智能制造如何利用工业物联网的技术,实现生产过程中的自动化控制和优化?

智能制造如何利用工业物联网的技术,实现生产过程中的自动化控制和优化?,第1张

智能制造可以利用工业物联网的技术,实现生产过程中的自动化控制和优化,其主要技术和应用包括:

传感器技术:利用传感器获取生产过程中的各种数据,包括温度、湿度、压力、电流、电压等信息,将其转换为数字信号进行处理和传输。

数据采集和处理:将传感器获取到的数据进行采集和处理,通过物联网技术将数据传输到云端或本地服务器进行存储和分析。

数据分析和挖掘:通过数据分析和挖掘技术,对生产过程中的数据进行深入分析和挖掘,提取有用信息并进行优化决策,实现生产效率和质量的提升。

自动化控制:通过控制器、执行器等设备,实现生产设备的自动化控制,包括开关机、调整参数、控制速度等 *** 作。

信息可视化:通过大屏幕、手机、平板等设备,将生产过程中的数据和信息进行可视化展示,实现对生产过程的实时监控和控制。

通过工业物联网的技术应用,智能制造可以实现生产过程的数字化、自动化、智能化和可视化,提高生产效率和质量,减少资源浪费和环境污染,为企业提供更多的商业价值和竞争力。

​在2018年底,曾经构思了系列文章从自动化理论看工业互联网,原计划写三部分内容:介绍自动化理论在日常生活中的应用(以第五项修炼介绍)、自动化理论在供应链管理中的应用、自动化理论在物联网中的应用。

但于2019年初加入SAP后,一直忙于学习SAP丰富的知识,这系列的文章就中断了,但一直还是想写一写我是如何利用自动化理论学物联网的。

自动化理论中,最重要的就是闭环控制,大部分内容讨论的是通过闭环控制,实现自动控制系统的稳定性。看一下闭环控制原理:

在这个图中,被控对象是控制目标。而控制器、执行器和传感器都是为了实现被控对象能够达到控制目标。因而自动化原理中最核心的是 控制器 执行器 传感器

在拿一张物联网的架构图,我学习物联网的时候,最早用的是IBM的一张原理图:

这张图中,物联网的架构中,包括感知与识别, 控制与管理,模型与分析。

其中感知与识别对应着 传感器 ,控制与管理对应着 执行器 ,模型与分析对应着 控制器

物联网的架构完全可以对应上控制原理的基本架构。

物联网的架构与自动控制原理有很多相似之处,但物联网相对于自动化设备要复杂:

1、早期自动化应用于设备处传感器、控制器、执行器都是控制单一设备,不需要识别被控设备。但是物联网系统管理的设备多,对设备管理时,需要识别设备,因而物联网需要有识别功能,可以是通过ID识别,也可以通过IP识别。

2、早期自动化都是本地执行有了DCS之后,才有集中管理,分散控制的,所以控制器相对简单。但是物联网需要将信息集中处理,大大增加了复杂度:需要网络支持,需要人工智能技术来实现控制功能,考虑多个设备之间的联动关系。所以物联网相对于自动化原理,复杂性大部分体现在控制器上。现在集中讨论的大数据、智能分析、人工智能、机器学习,通讯协议、通讯网络,所有的目标都是为了实现控制器的功能。

3、物联网在控制器人工智能、大数据分析等应用还不完善,可以直接控制设备非常少,现在物联网的执行器,还是通过事件触发,交由人来处理。因而物联网通过事件驱动的模式会比较普遍:如果未发生异常,不需要人来处理,发生异常会抛事件来让人处理。随着智能技术的发展控制器完善,执行器将越来越多的自动处理。

