物联网是如何应用到工业领域的?

物联网是如何应用到工业领域的?,第1张

目前,物联网技术在产品信息化、生产制造环节、经营管理环节、节能减排、安全生产等领域得到应用。

1、物联网技术在产品信息化领域的应用

产品信息化是指将信息技术被物化在产品中,以提高产品中的信息技术含量的过程。推进产品信息化的目的是增强产品的性能和功能,提高产品的附加值,促进产品升级换代。目前,汽车、家电、工程机械、船舶等行业通过应用物联网技术,提高了产品的智能化水平。

在汽车行业,物联网汽车、车联网、智慧汽车等逐渐兴起,为汽车工业发展注入新动力。2010年6月,针对物联网在汽车行业的应用,国际标准化组织提出了全网车(The
Fully Networked
Car,FNC)的概念,其目标是使汽车驾驶更安全、更舒适、更人性化。通用汽车推出了电动联网概念车EN-V,通过整合GPS导航技术、Car-2-Car通信技术、无线通信及远程感应技术,实现了自动驾驶。车主可以通过物联网对汽车进行远程控制。例如在夏季,车主可以在进入停车场前通过手机启动汽车空调。在车辆停放后,车载监控设备可以实时记录车辆周边的情况,如发现偷窃行为,系统会自动通过短信或拨打手机向车主报警。汽车芯片感应防盗系统可以正确识别车主,在车主接近或远离车辆时自动打开或关闭车锁。售后服务商可以监测车辆运行状况,对故障进行远程诊断。Car-2-Car通信技术可以使车辆之间保持一定的安全距离,避免对撞或追尾事故。

在家电行业,物联网家电的概念已经出现,物联网技术的发展将促进智能家电的发展。美的集团在上海世博会上展示了物联网家电解决方案。海尔集团推出了物联网冰箱和物联网洗衣机,小天鹅物联网滚筒洗衣机已进入美国市场。小天鹅物联网滚筒洗衣机专门针对美国新一代智能电网进行设计,能识别智能电网运行状态及分时电价等信息,自动调整洗衣机的运行状态以节约能耗。

在工程机械行业,徐工集团、三一重工等都已在工程机械产品中应用物联网技术。通过工程机械运行参数实时监控及智能分析平台,客服中心可以通过电话、短信等纠正客户的不规范 *** 作,提醒进行必要的养护,预防故障的发生。客服中心工程师可以通过安装在工程机械上的智能终端传回油温、转速、油压、起重臂幅、伸缩控制阀状态、油缸伸缩状态、回转泵状态等信息,对客户设备进行远程诊断,远程指导客户如何排除故障。

2、物联网技术在生产制造领域的应用

物联网技术应用于生产线过程检测、实时参数采集、生产设备与产品监控管理、材料消耗监测等,可以大幅度提高生产智能化水平。在钢铁行业,利用物联网技术,企业可以在生产过程中实时监控加工产品的宽度、厚度、温度等参数,提高产品质量,优化生产流程。在家电行业,海尔集团在数字化生产线中应用了RFID技术,提高了生产效率,每年可节省1200万元。

3、物联网技术在经营管理领域的应用

在企业管理方面,物联网技术主要应用于供应链管理、生产管理等领域。

(1)在供应链管理领域的应用

在供应链管理方面,物联网技术主要应用于运输、仓储等物流管理领域。将物联网技术应用于车辆监控、立体仓库等,可以显著提高工业物流效率,降低库存成本。海尔集团通过采用RFID提高了库存管理水平和货物周转效率,减少了配送不准确或不及时的情况,每年减少经济损失达900万元。鹤山雅图仕印刷有限公司的RFID应用项目实施3年来,成品处理效率提高了50%,差错率减少了5%,人力资源成本减少了2700万元。

(2)在生产管理领域的应用

在纺织、食品饮料、化工等流程型行业,物联网技术已在生产车间、生产设备管理领域得到应用。例如,无锡一棉开发建立了网络在线监控系统,可对产量、质量、机械状态等9类168个参数进行监测,并通过与企业ERP系统对接,实现了管控一体化和质量溯源,提升了生产管理水平和产品质量档次。此外,还可以及时、准确地发现某台(某眼、某锭)的异常情况,引导维修人员有的放矢地工作。

