智能工厂规划方案:用物联网解决存量工厂转型问题

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说起智能工厂,人们总是将其与无人化工厂相联系,其实智能工厂并不一定是“黑灯工厂”,或者说,智能工厂也不应该仅仅是“黑灯工厂”。对于现在大部分存量工厂而言,如何变成智能工厂,其实就是要弄清楚对于存量工厂而言,其痛点是什么;或者说,什么方式可以帮助其智能化转型,并为其所用。在 科技 进化到一定阶段之前,存量工厂如何智能化?

那么,在探讨存量工厂智能化转型之前,我们首先要知道几个概念:物联网是什么?工业互联网又是什么?

简单来说,工业互联网由工业物联网和产业互联网组成。

工业物联网是物联网(IoT)在工业场景的应用,可以打通工业“人机物法环测”六大要素。

产业互联网使产业链上下游互联互通。

工业互联网+云计算+大数据处理+人工智能,构成针对工业的综合性技术。

对于单体工厂来说,IoT是变成智能工厂的第一步,只有迈出了这第一步,才能实现数字化、智能化。

阿尔卑斯系统集成(大连)有限公司(简称“ALSI”)为制造业提供多元化智能工厂规划方案。其中,ALSI大连IoT解决方案主要根据制造现场实际情况,完成“人机物法环测”六要素有效数据的自动采集与上传,并进行数据分析与管理。

总体来说,ALSI大连IoT解决方案有五大特点:

1适用范围广。无论是由专用设备组成的产线,还是通用设备,都可以采用。

2具有强大的兼容性。无论一条产线上有多少种不同品牌、型号的设备,都可以统一入网进行全自动数据采集。

3接口完全开放,可与各种管理软件无缝衔接。如MES、PLM、WMS,都可调用ALSI的IoT解决方案采集的数据,也可以通过ALSI直接定制智能产线控制系统,实现现场管理的智能化转型。

4传感器技术先进。ASLI大连的集团公司ALPSALPINE,是世界知名的传感器研发生产企业,品质卓越,技术领先。“稳定”、“安全”是它的特点;“精准”、“可靠”是客户对它的评价。ALSI大连在IoT解决方案中根据应用场景需求选用最适合的传感器,完成向智能工厂转型的坚不可摧“基建”工作。

5成本相对较低、实施难度小。以生产设备智能管理为例,其成本仅为PLC的1/3,加装数采设备时不用停产,而且数采设备可以随时更换,或用于其它设备或产线,自由、方便、灵活。

对于存量工厂而言,一味地追求智能工厂建设不科学,而直接转变为“黑灯工厂”更是不现实的事情,在一定的 历史 时期,我们要考虑智能工厂的目的是什么,或者说,对于存量工厂来说,什么才是“智能工厂”,那一定是落地的、切实可行、将影响降到最小的解决方案,才是其智能化的切入点。

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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,将传统工业提升到智能工业的新阶段。物联网在工业领域的主要应用环保监测及能源管理、工业安全生产管理、制造业供应链管理、生产过程工艺优化、中国计算机报制图等等方面。物联网在工业应用领域的应用,构成了“工业物联网”,它是广域的物联网的具体化的实例,也是最容易被世人接受的物联网。工业物联网的核心理念是交叉学科的组合,涉及到信息安全、网络通信、自动化,是跨学科的,其特征为:嵌入式、互通和实时性、经济性和便利性。
工业用传感网络层:即以二维码、RFID、传感器为主,实现对“物”或环境状态的识别以及感知信号的摄入;
传输网络层:即通过现有的互联网、广电网、通信网或者下一代互联网(1Pv6),实现数据的传输和计算,尤其是现在流行的概念:云计算:
应用网络层:即输入输出控制终端,包括电脑、手机等终端等等。
从整体上来看,物联网还处于起步阶段,而工业物联网的真正达到实用化、大规模应用,必须解决如下关键技术问题:
工业用传感器:工业用传感器是一种检测装置,能够测量或感知特定物体的状态和变化,并转化为可传输、可处理、可存储的电子信号或其他形式信息。工业用传感器是实现工业自动检测和自动控制的首要环节。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。可以说,没有众多质优价廉的工业传感器,就没有现代化工业生产体系,更谈不上工业物联网。
工业无线网络技术:工业无线网络是一种由大量随机分布的、具有实时感知和自组织能力的传感器节点组成的网状(Mesh)网络,综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,具有低耗自组、泛在协同、异构互连的特点。工业无线网络技术是继现场总线之后工业控制系统领域的又一热点技术,是降低工业测控系统成本、提高工业测控系统应用范围的革命性技术,也是未来几年工业自动化产品新的增长点,已经引起许多国家学术界和工业界的高度莺视。
工业过程建模:没有模型就不可能实施先进有效的控制,传统的集中式、封闭式的仿真系统结构已不能满足现代工业发展的需要。工业过程建模是系统设计、分析、仿真和先进控制必不可少的基础。