以上分享的自动化原理,都是早期控制单个设备的原理。自动化应用也在不断完善。比如发展出DCS系统:集散控制系统。其原理是集中管理,分散控制。

设备的控制,还是通过控制回路实现;但对控制设备的管理则集中到中控室,控制回路中的传感器信息上传到中控室,集中监控;对设备控制参数,也可以通过中控室来控制。

可以简单理解为: DCS系统是一个企业内使用的物联网简单系统 。如果将DCS管理的设备实现跨企业的集中管理,同时利用数据实现智能化,就是物联网系统。

在2013年参观陕鼓集团时,他们演示的旋转控制设备远程监控系统,是非常典型的物联网应用,陕鼓的这套系统,就是借鉴了DCS原理实现的。

本文是从自动控制原理看工业互联网系列的第六篇。

一、物联网核心本质
经典的干货就是这样,大道至简!
最简单的价值公式,也是核心本质所在!
互联网=人联网,IOP,Internet of Person
核心本质是管理人,全部是以人为本!
物联网=“物”联网,IOT ,Internet of Things
核心是管理物,让物自动形成体系,产生价值,这是IOT 核心的商业模式!
怎么更好管理物体,形成智能化的世界,从而产生新的社会形态!
这是物联网的核心本质!
第一、物联网重点不是“联”!
物联网重点不是联,很多人认为是连接,错了!连接是手段,不是目的!
很多人说要连接,形成大连接!多少亿个连接,特别是运营商关心数字,为了是好算钱!所以数据量越大越好,每天每月每年都有流量费,这就是典型的管道思维!
连接就只是手段,不是目的!有一天就像微信一样,微信本身就是一个系统应用,跟运营商连接没啥关系!你在上面挣不到什么钱,因为你就是一个通道而已!
物联网未来还是这样,会有若干个类似微信这样的垂直系统,自成体系,运营商能产生的价值仅仅就是流量费,其他的增值收益都拿不到。甚至有一天这点流量费都拿不到了!
书信被电报取代了,电报被电话取代了,电话被手机取代了,今天微信把整条通信体系彻底颠覆了!不用打电话,不用发短信!语音,视频都能办了!
第二、成网是结果
成网是结果!但不一定非得是网络形态,有的时候是可以改变形态的!
互联网从最初的点对点拨号上网,到后来的宽带上网,无线上网,移动互联网,从点对点,星型连接,树型连接,后来网状网,彻底去中心化。
今天我用手机上网,和用电脑上网,还是用电视上网,都不重要了!只要有一个账号,登进去就是你的定制信息!
所以物联网为什么会必须形成一个互联网呢,很多时候根本不用交互连接,就是单向就够了!所以你非得要干交互,用连接人的思维和方法去连接“物”,那“物”的连接方式很可能就不对了!
这就是当前物联网出现的本质问题,核心问题!
二、不断演进中的变革
物联网将是人类历史5000年以来的最重大变革!
前面的20多年,最重大的变革实际上就是互联网!彻底的解决了如何连接人,如何管理人员的问题!人类前面5000多年历史核心都是管理人,考虑用什么样的手段更好的管理人。
最后到了最近的20年,出现互联网,发现通过把人连起来,就能产生巨大的影响,从而改变人类生产和生活方式!
所以互联网核心是管理人,连接人,形成网!
相同的办法都是用不同的手段解决信息交互的问题,从而信息连接起来!
这期间有个非常有趣的发明,叫做Call机,也叫BP机,这是90年代最主要的一个通信工具!第一次让人能够移动中收到信息,随时随地能找到你。BP机由此拉开了人类的信息交互,连接的历史!再也不用担心找不到你了,我可以呼你无数遍!
你看,人类最开始的连接都是从单向开始的!我呼了你,发送信息给你!一是告诉你信息,二是可能需要你回复我消息!是不是并非双向不可!所以BP机的使用确实让人感觉到方便很多!
但是不够,人类需要交流啊,所以移动电话产生了!至此,人类不仅随时随地找到彼此,还等随时随地联系起来,随时沟通信息,说说话就好!
然后,随着信息量越来越大,单纯语音电话聊不行了,于是就产生了网络的方法,通过点对点连接,交互信息!然后点对多点,逐渐形成了都连上来,就是互联网时代!
互联网进一步发展彻底改变了人类的生活方式,人类的工作方式,进而改变了社会发展的形态!全连接,全透明,超越时间和空间的束缚,使人类的信息交互空前的提升!也彻底的改变了商业规则和商业模式!
这也彻底改变了支付方式!我们终于摆脱了要带着钱出门,连xyk都不用了,曾经我们带着一张卡也基本上可以走天下,而今天带着手机就解决一切!然后我们未来可能就是数字货币,就是一个数字而已!
三、对于物联网概念的错误认识
我们提出了互联网+,这就是用互联网去改变各行各业,至今有很多成果,但不完全成功,为什么?
很多人以为互联网就是一个工具,是给行业插上翅膀,用句时髦话就是给行业赋能!但是最后没用,能赋不上去!
因为他们还不明白,进入到行业领域后,不是互联网了,其实很多做不动的事情都是物联网!
用互联网思维去赋能物联网,越干越糟!管人的套路和管物的套路差别太大啦!
物联网出发点是管理物,而不是连接物,所以万物互联是错误的!
你去看所有的资料上来都是什么是物联网?物联网就是把物体连到互联网上,让物与物,物与人相连,形成万物互联!
我也是被这样洗脑的,所以很多时候想不明白为什么物联网不行,搞不起来,说得好听,全是空炮,企业叫好不叫座,回来找我们问为什么干物联网不挣钱呢?
那时候我们也说不好,只能泛泛说没到时候,还在发展过程中!不赚钱就是硬道理,逼着你要去深度思考!
复杂的问题简单看,越思考越有味道。道理并不复杂,我们往往是人云亦云。喜欢听别人怎么说,专家们指出什么事。其实,所有的重大项目都是从不被看好开始的。
物联网就是踏踏实实去把你能找到的,能形成价值体系的物去锁定开始。这就是未来最大的价值。
我们发起了物联网研习社就是希望能给大家带来更多的思考,每个人是每个人的老师!大咖云集,众至诚啊。条件如下:
第1 有志成为信息和价值的提供者,而不是索取者!
第2 成员一定要有正能量!利他向上是我们唯一的追求。
第3 研习社里没有固定的老师,每个人都会是每个人的老师,要把你最大的心得和经验奉献给大家。 “所谓三人行必有我师”
第4 研习社是新型学习者组织,高标准高门槛是第一道关,是真朋友就请自动认知这个规则,吃饭喝酒于我们其实都是最头等的负担!
你有你的思想,我有我的思维,我们交换,就有了更多的碰撞,更何况群里有很多的牛人、大咖。
七分期望,收到八分效果,满意度很高。而若是带着十分希望,得到九分收获,会是抱怨和差评。所以进群能有一两点的收获,就值了!
物哥将会每月举行一次线下聚会!希望有一天,无论走到哪里,都有我们研习社的朋友,我们能聚一聚,聊聊天,拜访优秀的人,看美丽的风景。未来将是物联世界,让我们相约2019年11月19-21日,相约2019(第三届)全球物联网大会—寻找思考者!
声明:本文系《洞悉——物联网发展1000问》系列文章第九十六篇,旨在希望通过系统性与行业专业视角就物联网产业当前发展现状与经济潜力予以分析和分享。IOT物联网,万物互联,互联万物。
作者:王正伟(物哥)中关村物联网产业联盟秘书长 全球物联网大会主席

