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

耿少鋒

（河北省機(jī)械科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限公司， 河北 石家莊 050057）

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)概述

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)起源于傳媒領(lǐng)域，是信息科技產(chǎn)業(yè)的第三次革命。物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物體與網(wǎng)絡(luò)相連接，物體通過信息傳播媒介進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤和監(jiān)管等功能。物聯(lián)網(wǎng)是信息化時(shí)代的產(chǎn)物，主要集中了信息傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器和激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，對各種信息進(jìn)行監(jiān)控和連接，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)人與人、人與物以及物與物的交流與連接，通過智能化感知和管理，將信息進(jìn)行整合管理，最終形成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。

隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，各工業(yè)企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用日益廣泛，無論是在生產(chǎn)制造階段，還是銷售配送階段，都可應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅能夠提高效率，節(jié)省時(shí)間和人力成本，而且有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，不斷提高產(chǎn)品的安全性、可靠性和自動(dòng)化水平，有利于企業(yè)在市場競爭中站穩(wěn)腳跟。

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在不斷完善、逐步成熟。對于物流公司來說，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)不僅能夠?qū)ξ锪餍畔⑦M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，追蹤物流、傳遞信息，而且能夠通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)信息的具體化應(yīng)用，使整個(gè)物流運(yùn)輸體系日益完善，對推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、便利人們生活起著巨大的推動(dòng)作用。因此，有必要對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用做進(jìn)一步研究。

2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用中，信息交換是使用最多的，對信息進(jìn)行交換時(shí)需要有認(rèn)證識(shí)別的過程，在這個(gè)過程中則需要一項(xiàng)最基本的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，該技術(shù)會(huì)將任何一項(xiàng)信息、物品以及對象進(jìn)行識(shí)別分類，然后就能進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別。盡管該系統(tǒng)會(huì)包含很多復(fù)雜結(jié)構(gòu)及要素，但是識(shí)別認(rèn)證后智能化程度會(huì)很高，這是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最基本的一項(xiàng)技術(shù)，也是應(yīng)用最廣泛的一項(xiàng)技術(shù)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)也是應(yīng)用比較多的一項(xiàng)技術(shù)，在進(jìn)行信息交流或者物品交換時(shí)，需要提供一個(gè)第三方平臺(tái)，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享，交易雙方都能夠獲得相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，屬于體系結(jié)構(gòu)技術(shù)。然而，由于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)只能在非語言環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，存在一定的局限性。未來，不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)將成為必然趨勢，也是今后需要不斷解決和完善的一大技術(shù)難關(guān)。只有不斷完善才能更好地為企業(yè)和個(gè)人提供服務(wù)，有利于提升平臺(tái)交易的安全性和可靠性。

2.3 數(shù)據(jù)與信號(hào)處理技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中有一項(xiàng)非常重要的技術(shù)就是數(shù)據(jù)與信號(hào)處理技術(shù)，該技術(shù)在各工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。無論是產(chǎn)品的生產(chǎn)加工過程，還是最后的銷售配送環(huán)節(jié)，都需要計(jì)算機(jī)搜集數(shù)據(jù)、加工處理，通過分析和識(shí)別來更好地對相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分類，不僅能夠節(jié)省人工，而且還有較高的準(zhǔn)確性，這也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中十分關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)。

2.4 無線傳感技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)、傳感網(wǎng)絡(luò)和用戶三部分組成，其主要組成部分是集成有傳感器、處理單元和通信模塊的節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)通過協(xié)議自組成一個(gè)分布式網(wǎng)絡(luò)，再將采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)無線電波傳輸給信息處理中心。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)傳感器已經(jīng)無法滿足需求，需要增加通信模塊，才能將收集到的信息上傳到網(wǎng)絡(luò)，然后再進(jìn)行輸送。通過集成微處理器、無線通信芯片和功能裝置，能夠?qū)Ω黜?xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)行采集、分析處理以及加工傳輸，有著智能、高效和準(zhǔn)確的功能及優(yōu)勢，在實(shí)際的工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中不可或缺，起著非常重要的作用。

2.5 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是將傳感技術(shù)、電子技術(shù)以及硬件軟件技術(shù)進(jìn)行集成的一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)，該技術(shù)并不是一項(xiàng)單一的技術(shù)，是各項(xiàng)技術(shù)的組合。簡單來說，如果將人體的神經(jīng)系統(tǒng)當(dāng)作嵌入式系統(tǒng)，人體的五臟六腑發(fā)揮著感應(yīng)的作用，將人體的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集然后傳輸?shù)酱竽X，大腦進(jìn)行分析整合，而嵌入式系統(tǒng)技術(shù)發(fā)揮的就是這一作用。在科技時(shí)代下，隨著各項(xiàng)技術(shù)水平的不斷提高，物聯(lián)網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也不斷提升，在工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用日益廣泛。

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

3.1 在工業(yè)生產(chǎn)和制造方面的應(yīng)用

隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用為人們的生產(chǎn)和生活帶來極大的方便，在實(shí)踐過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展和完善?，F(xiàn)如今，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，已經(jīng)滲透到工業(yè)生產(chǎn)、居家生活的方方面面。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和制造方面的應(yīng)用，極大地提升了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化水平。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效、實(shí)時(shí)地監(jiān)測生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，科學(xué)、合理地規(guī)劃生產(chǎn)工藝和流程，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工序，進(jìn)而提高生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行效率，節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間，降低生產(chǎn)成本和設(shè)備能耗，提升工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效益。另外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)原材料和產(chǎn)品的監(jiān)測、檢測，在原材料入料和產(chǎn)品制造環(huán)節(jié)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來甄別質(zhì)量，進(jìn)一步降低殘次品率，提高產(chǎn)品品質(zhì)，為企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)、有力的保障。