中国发展网7月3日讯 7月2日下午2点半,一场主题为“释放工业物联网的潜力”论坛在2019夏季达沃斯大连举行。《巴伦周刊》高级管理编辑Lauren Rublin现场主持,富士康工业互联网副董事长李杰,密西根大学交大密西根学院荣誉院长及吴贤铭制造科学冠名教授倪军、SCA集团执行董事Bhairavi Jani、SAP执行副总裁兼企业战略主管Deepak Krishnamurthy4位嘉宾一起探讨关于“工业物联网”目前的阶段、挑战及带来的巨大价值。

从左往右依次为《巴伦周刊》高级管理编辑Lauren Rublin,富士康工业互联网副董事长李杰,密西根大学交大密西根学院荣誉院长及吴贤铭制造科学冠名教授倪军、SCA集团执行董事Bhairavi Jani、SAP执行副总裁兼企业战略主管Deepak Krishnamurthy

刘沐琪摄图

工业物联网现今挑战大于发展

现场多名专家都认为,工业物联网目前仍处于早期阶段,信息所有权、数据分享规则制定的相关问题也存在着争议。富士康工业互联网副董事长李杰认为,互联网改变生活工业物联网改变业界。工业物联网本质上就是D2D(DATA TO DECISION),即通过数据做出决策,企业不管是谁先掌握工业物联网并引导转型,谁就有责任和义务进行标准的制定。

密西根大学交大密西根学院荣誉院长及吴贤铭制造科学冠名教授倪军在现场表示非常赞同李杰的观点,同时他也提出,相关学者已经做了大量研究,并早已绘制相关路径图,更多地展示了工业物联网如何改变企业的KPI(关键绩效指标),很多国家的政府也在鼓励这项新的技术,但是从企业的角度和反馈上来讲物联网还处于早期的阶段,特别是数据的分享、安全和所有权问题还处于早期的阶段。

倪军解释,因为物联网类似 社会 互联网,需要人们彼此连接,搜索世界上所有的供应方,而销售方也会有这样的驱动力去搜索。与之不同的是,在工业物联网中,会存在各种潜在的障碍,去阻碍这样的连接和搜索。例如,在工业物联网当中涉及到商业机密,企业通常不愿意和友商共享这些数据。

SCA集团执行董事Bhairavi Jani表示,现今一个产品的问世需要一系列不同的零部件,生产过程中涉及到大量的供应链不仅仅是独立且孤立的,供应链中存在着海量数据对物流企业来说蕴藏着很大的发展机会。工业物联网不仅仅涉及到现代化的生产,并且涉及到整个的产品生产、消费、运输等全产业周期。

SAP执行副总裁兼企业战略主管Deepak Krishnamurthy认为,工业物联网需要有一个通用的语言才能信息共享从而创造价值。目前,工业物联网仍处于通用语言开发的初期。他表示,倪军教授所说的“信息所有权”是一个比较棘手和敏感的问题,同时也是复杂的 社会 性的问题,在国际化的供应链中,如何进行跨国的分享数据也是目前世界工业物联网共同面临的问题,同样也是SAP目前试图解决的问题。

至于数据分享规则制定的规律,富士康工业互联网副董事长李杰认为,富士康一直在引导业界转型,他举例说明,富士康有175万个机床,这些机床在制造环节会产生大量的数据,通过数据改进绩效是不少供应商的愿望。因此这些供应商希望与富士康合作,从而更快实现需求响应。不同的数据来源联系起来就需要保持一个标准,对于规模相对较小的企业,李杰认为这并非意味着小企业毫无作为。事实上,大型供应商会分享给小企业,这些小企业必须有更快的进程,从而更敏捷地填补大企业的空白以及大企业没有认识到的机会。

