物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化方面的應(yīng)用研究

陸正卿 方維嵐 李嫻

(上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司,上海 200082)

0 引言

科學(xué)技術(shù)可以有效推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的合理應(yīng)用可以對(duì)民眾的生產(chǎn)生活起到有效的促進(jìn),因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中具備重要的作用和價(jià)值。運(yùn)用信息傳感器,可以使不同物體和對(duì)象間展開互聯(lián)互通,使工業(yè)生產(chǎn)更加的便捷高效。故而增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用力度和應(yīng)用范疇,可以促使我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展達(dá)到更高的層次,更好的助力社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)就是運(yùn)用視頻識(shí)別技術(shù)、傳感器、全球定位系統(tǒng)和紅外感應(yīng)器等相關(guān)技術(shù)和設(shè)備,對(duì)需要連接的物體與過程予以信息采集,通過對(duì)光、熱、電、位置等信息開展采集,實(shí)現(xiàn)物與物、物和人之間的有效連接。物聯(lián)網(wǎng)就是在互聯(lián)網(wǎng)以及傳統(tǒng)電信網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的信息承載器,促使普通的物理對(duì)象可以相互連接,進(jìn)而為人類的生活生產(chǎn)活動(dòng)帶來更多的便利[1]。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就是在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就是將有感知能力和監(jiān)控能力的傳感器、控制器等技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)進(jìn)程中,促使生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)時(shí)間予以降低,使生產(chǎn)效率得以提高,進(jìn)而推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)朝著現(xiàn)代化和智能化的方向發(fā)展,為企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際應(yīng)用形式上,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具備嵌入式、自動(dòng)化、實(shí)時(shí)性以及安全性等特點(diǎn)。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展難題

當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促使我國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷的完善,在應(yīng)用范疇和領(lǐng)域上也更加廣泛,物聯(lián)網(wǎng)的作用和價(jià)值也在逐步顯露。在醫(yī)療領(lǐng)域運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以使醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)生和患者之間的信息得到及時(shí)有效的傳遞,實(shí)現(xiàn)更加高效的信息共享,促使醫(yī)療服務(wù)更加的高效完整。此外很合理運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以更加便捷地獲得醫(yī)療數(shù)據(jù),對(duì)醫(yī)療決策有著更好的促進(jìn)作用,進(jìn)而做出更加科學(xué)妥善的醫(yī)療決策。除此之外,在安防和航空領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也取得了顯著成效。在航空系統(tǒng)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以借助傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),使系統(tǒng)更加安全,有效防止入侵行為?？傊?dāng)前諸多行業(yè)中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了普遍的認(rèn)可和運(yùn)用,其對(duì)民眾的生產(chǎn)生活都有著極大的積極影響,在今后的運(yùn)用領(lǐng)域方面也會(huì)更加廣泛,因此應(yīng)該受到相關(guān)行業(yè)和工作人員的著重關(guān)注[2]。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域取得一定的成效,但是當(dāng)前也存在一些技術(shù)難題需要予以攻破,像是傳感器和傳感裝置,傳感器技術(shù)和硬件系統(tǒng)的智能化、微型化方面要進(jìn)行不斷地改進(jìn)和提高,才能更好地助力工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。

2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 識(shí)別技術(shù)

識(shí)別系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)部分,其中RFID作為常見的無線射頻識(shí)別通信技術(shù)就是運(yùn)用無線電信號(hào)對(duì)指定對(duì)象予以識(shí)別,進(jìn)而獲得對(duì)應(yīng)物體的信息。這項(xiàng)技術(shù)通過掃描物體,在一定的射頻信號(hào)掃描范圍內(nèi)可以對(duì)物體發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的接受、解讀以及識(shí)別。這項(xiàng)技術(shù)不會(huì)受到外界惡劣環(huán)境的影響,也不會(huì)受到掃描對(duì)象的影響,因此可以實(shí)現(xiàn)更加高效的識(shí)別掃描。當(dāng)前在物流業(yè),該項(xiàng)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,對(duì)快件可以實(shí)現(xiàn)迅速掃描,相比于傳統(tǒng)人工掃描,其效率得到了顯著提升,促使物流行業(yè)的工作質(zhì)量和工作效率得以極大提升,RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)中的一項(xiàng)核心技術(shù),它有著至關(guān)重要的作用[3]。

2.2 架構(gòu)技術(shù)

