所谓“物联网”(Internet of
Things,IOT),又称传感网,指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。
前瞻产业研究院数据显示,2016年我国物联网产业规模超过9000亿元人民币,同比增速连续多年超过20%。物联网作为通信行业新兴应用,在万物互联的大趋势下,市场规模将进一步扩大。随着行业标准完善、技术不断进步、国家政策扶持,中国的物联网产业将延续良好的发展势头,为经济持续稳定增长提供新的动力。移动互联向万物互联的扩展浪潮,将使我国创造出相比于互联网更大的市场空间和产业机遇。
物联网利用射频识别(RFID)、GPS、摄像头、传感器、传感器网络等感知、捕获、测量的技术手段,随时随地对物体进行信息采集和获取,实现智能化的决策和控制。因此,物联网在工业领域应用过程中,物联网相关技术和产品是智能工业的核心。
工业是物联网应用的重要领域。具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节,可大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,传统工业加速向智能化转变。
根据前瞻产业研究院发布的《物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》测算,2014年,国内物联网在工业领域需求规模为1260亿元;2016年,国内物联网在工业领域需求规模为1804亿元。2017年,国内物联网在工业领域需求规模约为2354亿元。
物联网在工业领域应用问题分析
1、IT安全问题
和前几次由新的硬设备、技术所带来的工业革命不同,工业40是由互联网所带来的第四次工业革命。也因此,有66%的受访者认为IT安全是一大挑战,当企业的IT系统连上网络,随时可能有一些未知的威胁出现在仓储管理系统、机器设备或供应链当中。
2、制造系统管理问题
工业40除了带来生产效率之外,同时也改变传统制造业的思维。当智能生产真正落实后,将会对制造管理系统带来巨大的变革,且势必变得更为复杂,包括整体的生产物流、人机协同作业等改变,也让员工培训更显重要。
3、通讯基础设施建设问题
通讯网络是实现工业40的重要关键,但是要建立一个让所有组织都能够配合的网络,必须要有一个一致的接口、通讯标准和规范。目前许多标准都还未建立,例如工业通讯、工程、IT安全、数字化工厂、设备整合等都还未被纳入整体参考架构中。
物联网在工业领域应用前景及发展趋势预测
近年来,我国政府通过工业化与信息化融合战略正在大力推进物联网技术向传统行业中的深度渗透。工信部于2013年9月发布的《工业化与信息化深度融合专项行动计划(2013-2018年)》中重点提出的互联网与工业融合创新试点工作已经进入了全面实施阶段。
以物联网融合创新为特征的新型网络化智能生产方式正塑造未来制造业的核心竞争力,推动形成新的产业组织方式、新的企业与用户关系、新的服务模式和新业态,推动汽车、飞机、工程装备、家电等传统工业领域向网络化、智能化、柔性化、服务化转型,孕育和推动全球新产业革命的发展。
美国制造业巨头通用电气公司充分利用物联网技术,已推出了二十余种工业互联网/物联网应用产品,涵盖了石油天然气平台监测管理、铁路机车效率分析、提升风电机组电力输出、电力公司配电系统优化、医疗云影像等各个领域。AT&T基于GE的软件平台Predix开发M2M解决方案,越来越多的工业机器将通过M2M连接到网络。
例如:物联网应用在智能工厂,具有相当广泛的应用前景,经济效益和社会效益明显。导入物联网的智能工厂,至少可以实现以下五个功能,即:电子工单、生产过程透明化、生产过程可控化、产能精确统计、车间电子看板。通过这五大功能,不但可实现制造过程信息的视觉化,对于生产管理和决策也会产生许多作用。根据物联网在智能工业的产值贡献比例来看,2023年国内物联网在工业需求规模在7821亿元左右。