工业物联网释放更大价值和机会

SAP执行副总裁兼企业战略主管DeepakKrishnamurthy提出工业物联网已经释放出大量的机会和价值,SAP进军更多消费品领域期待创造更多价值、开放更多市场,也将会有更多的合作伙伴。工业产品不再是过去生产制造的模式,工业物联网用到的设备高能效,在生产过程中减少碳的排放。

富士康工业互联网副董事长李杰认为,工业物联网改变业界主要有三点,第一是用前所未有的方式更快生产;第二是运用智能手机就可以实现更大规模更加灵活的远程管理;三是基于事实、证据、数据,通过询证的方式作出判断,从而更加可持续发展。

专家纷纷在现场用实际案例举证工业物联网在未来将释放出怎样的价值和机会。富士康工业互联网副董事长李杰提出“灯塔”项目,该项目跟世界经济论坛合作,给想做工业物联网的公司提供从传统产业模式转化为先进的产业模式的范例,通过垂直客户和供应链的整合,用教训经验推动生态系统的转变。

密西根大学交大密西根学院荣誉院长及吴贤铭制造科学冠名教授倪军举例 汽车 整车厂商和IT之间的合作,通用跟生产机器人的厂家合作,产权转移给最终用户,思科提供安全的网络方案收集机器人数据第三方,预测机器人停工的时间,机器人把空闲几分钟有效利用起来可以节约几百万美元,同时生产机器人的公司可以通过数据了解自己的产品未来需要改进的方面。

SCA集团执行董事Bhairavi Jani讲了两个案例,一是三个做消费产品的客户使用工业物联网,供应链收集客户信息更加敏捷。二是初创企业在使用技术帮助农户根据市场需求来实现生产,带来了经济效益和 社会 效益。

SAP执行副总裁兼企业战略主管Deepak Krishnamurthy带来了SAP和微软有一个开放数据信息服务合作项目,这些消费数据整合在一起,越来越多的企业参与进来,在这个平台可以相互合作可以提出具有共性的价值主张,帮助客户实现更大的价值。

峰会将进一步探讨区块链在与其它数字技术融合创新之后,如何通过打造可信数字底座,保护数据隐私,挖掘数据价值,赋能和加速各行各业的数字化转型。

在峰会开始前,区块链首席经济学家邹传伟团队围绕“区块链如何赋能数字化转型”这一问题,撰写系列行业研究报告,深度解读在新基建和数字化迁徙背景下,区块链如何与其它技术融合发展,发挥信息基础设施应有的作用。

本文作者:王普玉 校对:邹传伟

根据北京国信数字化转型技术研究院(国信院)与中关村信息技术和实体经济融合发展联盟(中信联)给出的定义,数字化转型是顺应新一轮 科技 革命和产业变革趋势,不断深化应用云计算、大数据、物联网、人工智能、区块链等新一代信息技术,激发数据要素创新驱动潜能,打造提升信息时代生存和发展能力,加速业务优化升级和创新转型,改造提升传统动能,培育发展新动能,创造、传递并获取新价值,实现转型升级和创新发展的过程。围绕数字化转型,本文将讨论以下三个问题:第一、从企业层面,为什么要数字化转型?第二、工业互联网平台在数字化转型中有什么作用?第三、分布式认知工业互联网在企业数字化转型中能提供什么?

数字化转型发展

在激烈的市场竞争中,企业需要依靠产品质量、价格、服务以及长期积累的品牌形象来维持市场竞争力,但随着我国人口红利消失导致的人力成本上涨,以及国际贸易形势不明朗及疫情影响导致的市场发展受阻,让企业原有竞争优势正在消失,处于价值链最底层的工业企业更是雪上加霜。该如何走出困境?目前主要从两方面破冰,第一种是降低运营成本继续保持价格优势;第二种是通过创新商业模式扩大市场销售来提升利润。

在讨论运营成本前,我们引入两组概念,第一组是供应链模式:供给推动式和需求拉动式;第二组是四大利润源。

1、供应链模式

供给推动式是指企业根据市场预测数据进行产品设计、生产及销售;

而需求拉动式是指企业根据市场订单,按需进行快速响应,通过高效计划、组织、协调和控制来满足产品生产及供应。

2、四大利润源

市场永远在追求着更低的价格和更高的质量。在价格控制方面,如表1所示,主要经历了四个阶段:第一阶段主要通过控制原材料成本、扩大规模效应获取利润。当第一利润源触及上限时,开始了第二利润源,通过精益管理提升企业内工作效率及延长员工的工作时间来降低用工成本。在新的利润源再次进入上限时,人们发现物流成本占据企业总运营成本的30%,因此,降低物流成本成为第三利润源。