3.2 在產(chǎn)品信息化管理方面的應(yīng)用

隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，人們的物質(zhì)文化生活水平不斷提高，如今，人們不僅僅滿足于吃飽穿暖，對各種消費(fèi)品的品質(zhì)、安全要求越來越高。因此，工業(yè)企業(yè)必須要嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量，保證產(chǎn)品的安全性。產(chǎn)品從原材料到生產(chǎn)，再到包裝、運(yùn)輸和銷售，需要經(jīng)過很多個(gè)環(huán)節(jié)，一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題就可能會(huì)影響產(chǎn)品的安全性，進(jìn)而影響到消費(fèi)者的使用。如此多個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)控，靠傳統(tǒng)的人力資源不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且很難達(dá)到預(yù)期效果。而現(xiàn)代化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效控制原材料的購置、生產(chǎn)過程和產(chǎn)品銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)，出現(xiàn)問題之后能夠及時(shí)追溯，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取措施處理解決，確保生產(chǎn)、運(yùn)營的各個(gè)環(huán)節(jié)正常進(jìn)行。

3.3 在工業(yè)節(jié)能減排方面的應(yīng)用

隨著“碳達(dá)峰、碳中和”的深入推進(jìn)，工業(yè)節(jié)能減排已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)的一大重要目標(biāo)，節(jié)能減排不但有助于保護(hù)環(huán)境，而且有利于企業(yè)降本增效。盡管企業(yè)一直在致力于節(jié)能減排，但此項(xiàng)工作任重而道遠(yuǎn)，涉及到工業(yè)生產(chǎn)的方方面面，需要對生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行把控，這就需要利用現(xiàn)代化的計(jì)量裝置，對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)測，找出耗能較高的工序。應(yīng)用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以通過傳感器的數(shù)據(jù)采集和分析功能，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測和采集，對高能耗環(huán)節(jié)進(jìn)行技改升級(jí)，進(jìn)一步節(jié)約能源、減少排放，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

4 物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中的改善措施

4.1 健全物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用制度

如今，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用對工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。但是，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用的時(shí)間較短，還未形成完善的制度，正所謂“無規(guī)矩不成方圓”，沒有制度的約束和規(guī)范，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用很可能會(huì)偏離預(yù)期，甚至有可能對工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展產(chǎn)生不利影響?；诖耍瑧?yīng)該根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的現(xiàn)狀及預(yù)期，建立健全科學(xué)、完善的制度，制定相應(yīng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和要求，進(jìn)而提升物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性。建立完善的管理機(jī)制，明確各方權(quán)責(zé)，針對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)方制定相應(yīng)的追溯、問責(zé)制度，通過制度來規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，以制度來規(guī)范員工的行為，確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用合規(guī)、可控，從而保障物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠更好地服務(wù)工業(yè)生產(chǎn)，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展。另外，還需要針對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍和條件制定標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用制度，健全相應(yīng)的技術(shù)機(jī)制和體制，規(guī)范物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用。同時(shí)，還應(yīng)該積極學(xué)習(xí)并引進(jìn)國外的成熟經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步提升物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)用性和適用性，提升物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化過程中的應(yīng)用效果。

4.2 優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用方案

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提升了工業(yè)自動(dòng)化水平，要想高效應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，需要建立完善的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用制度，進(jìn)一步優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用方案，從戰(zhàn)略角度考慮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過程中可能會(huì)遇到的問題，從戰(zhàn)術(shù)角度去優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用方案，確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效應(yīng)用。首先，需要按照工業(yè)自動(dòng)化轉(zhuǎn)型升級(jí)的基本要求，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的目標(biāo)，建立物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的規(guī)劃方案，明確物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用路徑，通過規(guī)劃來避免應(yīng)用過程中可能出現(xiàn)的各種問題，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更好地服務(wù)工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)。其次，根據(jù)工業(yè)自動(dòng)化的水平以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用程度，以戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)為依據(jù)，制定工業(yè)技改工作方案，并建立階段性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用計(jì)劃，充分發(fā)揮技術(shù)價(jià)值優(yōu)勢，根據(jù)生產(chǎn)情況和生產(chǎn)經(jīng)營情況，有序運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提高企業(yè)的管理水平，確保企業(yè)自動(dòng)化轉(zhuǎn)型升級(jí)的效益。

4.3 打造物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用團(tuán)隊(duì)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項(xiàng)現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國起步較晚，在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用時(shí)間較短，即便是建立了健全、完善的制度，制定了科學(xué)、合理的應(yīng)用方案，如果沒有專業(yè)技術(shù)人員的保障，也無法保證物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的有效應(yīng)用，很可能會(huì)導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的有效性大打折扣，無法實(shí)現(xiàn)既定的目標(biāo)，與預(yù)期效果出現(xiàn)一定差距，甚至無法適應(yīng)企業(yè)的長期發(fā)展與需求。因此，需要加大物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持和保障力度，開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)，提升技術(shù)人員和工作人員理論知識(shí)和專業(yè)技能水平，打造高素質(zhì)、高水平的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用團(tuán)隊(duì)，確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠在工業(yè)自動(dòng)化中得到有效應(yīng)用。

5 結(jié)語

作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，物聯(lián)網(wǎng)通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算等新型技術(shù)，在工業(yè)企業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用，有利于企業(yè)形成數(shù)字化和智能化一體的核心技術(shù)，該技術(shù)能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)省一定的人力和財(cái)力成本，能夠不斷提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。由于其精確度和智能化水平較高，有利于企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量，不斷提升企業(yè)形象，在市場競爭中立于不敗之地。同時(shí)，也有利于工業(yè)化水平的不斷提升。今后，仍需加大對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究和利用，力爭更好地為企業(yè)工業(yè)化發(fā)展作出貢獻(xiàn)。