2006至2020年,物联网应用从闭环、碎片化走向开放、规模化,智慧城市、工业物联网、车联网等率先突破。中国物联网行业规模不断提升,行业规模保持高速增长,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。

截至到2019年,我国物联网市场规模已发展到15万亿元。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

近年来,我国政府出台各类政策大力发展物联网行业,不少地方政府也出台物联网专项规划、行动方案和发展意见,从土地使用、基础设施配套、税收优惠、核心技术和应用领域等多个方面为物联网产业的发展提供政策支持。在工业自动控制、环境保护、医疗卫生、公共安全等领域开展了一系列应用试点和示范,并取得了初步进展。

目前我国物联网行业规模已达万亿元。中国物联网行业规模超预期增长,网络建设和应用推广成效突出。在网络强国、新基建等国家战略的推动下,中国加快推动IPv6、NB-IoT、5G等网络建设,消费物联网和产业物联网逐步开始规模化应用,5G、车联网等领域发展取得突破。

政策推动我国物联网高速发展

自2013年《物联网发展专项行动计划》印发以来,国家鼓励应用物联网技术来促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

以数字化、网络化、智能化为本质特征的第四次工业革命正在兴起。物联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,通过对人、机、物的全面互联,构建起全要素、全产业链、全价值链全面连接的新型生产制造和服务体系,是数字化转型的实现途径,是实现新旧动能转换的关键力量。

我国物联网行业呈高速增长状态 未来将有更广阔的空间

自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长,增速一直维持在15%以上,江苏、浙江、广东省行业规模均超千亿元。中国通信工业协会的数据表明,随着物联网信息处理和应用服务等产业的发展,中国物联网行业规模已经从2013年的4896亿元增长至2019年的15万亿元。

虽然我国物联网发展显著,但我国物联网行业仍处于成长期的早中期阶段。目前中国物联网及相关企业超过3万家,其中中小企业占比超过85%,创新活力突出,对产业发展推动作用巨大。

物联网作为中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。

物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

在政策、经济、社会、技术等因素的驱动下,2020年GSMA移动经济发展报告预测,2019-2025年复合增长率为9%左右,2020年中国物联网行业规模目标16亿元,按照目前物联网行业的发展态势,十三五规划的目标有望超预期完成;预计到2025年,中国物联网行业规模将超过27万亿元。

未来物联网行业将向着多元方向发展

标准化是物联网发展面临的最大挑战之一,它是希望在早期主导市场的行业领导者之间的一场斗争。目前我国物联网行业百家争鸣,还未有一个统一的标准出现。因此在未来可能通过不断竞争将会出现限数量的供应商主导市场,类似于现在使用的Windows、Mac和Linux *** 作系统。

合规化同样是当下物联网面临的问题之一,特别是数据隐私问题。目前数据隐私已成为网络社会的一个关键词,各种用户数据泄露或被滥用的事件频发,特别是Facebook的丑闻引发了全球担忧。

因此在未来,我国各种立法和监管机构将提出更加严格的用户数据保护规定,,用户的敏感数据可能会随着时间的推移而受到更严格的监管。

安全化是指预防物联网软件遭受网络黑客攻击,在未来,以安全为重点的物联网设施将受到更多的关注,特别是某些特定的基础行业,如医疗健康、安全安防、金融等领域。

多重技术推动物联网技术创新

从技术创新趋势来看,物联网行业发展的内生动力正在不断增强。连接技术不断突破,NB-Iot、eMTC、Lora等低功耗广域网全球商用化进程不断加速;物联网平台迅速增长,服务支撑能力迅速提升;

区块链、边缘计算、人工智能等新技术题材不断注入物联网,为物联网带来新的创新活力。受技术和产业成熟度的综合驱动,物联网呈现“边缘的智能化、连接的泛在化、服务的平台化、数据的延伸化”等特点。

—— 以上数据来源于前瞻产业研究院《中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》


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