表1 四大利润源对比

前三个利润源均是围绕企业内部成本控制来增加收益,但当企业内部运营成本节省达到上限时,人们注意到上游供应商及下游客户的运营管理问题。一个具备完整功能的产品进入市场前,需要供应链上多个公司的共同配合,其中任何一家企业的高运营成本都会导致最终产品的价格上涨,这会使产品在激烈的市场竞争中丧失竞争力。于是围绕着供应链信息集成及信息共享开始了新一轮的降成本浪潮,被称为第四利润源。

如表1所示,从第一到第四利润源,每一阶段都有各种系统在信息处理、存储和管理中的支撑,例如生产执行管理系统MES,企业资源管理ERP,仓储管理系统WMS,供应链管理系统SCM等等。

在经历了四个利润源后,未来新的利润源又在哪里?政府、企业、研究机构都在尝试寻找答案,例如上海第二工业大学郝皓教授在2015年提出将逆向物流作为第五利润源,通过逆向物流实现产品再销售、再利用、再循环和再制造的全生命周期管理。也有企业认为以需求拉动式为导向的个性化定制将成为第五利润源。以上说法都有道理,但都不准确,本文认为,真正的第五利润源已经在路上,即企业数字化转型。在过去十几年,技术的快速发展衍生出大量新的商业模式,包括新零售、直播带货、社区团购等,但上游工业领域却依然保持着传统的运作模式,无论是逆向物流发展带动全生命周期闭环管理,还是C2M定制化商业模式,都需要依赖于各环节的快速响应,对企业数字化管理要求高。因此,无论是企业对新利润源挖掘的需要,还是市场端的需求,工业企业数字化转型势在必行。

不同于前四个利润源的相互独立,第五利润源是应用新技术重新赋予第一、二、三、四利润源全新的生命,同时由数据驱动的创新商业模式将大量出现。因此,第五利润源不仅能够降低运营成本,也能够提高主动盈利能力。

工业互联网平台的价值

1、工业互联网平台之第一利润源

IT与OT的融合,实现人、机、物、料、法、环的数据实时采集及传输,能够做到生产过程的实时监测,再应用AI、大数据分析等技术实现自动化智能巡检、智能质检、智能故障预测、智能参数调优、智能耗能优化、智能设备运维、智能盘点等,能提高生产作业效率、降低成本,从单机智能升级为系统智能。

2、工业互联网平台之第二利润源

传统制造业的管理一直围绕着人,产品从0到1的过程,依靠人力难以实现或实现效率低的工作,可以使用机械设备替代,而经过工业革命和信息化时代的影响,出现了大量节省人力的机械设备和 *** 作系统(MRP、MRPII、MES等),让生产效率提升、生产成本降低。随着信息技术的发展,虽然有滞后数据可以作为参考,但其本质依然围绕人的经验和人的现场 *** 作。而工业互联网能够赋予第二利润源全新的角色,从运营管理中解放人的执行任务,例如质检、故障排查等工作通过AI和大数据分析实现运营智能化管理。在执行人员减少后,企业需要更多创新者,让企业创新发展迭代速度更快。其次,随着人的经验积累转换为知识图谱,将经验和知识域可视化,指导人工智能算法迭代和决策制定。

3、工业互联网之第三利润源

在工业物联网领域,物流发展走在比较靠前,经历了人工物流、机械物流、自动化物流到现在智能物流,物流的管理效率和成本得到了极大改善。例如运输管理,从早期货物运输监控数据需要依赖于运输工具挂靠点的数据回传及汇总,到现在能够通过GPS、RFID、各类传感器,实时掌握运输途中货物的温湿度、地理位置和件数等信息,能够根据运输目的地和实时交通拥堵情况对运输线路规划等。受技术、资本等各方面影响,目前智能物流主要在第三方物流企业和电商企业发展迅速,而工业企业物流发展较为缓慢,大多仍处于机械物流和自动化物流阶段。工业互联网平台能够帮助工业企业实现快速升级转型,降低系统开发技术难度和成本,IaaS、PaaS、SaaS等平台能够减少系统从0到1开发时间,实现快速低成本数字化转型升级。

