有关工业物联网的论文

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（>互联网，即广域网、局域网及单机按照一定的通讯协议组成的国际计算机网络。互联网是指将两台计算机或者是两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术的手段互相联系起来的结果，人们可以与远在千里之外的朋友相互发送邮件、共同完成一项工作、共同娱乐。
物联网定义为通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。
最早的是固定互联网，离开了连接线不可能进入网络。后来，随着移动通讯的发展，出现了移动互联网。但不论移动的还是固定的互联网，都是人和人相连。第三代互联网是人和物相连，这个时候，我们把互联网叫做物联网，在中国叫做传感网。

它一面具有着超乎想象的应用空间，只要你想，万物都可以容纳进来;另一面却是一种被刻意淡化了的尴尬——那就是时至今日，物联网仍然没有一个足够清晰的概念和完整科学的模型—— 很多人都热切地期待物联网所能带来的财富和生活方式的改变，但与此同时，他们又都在心里疑惑不解：物联网到底是什么 既然业界尚无一个标准的概念给出，为物联网溯本正名也就不是这样一篇文章所能完成的。因此，在这里，我们姑且一道来分析一下物联网的一些特质和形态，以期从中可以寻找到关于物联网的一些模糊但又关键的映像。 解读一：物联网是什么 这是所有研究物联网的人都要迎头撞上的一个问题，也许一千个人就会给出一千种答案来。在去年，我国提出要力推物联网建设的时候，工信部同时指出，物联网“尚无”一个标准的定义和概念。 因此，我们姑且把这个问题变通一下，换成“物联网可以是什么”。 从应用的角度来讲，我们可以把物联网理解为，“捆绑”在各种物体上的传感器与现有互联网的结合。如果这句话还是有些绕口的话，那我们不妨更简洁些—— 物联网：RFID 互联网。（简洁，但不够全面） 解读二：物联网不谈概念只谈应用 物联网概念的难产，究其根源，在于物联网所涉及的行业、领域、技术太宽泛，而其应用模式和场景又过于分散。下面我们转载一段来自百度百科的关于物联网的解释，你就会明白如今的物联网有多“复杂”了—— “物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 正因为如此，物联网似乎很难建立起一个统一的标准模型，也很难给出一个放之四海皆准的概念和协议。那么，物联网还剩下什么呢答案很简单，那就是应用。 于是，各个行业、各个领域纷纷开始了自己的物联网应用之路。这里没有概念，没有模型，没有标准的制约和精细的考证，物联网的应用建设者们只是建立了一种最直接的认识——将你需要连入网络的任何东西，用任何办法连入进来。 起码从目前来看，物联网不是为了建立一个协调统一的大概念而生的，他是为了无数的精彩而又实用的小应用而生的。 让我们回到物联网的英文定义：“The Internet of Things”。 OK，一目了然。 解读三：物联网由“家”及“国” 提到应用，自然就有应用的对象之分。物联网的应用大致可以按此分为两类，一是行业级的用户，作为一个国家的应用单元来普及和推广物联网;另外一部分则是个人用户，作为家庭的成员来感知和使用物联网。 到底哪一个更容易获得成功 最终的发展应该是两者在物联网的应用上取得完整的统一，但就目前的发展来看，由“家”及“国”似乎是一条捷径。因为任何的应用本身，都将是以人为对象的，不管是我们给南美的种植园安装数千台传感器，还是在阿富汗的山区洒下遍地的追踪系统，其最终目标是统一的，那就是方便甚至是替代人类的 *** 作。 由此可见，首先要让人感知到物联网，认同和习惯物联网，才会在最快的时间内大规模的推广和应用。海尔推出物联网冰箱，小天鹅推出物联网洗衣机，美的也在上海世博会上展示了全套的物联网家电产品，还有几大运营商也纷纷推出了基于家庭的无线计划，物联网从家电开始，从应用出发，似乎已为正道。 解读四：RFID是物联网的核心么 任何一个产业的推广，都不会也不可能以某项技术为核心，物联网也不例外。想想当年3G制式之争，以及更早的联通CDMA绿色手机，甚至是Wi-Fi与WiMAX的博弈——最终决定成败的，都是技术之外的东西。 RFID并不是一项新技术，以RFID取代传统商品标签也很早就在国外的零售业有了应用。而在国内，RFID一直以来没有在民用领域得到广泛推广的真正原因，并不是它的技术不够先进，而是它缺乏真正的杀手级应用。 直到等来了物联网这个大时代的开启。 RFID的灵活便携和无线识别同物联网的基本应用需求非常吻合，在“The Internet of Things”中，RFID起到的正是那个“of”的作用，将“物”与“网”链接起来。但反过来，并不是只有RFID能够支撑物联网，其他的无线传输技术，诸如红外、蓝牙、卫星、手机等等，都可以作为连接“物”与“网”的通道。

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