所謂物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)主要是為彌補(bǔ)識(shí)別系統(tǒng)而產(chǎn)生的一種服務(wù),通過異構(gòu)信息進(jìn)而提供可靠且能夠互操作的服務(wù),并構(gòu)建出安全共享的平臺(tái)。架構(gòu)技術(shù)就是運(yùn)用多樣性手段開展操作聯(lián)通,一般運(yùn)用科學(xué)合理的架構(gòu)技術(shù)再結(jié)合信息交換的供需要求,可以實(shí)現(xiàn)信息共享,提供有效的數(shù)據(jù)資源。物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)技術(shù)有著顯著的優(yōu)勢(shì),而也存在不足,其優(yōu)勢(shì)是在于服務(wù)方式很便捷,缺點(diǎn)在于要在非語言環(huán)境中運(yùn)用,極易受外界影響,會(huì)造成雙方在實(shí)際行動(dòng)中存在局限性。在實(shí)踐應(yīng)用中如何將架構(gòu)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來,進(jìn)而促使雙方的操作平臺(tái)得以合理化發(fā)展是當(dāng)前需要認(rèn)真思考的技術(shù)問題。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和信號(hào)處理技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)中有兩個(gè)必不可少的技術(shù)構(gòu)成,就是數(shù)據(jù)和信號(hào)處理技術(shù),只有具備這兩個(gè)部分,才能擁有較好的信息處理能力,進(jìn)而將工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中的信息予以有效收集,并通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合分析,達(dá)到理想的預(yù)期效果。

2.4 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)

嵌入式技術(shù)相對(duì)復(fù)雜,應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)可以將軟硬件、傳感和電子技術(shù)進(jìn)行有效整合。就好比人類的神經(jīng)系統(tǒng),傳感器接收信息,嵌入式系統(tǒng)處理信息。在信息化技術(shù)不斷進(jìn)步的進(jìn)程中,嵌入式系統(tǒng)有著更好的應(yīng)用前景,應(yīng)用領(lǐng)域也越發(fā)廣泛[4]。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

工業(yè)對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定與發(fā)展起著至關(guān)重要的作用和貢獻(xiàn),隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展,工業(yè)領(lǐng)域業(yè)也在與時(shí)俱進(jìn)的融入新技術(shù)。在接納先進(jìn)技術(shù)的進(jìn)程中,工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率得以不斷提升,其中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的廣泛運(yùn)用促使工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)力得到極大釋放,也促使工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提升。除此之外,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還促使工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展朝著更加平穩(wěn)安全的方向發(fā)展,在不同領(lǐng)域的工業(yè)企業(yè)中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)起到的作用也會(huì)存在不同但也存在一些共性,分別是降低成本,提升安全性和增強(qiáng)節(jié)能減排性。因此當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的運(yùn)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域中的應(yīng)用

科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展促使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷的成熟,在工業(yè)生產(chǎn)制造的相關(guān)領(lǐng)域不斷地滲入其應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣泛。對(duì)工業(yè)生產(chǎn)制造企業(yè)來說,在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中想要促使生產(chǎn)效率的有效提升,生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行速度的提升是基礎(chǔ)。依據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際狀況,合理運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以促使設(shè)備運(yùn)行效率得到提升,進(jìn)而使得生產(chǎn)效率大大提升,推動(dòng)生產(chǎn)制造企業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。此外生產(chǎn)制造企業(yè)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以更好的甄別生產(chǎn)原材料的質(zhì)量好壞,促使產(chǎn)品檢測(cè)工作效果更加顯著。并且物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以將不符合要求的材料與產(chǎn)品快速辨別出來,促使工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平得以不斷提升,達(dá)到生產(chǎn)成本得以有效控制的重要目標(biāo)[5]。

工業(yè)自動(dòng)化的一項(xiàng)核心動(dòng)力就是智能傳感器,在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和相關(guān)的設(shè)備,可以使工業(yè)朝著“智能工廠”的方向發(fā)展,對(duì)產(chǎn)銷流程具備更全面的把控,使生產(chǎn)過程的可控性得以提升,并降低生產(chǎn)過程中的人工操作,可以對(duì)生產(chǎn)線相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)展開更加精準(zhǔn)地采集,對(duì)生產(chǎn)編排和進(jìn)程予以更合理的規(guī)劃。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推動(dòng)“智能工廠”的發(fā)展,利用無線感測(cè)、工業(yè)通信無線化等稱重傳感器可以對(duì)產(chǎn)品的硬度,黏度、顏色、味道等質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量和把控,將傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中不能有效把控的問題予以有效的處理。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)中要堅(jiān)持安全生產(chǎn)規(guī)范,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定位功能可以進(jìn)行有效定位和感知,因此在工業(yè)生產(chǎn)過程中具有很好的安全監(jiān)管性。工業(yè)生產(chǎn)中有一個(gè)重要的要素就是安全性,這是開展相關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)的重要前提,其中工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)該更加注重安全,工作人員必須要足夠重視生產(chǎn)安全性。要保障工業(yè)安全生產(chǎn),應(yīng)該靈活運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定位功能,通過精準(zhǔn)定位和感知,可以更快更好的定位工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備,推動(dòng)生產(chǎn)流程的平穩(wěn)運(yùn)行,促使生產(chǎn)安全性得到有效提升。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備連裝在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備以及工作人員生產(chǎn)車間中,可以進(jìn)行實(shí)時(shí)定位,保障生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全性,使生產(chǎn)中的隱患降到最低,保障生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有序性?？茖W(xué)合理地引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),既可以促使工業(yè)自動(dòng)化的生產(chǎn)時(shí)間以及生產(chǎn)成本大大縮減,也可以使實(shí)際生產(chǎn)效率得以提升[6]。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)節(jié)能減排中的應(yīng)用