山东泓坤纺织有限公司车间温湿度监控物联网应用系统由前端设备、控制设备和管理后台组成。前端设备主要是各类温湿度传感器,负责实时采集车间环境数据并上传到控制设备;控制设备负责将各传感器数据通过GPRS网络上传到管理后台,并通过LED显示屏实时显示温湿度数据。如果环境数据超过既定的阀值,管理后台将通过短信等方式提醒相关工作人员,以便及时采取必要措施。该系统的应用使布机的作业效率从原先的70%左右提高到目前的90%。

4、物联网技术在节能减排领域的应用

物联网技术已在钢铁、有色金属、电力、化工、纺织、造纸等“高能耗、高污染”行业得到应用,有效地促进了这些行业的节能减排。智能电网的发展将促进电力行业的节能。江西电网公司对分布在全省范围内的2万台配电变压器安装传感装置,对运行状态进行实时监测,实现用电检查、电能质量监测、负荷管理、线损管理、需求侧管理等高效一体化管理,一年来降低电损12亿千瓦时。

利用物联网技术建立污染源自动监控系统,可以对工业生产过程中排放的污染物COD等关键指标进行实时监控,为优化工艺流程提供依据。

5、物联网技术在安全生产领域的应用

物联网已成为煤炭、钢铁、有色等行业保障安全生产的重要技术手段。通过建立基于物联网技术的矿山井下人、机、环监控及调度指挥综合信息系统,可以对采掘、提升、运输、通风、排水、供电等关键生产设备进行状态监测和故障诊断,可以监测温度、湿度、瓦斯浓度等。一旦传感器监测到瓦斯浓度超标,就会自动拉响警报,提醒相关人员尽快采取有效措施,减少瓦斯爆炸和透水事故的发生。通过井下人员定位系统,可以对井下作业人员进行定位和跟踪,并识别他们的身份,以便在矿难发生时得到及时营救。

二、工业领域物联网技术推广策略

物联网技术在工业领域具有广泛的应用前景,是建设“智慧企业”,发展“智慧工业”的关键技术。笔者认为,可以从以下几个方面推进物联网技术在工业领域的应用:

一是推进物联网技术在产品信息化中的应用。鼓励企业将物联网技术嵌入到工业产品中,提高产品网络化、智能化程度。重点在汽车、船舶、机械装备、家电等行业推广物联网技术,推动智慧汽车、智能家电、车联网、船联网等的发展。推进电子标签封装技术与印刷、造纸、包装等技术融合,使RFID嵌入到工业产品中。

二是在生产制造环节推广物联网技术,提高工业生产的自动化、智能化水平。通过进料设备、生产设备、包装设备等的联网,发展具有协作能力的工业机器人群,建设“无人工厂”,提高企业产能和生产效率。

三是在经营管理环节推广物联网技术,提高企业管理效率和智能化水平。在供应链管理、车间管理等管理领域推广物联网技术。

四是推进物联网技术在工业节能减排领域的应用。利用物联网技术对企业能耗、污染物排放情况进行实时监测,对能耗、COD、SO2等数据进行分析,以便优化工艺流程,采取必要的措施。

五是推进物联网技术在工业安全生产领域的应用。利用物联网技术对工矿企业作业设备、作业环境、作业人员进行实时监测,对温度、压力、瓦斯浓度等数据进行分析,当数据超标时自动报警,以便有关人员及时采取措施;或自动停机、切断电源、加大排风功率等,以避免重大安全生产事故发生。