智能工厂中设备数据采集的意义在于实现对工厂生产流程、设备运行状态等各种信息的实时监测和数据收集,利用这些数据进行分析和优化,从而提高生产效率和产品质量。设备数据采集是智能制造实施的一个重要手段,可帮助企业实现生产流程信息化、自动化和数字化转型。
解决方案如下:
选择合适的传感器和监测设备:根据生产过程的特点和需求,选择合适的传感器和监测设备来收集设备运行状态、温度、湿度、压力、振动等多项参数数据。这些传感器可以通过网络连接,将数据自动上传到云端或局域网服务器,进一步便于数据的全面收集和管理。
数据采集系统的设计与集成:针对企业的特定需求,设计并集成符合企业应用场景的大数据采集系统。例如,可采用物联网技术搭建基于Wifi、蓝牙、NB-IoT等通信协议的数据采集平台。
制定数据清洗和归档策略:构建数据清洗和预处理算法确保实时数据的快速、准确存储。同时要根据业务需求和行业标准,制定完善的数据归档策略以确保数据及时备份和安全存储。
数据分析利用:从采集到的设备数据中提取信息并进行统计、分析,得出生产过程缺陷、故障情况等生产数据分析结果,则可以反馈给生产管理者,帮助其及时解决问题,更好地优化生产流程和提升产品质量。
综上,智能工厂中设备数据采集对企业来说至关重要。通过选择合适的传感器和监测设备、构建高效的数据采集系统以及采用高效的数据管理和分析技术,可以实现工厂生产数据的自动化收集和快速分析,并最终实现生产过程的数字化与智能化。
智能工厂规划方案:
1、数据采集和管理
数据是智能工厂建设的血液,在各应用系统之间流动。在智能工厂运转的过程中,会产生设计、工艺、制造、仓储、物流、质量、人员等业务数据,这些数据可能分别来自ERP、MES、APS、WMS、QIS等应用系统。生产过程中需要及时采集产量、质量、能耗、加工精度和设备状态等数据,并与订单、工序、人员进行关联,以实现生产过程的全程追溯。
2、设备联网
实现智能工厂乃至工业40,推进工业互联网建设,实现MES应用,最重要的基础就是要实现M2M,也就是设备与设备之间的互联,建立工厂网络。
3、工厂智能物流
推进智能工厂建设,生产现场的智能物流十分重要,尤其是对于离散制造企业。智能工厂规划时,要尽量减少无效的物料搬运。很多制造企业在装配车间建立了集中拣货区(Kitting Area),根据每个客户订单集中配货,并通过DPS(Digital Picking System)方式进行快速拣货,配送到装配线,消除了线边仓。
4、生产质量管理和设备管理
提高质量是企业永恒的主题,在智能工厂规划时,生产质量管理和设备管理更是核心的业务流程。贯彻质量是设计、生产出来,而非检验出来的理念。
5、智能厂房设计
智能厂房除了水、电、汽、网络、通信等管线的设计外,还要规划智能视频监控系统、智能采光与照明系统、通风与空调系统、智能安防报警系统、智能门禁一卡通系统、智能火灾报警系统等。采用智能视频监控系统,可以判断监控画面中的异常情况,并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作。
6、智能装备的应用
制造企业在规划智能工厂时,必须高度关注智能装备的最新发展。机床设备正在从数控化走向智能化,很多企业在设备上下料时采用了工业机器人。未来的工厂中,金属增材制造设备将与切削加工(减材)、成型加工(等材)等设备组合起来,极大地提高材料利用率。
7、智能产线规划
智能产线是智能工厂规划的核心环节,企业需要根据生产线要生产的产品族、产能和生产节拍,采用价值流图等方法来合理规划智能产线。
8、制造执行系统MES
MES是智能工厂规划落地的着力点,上接ERP系统,下接现场的PLC程控器、数据采集器、条形码、检测仪器等设备。MES旨在加强MRP计划的执行功能,贯彻落实生产策划,执行生产调度,实时反馈生产进展:
9、生产无纸化
随着信息化技术的提高和智能终端成本的降低,在智能工厂规划可以普及信息化终端到每个工位。 *** 作工人将可在终端接受工作指令,接受图纸、工艺、更单等生产数据,可以灵活地适应生产计划变更、图纸变更和工艺变更。
10、生产监控及指挥系统
流程行业企业的生产线配置了DCS系统或PLC控制系统,通过组态软件可以查看生产线上各个设备和仪表的状态,但绝大多数离散制造企业还没有建立生产监控与指挥系统。