當(dāng)前我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程中更加注重可持續(xù)發(fā)展,工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展主要體現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中的節(jié)能減排。工業(yè)生產(chǎn)過程中既需要注重經(jīng)濟(jì)利益,也要注重可持續(xù)發(fā)展。工業(yè)企業(yè)秉承可持續(xù)發(fā)展的理念,在生產(chǎn)過程中謹(jǐn)遵節(jié)能減排的原則,從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)同的目標(biāo),做到企業(yè)保護(hù)環(huán)境的責(zé)任。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將環(huán)境污染的問題進(jìn)行有效處理,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。在節(jié)能減排中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過將傳感器安裝至相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備上,進(jìn)而對(duì)企業(yè)內(nèi)的污染源展開實(shí)時(shí)監(jiān)控,進(jìn)而創(chuàng)設(shè)污染環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng),使節(jié)能減排的效果達(dá)到最佳,推動(dòng)工業(yè)企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展,利于我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以將以往工業(yè)生產(chǎn)中高污染的問題進(jìn)行有效解決,通過相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的減污減排,進(jìn)而使工業(yè)自動(dòng)化朝著更加可持續(xù)的方向發(fā)展。

3.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在產(chǎn)品信息化中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展,民眾的生活質(zhì)量在不斷的提高的同時(shí),安全意識(shí)也隨之提高,對(duì)購(gòu)買產(chǎn)品的品質(zhì)與功效要求不斷提升,對(duì)產(chǎn)品的材料以及安全性越發(fā)注重。產(chǎn)品的安全性和健康性是消費(fèi)者非常注重的要素,因此在工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展中產(chǎn)品的信息透明性是十分重要的,這會(huì)直接影響產(chǎn)品在市場(chǎng)的覆蓋率和推廣率,影響消費(fèi)者的使用感和產(chǎn)品市場(chǎng)需求,故而工業(yè)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量把關(guān)應(yīng)該更加嚴(yán)謹(jǐn),進(jìn)而為消費(fèi)者提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。在生產(chǎn)過程中不僅要對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的產(chǎn)品信息予以嚴(yán)格把控,還要對(duì)銷售環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控,因?yàn)殇N售環(huán)節(jié)也會(huì)涉及諸多的產(chǎn)品信息,會(huì)在一定程度上影響產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率和口碑,直接關(guān)系到企業(yè)在市場(chǎng)中的定位和發(fā)展,故而工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)銷售中要積極運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的監(jiān)控技術(shù),進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。予以妥善處理,推動(dòng)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)的平穩(wěn)運(yùn)行。

3.5 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在經(jīng)營(yíng)管理中的應(yīng)用

在工業(yè)經(jīng)營(yíng)管理活動(dòng)中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有很大的應(yīng)用價(jià)值。在資源管理中推廣運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以使工業(yè)生產(chǎn)朝著智能化和現(xiàn)代化的方向發(fā)展,使工作質(zhì)量和效率不斷提升,利于企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展。運(yùn)用追溯系統(tǒng),可以使產(chǎn)品的唯一性得到有效保證,產(chǎn)品擁有對(duì)應(yīng)的二維碼可以更加便捷地查詢到產(chǎn)品的種類和來源信息,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從原料到成品的全方位控制,使產(chǎn)品品質(zhì)得到更有效的保障。

4 結(jié)語

總而言之,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)科技的進(jìn)步,科技的進(jìn)步又反作用于經(jīng)濟(jì)發(fā)展。在我國(guó)工業(yè)化水平不斷發(fā)展的情況下,工業(yè)化管理過程也不能再秉承以往傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單粗放模式,而應(yīng)該予以科學(xué)合理規(guī)劃,促使工業(yè)化發(fā)展朝著自動(dòng)化以及智能化的方向發(fā)展。當(dāng)前的工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展中,其遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)揮了不錯(cuò)的作用,但是信息化數(shù)據(jù)處理功效還有很大的進(jìn)步空間,只有將其不斷優(yōu)化,才能使工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展更加健康持續(xù)的發(fā)展。因此應(yīng)該積極運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在工業(yè)生產(chǎn)制造、安全生產(chǎn)、節(jié)能減排、產(chǎn)品信息化和經(jīng)營(yíng)管理上充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)和作用,進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的長(zhǎng)遠(yuǎn)持續(xù)發(fā)展。