下一代工业革命逐步逼近,我们将如何应用融会贯通新的功能?工业40将由自动化进步支持,工业物联网和基于电脑的控制器转型就是明显的例子。

工业40比前面3次工业革命来势更加迅猛,变革的速度更快,影响也更深远更彻底。
IP通讯的智能设备已经逐步主导工业版图。
工业物联网概念性元素之一就是使设备与设备之间的通讯(M2M:Machine to Machine)成为可能。对很多工业用户来讲,M2M并不新奇。在过去的几十年里,炼油厂就可以使成千上万个设备与控制系统沟通。M2M的新奇之处在于,设备变得更加智能,通过IP通讯,交换的信息也更加丰富。每个设备都有自己的IP地址,所以任何人在任何地方都可以通过互联网与这个设备联通。用户对这个功能的影响力的理解才逐步开始。
为什么数字化如此重要?
制造业的设备,无论是用于加工还是工厂自动化,在他们的测量能力、如何监控自身状态与如何沟通的本质上都变得更加智能。传统的哑巴式压力传感器或近距离传感器 (proximity sensor)把压力或距离读数转化为模拟信号,仅此而已。他们或许能代表M2M通讯,但是只是粗糙的原型。缺陷诸多的模拟通讯,正在被数字化迅速取代。其中的效果就好比智能手机取代原始的两个罐头盒加一根绳子构成的电话机。
精密的设备需要精密的控制器来发挥最大效用。一二十年前的一台PLC可以读取I/O数据并按步骤 *** 作。然而,今天的制造业的要求远不止如此。今天的控制器必须能够处理运行数字工厂所需的控制功能。新一代控制器的兴起,结合了世界上最好的PLC的功能与电脑的多功能性。
设备和控制器的强大结合
新一代设备和控制器的结合帮助我们开设基于信息物理系统的数字化工厂。尽管电脑在上个世纪70年代就已经用于车间,但是电脑所能做的事情却发生了天翻地覆的变化。早期的PLC并不比之前的继电器好很多,但是PLC所能控制的事情随着技术发展和人们的创新思维的发展也日新月异。
传统的工业机器人只是被程序设定每天做单一重复的事情。但是随着网络物理概念的发展,机器人和它的控制器被编程,可以根据当前状况而独立判断下一步要做什么反应。举一个简单的例子,传送机可以输送各种瓶子到封口机,这些瓶子的基本形状相似,但是总共有5种颜色,每种颜色的瓶子需要对应该种颜色的封口。信息物理系统可以观察瓶子,并指令机器人抓取对应颜色的封口拧紧瓶子。机器人能做的还可以更多。
该信息物理系统还可以判断瓶子是否变形、是否贴了标签以及注入液体水平是否正确。使用一组智能传感器的信息,同一台机器人可以抓取不合格的瓶子移出产线。该系统可以经过编程“思考”所有可能发生的状况,并合理应对。
智能应用的智能控制器
有创造力的用户在创造新的方法帮助制造系统在更加复杂的应用里实施更加复杂的功能。由于各种 *** 作和现场设备繁多,新的基于电脑的控制器是信息物理系统的关键之处。一种控制器可能会同时用于压力和流量传感器、机器视觉摄像机、条形码阅读器、马达驱动、阀门驱动装置、机器人以及其他各种设备。
以上提到的那些设备可能依赖从模拟电流环到工业以太网的多种通讯协议。这种系统的速度依赖更快的协议转换,因此每个设备可以兼容合作,支持生产。而且,所有那些设备可以发送诊断信息到中央控制处以供评估,比如发送信息到人类 *** 作员或者维修部门,这些信息可能包括视觉摄像机上的LED灯要烧坏了,或者设备机柜冷却风扇被灰尘堵塞了等。这些预防性的维修能力预防生产时的故障或停机的可能性。
展望未来
所有这些元素——智能设备、基于电脑的控制器、信息物理系统和互联网通讯——正在相互结合支持工业40和目前的数字制造革命。
产品设计者将在电脑上开发新产品,包括所有的零部件。设计平台将需要理解每个零件的特性、结构材料和制造过程。
一件产品可能涉及注塑塑料零件、机械金属部件以及其他金属粉末或添加处理。系统会“考虑”所有这些元素如何相关,以及如何联系起来、每个元素是否结构完整,经过预设的处理是否可以被有效构建并组装。
设计平台下一步将决定生产和最终组装需要什么,目前的生产设施是够足够完成生产的任务,某个零件是否需要调整,是否需要创造新的生产线等问题。设计的结构将会是非常清晰详细的蓝图,解决产品如何生产包括降成本和提高生产率的问题。
一旦开始生产,所有开发服务程序的信息将完整呈现,在产品的整个生命周期里支持这个产品。产品和产品的制造流程都使用兼容软件虚拟设计而成,生产设施也可以使用生产设备、控制器和软件构建。
制造车间
如此设计的生产设施将达到前所未有的集成程度。每个设备(细化到每个传感器和驱动器)都将使用IP通讯,每个设备都有自己的IP地址。任何经过授权的人都可以在任何地方通过互联网访问设备,获得诊断和生产相关的信息。
通过输送到维修程序的诊断信息,生产将会达到高度稳定水平,意外状况将成为过去时。制造系统将无缝集成,并受周全的网络安全战略保护。多家分公司的企业在任何地方都可以共享信息。
实现以上描述的智能制造系统的技术很多已经被研发出来了。运行于工业电脑的产品设计软件主导创造设计,同样的平台可以启动和控制制造设施。最后我们需要的元素就是可以通过工业以太网通讯的工业传感器和驱动器。一大批工业传感器和驱动器已经设计出来,还有更多的正在设计当中。工业40所需的技术元素已经万事俱备,现在制造商只需要具备想象力和创造力来运用它。
此时工业中的通讯系统就显得尤为重要了,济南有人物联网(>物联网在工业中的应用。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是"信息化"时代的重要发展阶段。
工业物联网起源:
工业领域的生产设备在以往是没有主动联网功能的,导致生产数据、物料消耗、产品跟踪全部由人工来完成,效率低、错漏多,而且随着产品迭代速度越来越快,需要制造企业拥有极强的敏捷性(例如商家插单生产,可以随时调整生产计划)
物联网的作用就在于能通过硬件技术将设备的生产数据实时获取(这在之前是不可能的),最后经过大数据分析呈现在用户的手机端(例如物料消耗了多少,库存还有多少,每条生产线的生产进度是多少),一旦客户调整需求/插单,就可以通过实时获得的数据合理调整生产计划,达到柔性生产
工业物联网由大量相连的工业系统所组成,这些系统会相互通讯,并协调数据分析与行动,有助于提升工业效能、有利于整个社会。透过传感器与致动器衔接数字世界与实体世界的工业级系统,可解决更为复杂的控制问题。目前各种系统,正在结合巨量模拟数据,解决方案,希望能透过资料与分析取得更深入的知识。