总之,要做好智能工厂的规划,需要综合运用这些核心要素,从各个视角综合考虑,从投资预算、技术先进性、投资回收期、系统复杂性、生产的柔性等多个方面进行综合权衡、统一规划,建立具有前瞻性和实效性的智能工厂。数夫家具软件有限公司二十多年专注家居管理软件、管理咨询、智能制造、智能营销的开发与推广,为家居企业的信息化管理提供全面成熟的解决方案。
电压数据采集器数据采集器包括:总线系统数据采集器,物联网数据采集器,以太网数据采集器,防干扰通道隔离型数据采集器,AD转换数据采集器,DA转换数据采集器,模拟量数据采集器,数字量数据采集器,4-20mA数据采集器,多路数据采集器·以太网RJ45数据采集器,开关量数据采集器,温度信号数据采集器,RS232总线数据采集器,RS485总线数据采集器,数据采集器支持Modbus
RTU或Modbus
TCP通讯协议,可通过程控校准精度,编程设置地址和波特率等。
信号A/D(模拟转数字)转换及远程传输技术
ISO
4021信号A/D(模拟转数字)转换器可实现传感器和主机之间的信号采集,用以检测模拟信号或控制远程设备。通过软件的配置,可用于多种传感器类型,包括:模拟信号输入,模拟信号输出,和数字信号输入/输出(I/O)。广泛用在
RS-232/485总线工业自动化控制系统,4-20mA
/
0-5V信号测量、监视和控制,小信号的测量以及工业现场信号隔离及长线传输等等。
ISO
4021信号A/D(模拟转数字)转换器包括电源隔离,信号隔离、线性化,A/D转换和RS-485串行通信。每个串口最多可接256只
ISO
4021系列模块,通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUS
RTU通讯协议,其指令集兼容于ADAM模块,波特率可由代码设置,能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上,便于计算机编程。
ISO
4021信号A/D(模拟转数字)转换器是基于单片机的智能监测和控制系统,所有的用户设定的校准值,地址,波特率,数据格式,校验和状态等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。ISO
4021系列产品按工业标准设计、制造,信号输入
/
输出之间隔离,可承受3000VDC隔离电压,抗干扰能力强,可靠性高。工作温度范围-
45℃~+85℃。斌哥与你一道,盘点2021物联网十大热词,共创2022新未来
物联网的2021年,极不容易的一年。年初,做IoT平台toB业务的涂鸦巨亏上市;年末,做IoT共享出行toC业务的滴滴美国退市。大半年,ofo押金没退多少,还花样作死;一整年,围绕芯片,停产、断供、涨价、囤货、断货,多少做IoT集成的亟待续命。
物联网的2021年,极不平凡的一年。疫情常态化的背后,是5G远程医疗/云监工、非接触式防控/时空伴随者报备、无人驾驶/配送/零售等物联网技术与场景支撑。中美贸易战的核心,是5G/6G等国际标准话语权、数字经济运作规则制定权、数字产业全球占地圈地、新型类OS平台与杀手级应用生态扶植等云大物智链孪下的新 科技 +新应用+新模式之争。
斌哥这就带大家梳理一下,十大热词下的物联网2021年。
一、非接触式防疫
年初到年末,疫情常态化,大伙儿时刻备战、时刻战役。在防疫过程,甚于物联网的非接触式技术,功劳不小。
非接触式通道,把 健康 码、红外测温、身份核验、自助消杀等集成,3-5秒结束全流程。
非接触式物流,可通过无人货车、AGV+机械臂自助卸货,通过机械臂自助消杀,实现货物无人运货、配货的全流程。
这些非接触式场景,均需要物联网的端(温湿度/机械臂/AGV/货车定位等采集)、管(4G/5G/Wifi等)、云(各类应用)能力。
二、5G远程医疗/云监工
从去年起,移动成功落地“5G远程医疗”在武汉火神山医院及多家医院,采集现场视频、环境与患者状态数据,助力一线医务人员将本地医疗数据共享远程专家,实现专家远程诊断。
