數(shù)據(jù)庫將底端數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉脤?。?shù)據(jù)的處理要借助互聯(lián)網進行傳動。對工業(yè)生產的流程展開全面的監(jiān)控，并對設備的信息進行有效的跟蹤。[1]

（二）智能制造對工業(yè)物聯(lián)網的要求

在智能工廠中諸多的終端設備，比如移動機器人，就是有一定隨機移動能力的設備，雖然是在工程中的固定設備，也是在一個時段中產生不同的加工情況。這些設備的信道環(huán)境以及業(yè)務模式，是隨著節(jié)點的運動發(fā)生改變的。[2]在智能工程中傳感器網絡是非常復雜的，其中有大量的節(jié)點存在，對不同參數(shù)進行適當?shù)氖占瑢⑿畔⒁罁?jù)重要性分成不同優(yōu)先級，工業(yè)數(shù)據(jù)的傳輸需要一定的可靠性以及實時性，現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)監(jiān)測實效性則是在1S以上。另外是成千上萬在工業(yè)物聯(lián)網中分布的傳感器，時刻產生著大量的數(shù)據(jù)，工業(yè)物聯(lián)網的處理任務就是將信息收集，然后是借助數(shù)據(jù)挖掘等先進的技術，在其中提取到有效的信息。

二、智能制造環(huán)境下工業(yè)物聯(lián)網的核心問題

（一）全互聯(lián)制造網絡

工業(yè)物聯(lián)網的建設目標就是互通互聯(lián)，為了達到智能制造的目的，網絡需要對不同的設備實現(xiàn)互聯(lián)互通，如今缺乏標準化的操作信息交換協(xié)議。在工業(yè)物聯(lián)網中收集到的信息往往是鼓勵的以及封閉的，這對工業(yè)物聯(lián)網大范圍應用是有一定影響的。因此要找到合適的解決方案，對多源異構數(shù)據(jù)進行融合。初期數(shù)據(jù)的融合是針對傳感器，解決的是異構傳感器的互聯(lián)。[3]如今來看信息融合體現(xiàn)的是多層次以及多角度的數(shù)據(jù)處理過程，并且包括數(shù)據(jù)的多源檢測以及估計。

（二）工業(yè)無線通信

工業(yè)領域的無線通信，需要部署靈活，成本低廉，便于進行維護以及維修。無線通信為諸多的智能設備以及自動化設備提供無線鏈接以及網絡拓撲結構，在一定的條件下無線通信可以彌補有線網絡的不足。在工業(yè)中的無線通信，如今來看有針對藍牙技術的，設計出鏈路負載調整算法，讓通信的質量的測定了改善。也有人提出了基于WiFi的監(jiān)測技術，通過WiFi來實現(xiàn)無線傳感器與分析終端之間的相互連接。以往的通信技術在很長一段時間內滿足工業(yè)發(fā)展中的需求，但是工業(yè)物聯(lián)網的出現(xiàn)，以往的技術已經是無法滿足工業(yè)物聯(lián)網的實際建設需求。

（三）工業(yè)物聯(lián)網中數(shù)據(jù)處理

在智能工程中，底端設備是數(shù)據(jù)的主要來源，時刻產生大量的感知數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的數(shù)量大，還是從不同的設備中產生的，在網絡傳輸?shù)臈l件以及現(xiàn)實環(huán)境下，受到硬件以及工藝等因素的影響，讓不同的設備數(shù)據(jù)得到有效的處理，找到工業(yè)物聯(lián)網的指導信息，

（四）工業(yè)網絡的安全性

工業(yè)物聯(lián)網是現(xiàn)階段智能工廠建設的重要內容，工業(yè)物聯(lián)網的信息安全是至關重要的，涉及到數(shù)據(jù)的感知層，應用層以及傳輸層的信息安全。其中工業(yè)物聯(lián)網中數(shù)據(jù)主要是源自于感知層，安全性主要是涉及到數(shù)據(jù)的完整性以及保密性，對于硬件上的一些漏洞，是要堅決避免的，在傳輸層中信息海量的，身份認證、密鑰協(xié)議、機密性等諸多的方面都是影響到工業(yè)物聯(lián)網的數(shù)據(jù)安全性。應用層分析大量的數(shù)據(jù)，在處理以及應用數(shù)據(jù)中需要嚴密的保護技術，加密技術不斷更新，同態(tài)加密成為重要的技術發(fā)展方向。

三、結論

總之，工業(yè)化發(fā)展在現(xiàn)階段已經進入到新的時期，工業(yè)物聯(lián)網成為工業(yè)發(fā)展的一種趨勢，也是智能工廠中的重要部分。工業(yè)物聯(lián)網可以解決設備的互聯(lián)互通問題，在設備的監(jiān)控以及自動化操作方面，工業(yè)物聯(lián)網起到非常重要的作用，也是讓工業(yè)生產的整體水平實現(xiàn)了提升。

參考文獻：

[1]喬宇.共創(chuàng)物聯(lián)世界?洞見智能未來——訪研華（中國）有限公司工業(yè)物聯(lián)網事業(yè)群中國區(qū)總經理蔡奇男先生[J].電氣時代，2018（10）：8-10.

[2]羅克韋爾.自動化利用工業(yè)物聯(lián)網技術將制造決策時間從數(shù)小時縮短至幾毫秒[J].智慧工廠，2017（10）：10.

[3]特約記者.基于工業(yè)物聯(lián)網的智能制造技術體系——訪中科院沈陽自動化研究所劉意楊副研究員[J].中國儀器儀表，2016（10）：33-34.