今后一个时期,江山市将深入贯彻落实科学发展观,以建设工业强市为目标,着力培育输配电和照明电器两大主导产业,发展壮大门业和消防器材两大特色产业,巩固提升建材和精细化工两大传统产业,积极发展战略性新兴产业,推进工业转型提升,为加快建设惠及全市人民的“幸福江山”奠定坚实的工业经济基础。对此,我们将坚持“梯次培育、差异扶持、扶优扶强、绿色发展”四项原则,大力实施“六大行动”。
大力实施千亿产业培育提升行动。要发挥产业现有基础及特色优势,利用五、六年左右时间,大力推进现代工业产业体系建设,力争全市工业产值跃上1千亿大关。一要着力培育主导产业,促进主导产业高端化。以输配电、照明电器两大主导产业为重点,力争到2015年,主导产业产值达到170亿元,到2020年,产值实现500亿元。要突出强化政策扶持。严格按照《关于加快工业强市建设的若干政策意见》等文件精神,针对项目投资、龙头培育、转型升级、集约节约等关键环节加大扶持力度,并对符合相关政策要求的大项目、大企业实行“一事一议”、“一企一策”。要高度重视主导产品的培育、开发。其中,输配电产业要突出高电压等级特种变压器及开关柜等产品的研发、生产;照明电器产业要进一步做好联合发展文章,加快低能耗照明器具开发,提升产品档次。要强化产业链培育。深化输配电、电光源省级产业示范基地建设,探索培育龙头带动型的重点示范产业链(产业联盟);引导、扶持企业大力发展技术研发、产品设计、营销网络、售后服务等产业链高端环节,强化上下游产业链的延伸与拓展;大力发展主导产业专业化配套生产企业,有效提升价值链、增强竞争力。同时,对主导产业培育实行动态管理,根据各产业发展状况等实际情况,科学调整、完善主导产业范围和扶持政策等。二要发展壮大特色产业,促进块状经济集群化。发展壮大门业、消防器材两大特色产业,力争到2015年,特色产业产值达到130亿元,到2020年,产值实现400亿元,着力打造具有较大影响力的特色产业基地。门业产业要更加突出高档、多功能复合材料门等产品的打造和升级;要进一步加快木业加工产业块状经济向现代产业集群转型升级步伐。消防器材产业以智能化消防装备等为主导产品,着力抓好消防器材产业产品质量、销售网络和品牌建设,进一步提高江山消防器材知名度和影响力。三要巩固提升传统产业,促进传统产业高新化。要大力引导、促进传统产业加快转型升级,投资高科技、低能耗、污染少的产业及产品。建材产业要加快淘汰落后产能,深入实施“淘汰落后水泥粉磨生产能力三年行动方案”,有效推进节能减排和资源综合利用;要创新发展思路和发展模式,鼓励“走出去”,走联合发展之路;要大力发展新型建材,实现由原材料制造业为主向建材加工制品为主转变。精细化工产业要进一步加强产品研发力度,采用先进生产工艺,确保安全生态、可持续发展。鼓励传统优势产业企业在壮大主业的同时,向主导产业转型投资。四要积极发展新兴战略性产业,促进新兴产业规模化。积极有序培育物联网、电子信息、生物医药、新能源等新兴产业,力争到2015年,高新技术及新兴产业产品产值达30亿元,到2020年,产值实现100亿元。发挥重大科技专项的引领支撑作用,实施产业创新发展工程,加强财税金融政策支持,推动高新技术产业做大做强。