医生远程问诊,而线上的伙伴们远程观看火神山、雷神山医院直播,为此云监工一词也成了去年年底的网络热词。
三、自动驾驶+网联车
2021的自动驾驶又在坎坷中,前进了一步。
特斯拉的纠纷不断,数据采集风险曝光。蔚小理们、传统车企与BATH等造车大厂缺芯得厉害,交付压力颇大,但他们都在努力创新中。阿里丰富了小蛮驴的无人配送场景,小鹏出了无人马玩具、无人飞行器,华为在不断积极调整车联网战略。
四、Cat1/NB-IoT+5G标准
7月9日,国际电信联盟ITU会议将我国的NB-IoT写入5G技术标准,为此NB-IoT正式纳入5G标准,这是我国在国际领先的标准制定组织的又一话语权的体现。
同样是ITU标准,Cat1作为4G通信LTE网络用户终端的标准,充分发挥其低成本、低功耗、较低时延、较广范围、较高速率优势,已在近两年得到爆发性的增长。
五、无源物联网
无源就是无电源/能量来源的物联网。物联网碎片得很,场景很碎片,所需要采集的传感器种类、功耗需求、区域位置均很多样、分散,为此,可自己获取能源的传感器、物联网装置就非常重要。当然,太阳能、动力转换都可以作为无源的来源。今年快速进步的新型无源,则是通过电磁/辐射转换来实现。比现有的RFID功耗更低,应用场景更广,当然市场价值更大。
六、卫星物联网
目前,物联网仅在陆地覆盖20%,海洋5%,天/太空基本为0,卫星物联网就是通过卫星,把卫星变成基站,要与未来的6G、量子通信等,补足剩余的网络覆盖,与传输速度与带宽的持续提升。
七、双碳+碳追踪
实现国家的双碳战略,碳追踪是关键环节。碳追踪是啥,就是监测碳排放,搞明白碳从哪儿排放的,怎么排放的,排放多少。有碳追踪才能有更好的对碳排放、回收、交易管理。而监测碳排放,用的是物联网的各种传感、传输、云与数据分析能力。
八、数字虚拟人+数字孪生+元宇宙
这几个一并来。物联网的动作捕捉、表情采集,将实体人(虚拟人替身)与数字虚拟人联结;物联网的端管云,将数字孪生的设备、产线、车间、工厂、园区、街道、城市等物体、场景实体与数字体联结;而数字虚拟人+数字孪生就是融合人+物的CPS世界,将人与物与元宇宙的雏形联结。
年初数字孪生(数孪)当道;年中元宇宙火爆(斌哥翻了下朋友圈,在8月初受邀写《元宇宙》一书的荐语,随后元宇宙大爆发);年末数字虚拟人喷发,表面看得热闹,而物联网便是其技术的里子。
九、物联网安全
年中的滴滴退市事件,可谓物联网安全/网络安全的里程碑式事件。滴滴通过物联网技术,数采近10亿用户,多年的、全国绝大多数的位置、语音信息。这些海量的数据如果没有牢牢掌握在国人手中,国家数据谈何安全。 同样的,越是物联网平台类公司,越是要在保障其平台与生态的物联网数据安全上,慎之又慎、如履薄冰。
十、芯片荒
最后讲芯片荒,因为部分芯片现在还荒着呢。车联网的雷达、动态控制、影像芯片,物联网/5G场景通用的USB、网卡、模拟芯片,价格暴涨10倍、50倍,甚至100倍。天灾、人祸,已道不清。
芯片这事,不被掐脖子的话,还得国产当自强,国人当团结。
2022年的物联网,斌哥期望有三:
一、杀手级应用不再搁又搁。物联网杀手级应用一直在说,却一直耽搁。斌哥希望,2022年产业互联网杀手级应用真正涌现,特别是在与垂直产业结合的5G、工业互联网、车联网三个方向。
二、新技术概念不再割又割。年初起,不知多少吃瓜群众,在股市K线上、投资圈内、传销窝里,被区块链、量子技术、数字孪生、数字货币、NFT、虚拟数字人、元宇宙……割韭菜。斌哥希望,来年物联网与VR/AR、区块链进一步融合,进一步夯实数字孪生底座,支撑元宇宙框架搭建,促进电商30(虚拟直播)、数字虚拟人、产业数孪的真正落地。
三、半导体芯片不再鸽又鸽。最后,由衷希望2022年,现在还囤着芯片的,有一定利润,就抓紧出吧,见好就收。切记:吃相=死相。
罗胖在今年的跨年《时间的朋友》为百度5G云代驾(通过5G远程 *** 控无人车,实现代驾)代言,期待5G云代驾能成为新一年的杀手级应用。
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