大力实施万亩平台建设攻坚行动。要抓住省委、省政府谋划山区经济和省际边界生态产业集聚区的有利时机,借助我市省级产业集聚大平台等优势,优化工业产业布局体系,确保每年滚动开发工业用地2000亩,五年累计开发建设工业用地1万亩左右。一要全力以赴推进低丘缓坡综合开发利用试点工作。紧紧抓住全国首批低丘缓坡开发利用试点的有利时机,积极做好规划调整、对上沟通争取等工作,确保追加的7500亩城乡建设用地规模、新增建设用地规划指标和计划指标落实到位。二要集中优势推进重点工业平台建设。要加快推进莲华山工业园、山海协作示范园、高新技术园区以及有关乡镇工业功能区等平台的开发、建设和提升,形成既能满足大项目落地需求,又能保障小微企业发展用地的空间格局。三要多措并举推进集约节约用地。要深挖潜力,依法加大对批而未供、供而未用土地的处置力度。大力鼓励亩产英雄论,对亩均产出高的企业要加大奖励力度,对排位靠后的企业,要进一步强化在税收、项目决策等方面的管控。大力淘汰落后产能,盘活闲置工业用地。鼓励企业加大投入,就地转型升级,建设一批标准、多层厂房,提高既有土地的利用率和产出率。
大力实施千家企业育大扶强行动。要牢牢把握实体经济这一坚实基础,利用五年左右时间,在全市范围内筛选、培育、扶持、壮大1000家左右重点企业,其中包括700家左右年销售额500万以上企业,300家左右的成长型及小微型企业,打造支撑工业转型提升发展的企业梯队。一要加快培育领军型企业。要大力培育向总部、品牌、上市、高新、产业联盟主导“五型”靠拢的工业龙头企业,力争在发展集“研发设计、运营管理、集成制造、营销服务”为一体的总部型企业上实现突破。要推动和指导首批12家工业龙头企业加快制订发展战略规划,积极支持龙头企业开展核心技术开发和品牌提升,做大规模、做强主业、做优产业链。要落实龙头企业培育相关政策,动态认定、培育工业龙头企业梯队,引领产业集群转型升级。要探索引进和建立风险投资基金,确立一批成长性强的龙头企业作为重点上市培育对象,推进企业上市工作。二要积极扶持成长型企业和中小微企业发展。对于成长型企业,重点要分行业筛选一批自主创新能力强、市场前景好的成长型企业,实行动态管理、重点扶持。要探索以成长型企业为重点,抓好中小企业创业园、孵化基地建设。对于广大中小微企业,要对接国家、省小微企业金融财税新政等政策,严格落实我市《关于促进小微企业健康发展的若干政策意见(试行)》,放宽市场准入条件鼓励投资创业,切实减轻税收和行政规费等运行负担,加快构建小微企业创业基地、创业服务平台等服务体系。要引导中小微企业走专业化协作配套之路,精细化生产,实现向“专、精、特、新”方向发展。三要不断加大融资支持力度。健全完善中小企业信用担保体系,优化金融投资生态环境,定期组织开展银企合作项目推介活动,引导金融机构加大对工业发展的信贷支持。做大工业企业转贷资金规模,用于支持主导产业企业和重点纳税企业的资金转贷。设立政府创业投资引导基金,鼓励创业投资机构对成长型企业进行投资。四要切实加强行业和企业自律。建立健全社会价值和信用体系,综合运用政策、融资以及行政手段等,切实提高行业及企业各种不自律行为的机会成本。发挥行业协会对促进行业发展的平台作用,指导业内企业的诚信自律管理,强化企业社会责任,促进各产业健康发展。坚持多措并举,通过加强企业主和企业员工教育培训、打扶结合、宣传曝光等具体手段,引导、推动行业及企业依法诚信经营。


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