4、工业互联网之第四利润源

供应链集成在一定程度上提升企业合作、降低供应链成本以及库存牛鞭效应[1],但无论企业内部供应链还是 社会 供应链,遗留了一个对多方协作卡脖子的问题,即数据孤岛问题。前面我们介绍第一到第四利润源,提到了MRP、MRPII、ERP、SAP、MES、SCM等系统,每个系统如同孤立的数据烟囱,对协作效率有着极大影响。主要有两方面原因:第一、现有EDI数据孤岛打通方案成本高,中小企业难以负担;第二、涉及供需多方协作时,彼此缺乏信任,不愿将企业内部数据共享给外部。工业互联网平台提供多种数据采集及处理解决方案,打破数据孤岛,实现数据无阻碍流转。在数据使用中,通过隐私计算保证数据安全,同时合理授权,让数据可用不可见,解决数据共享的后顾之忧。

5、工业互联网平台之第五利润源

在数字化10阶段,属于人适应系统;而进入数字化20阶段,适应公司现有作业模式的定制化软件将起着至关重要的作用。

图1:数字化转型10和20阶段的对比

因此,从技术角度,平台如何让企业快速及高效地完成定制化软件的开发,这将对工业企业数字化转型起着非常重要的作用。从市场现有产品看,包括基础设施即服务IaaS,平台即服务PaaS和软件即服务SaaS,能够让工业企业方便地利用平台提供商现成的低代码、甚至零代码工具完成系统开发,实现“人人都能做开发者”,即解决“技术人员不懂业务,业务人员不懂技术,开发的系统不好用”问题。未来低代码(或零代码)开发工具如同word、excel等办公软件,平台把各类接口做成图形界面,让不懂代码开发的人,通过图标拖拉的方式,开发自己需要的软件来减少低效率的重复工作。员工从原来被动执行者变为创新者,参与进从上到下的数字化改革中,用工具真正方便业务人员工作。

基于区块链技术的分布式认知工业互联网

社会 经济分为生产和流通两个领域,中心化工业互联网平台使用数字化技术替代信息化技术解决的是生产领域问题,而基于区块链技术的分布式认知工业互联网,解决的是流通领域的数据信任问题,但流通领域数据又会影响到生产领域的产品研发、产品质量管理等。

1、降低信任成本

商业模式正在从单边(规模效应)走向双边(网络效应),进入数字化时代后走向多边平台(生态效应)。中心化方式似乎也能够解决信任问题,但中心化模式下的信任主要依靠第三方权威机构的背书,这种方式成本高、效率低。例如,国际贸易买卖双方不信任的情况下,通过银行背书使用信用证服务解决付款问题;为满足银行要求,双方需要提供大量的证明来满足信用证条款,效率非常低下且成本高昂。但如果使用区块链技术,将真实数据从源头上链,保证数据安全、可信以及不可篡改。交易前,买卖双方拥有彼此过往真实的交易记录,以及产品的生产信息,这些信息是否会有助于降低交易的撮合成本?在交易过程中,通过智能合约的应用,一旦达成某个约定即可自动完成付款,这将会极大降低交易成本和交易时间。尤其进入多边平台,如果仍然使用中心化的信用证明体系,将无法构筑生态建设的护城河——信任。

2、重新定义协作关系

供应链多方合作,中心化的共识机制和治理方案更多体现在合同层面,但无法将彼此的利益真正绑定,较难促进生态的良性发展。但在去中心化解决方案中,参与方将资产以token或积分形式置于链上,从技术上实现多方利益绑定,一旦任何一方做出有损生态建设的行为,将会影响token或积分价值,这会影响联盟链上所有参与者的利益。在分布式认知工业互联网平台中,联盟中每个参与者都会积极维护生态利益,因为这也等同于维护着自己的利益。

3、可信数据流转

在产品研发或产品全生命周期管理中,流通数据需要工业企业从下游多个合作商处获取。而传统技术下难以保证数据真实性和安全性,在分布认知工业互联网中,隐私计算能够做到多方数据可用不可见,保证数据安全及合规。此外,根据数据贡献量给与合作商token或积分奖励,鼓励多方数据共享及流转。未来数据交易市场可能会出现更多合规的形式,例如基于区块链技术的数据信托、数据银行等模式。

4、保证数据安全

传统模式下,工业企业依靠于物理隔离实现厂内数据与外界的隔离,但在OT与IT融合下物理隔离屏障被打破,如何保证数据出本地后的安全则需要依靠多方共同努力。在设备通信中,需要做好设备身份认证管理,防止数据被攻击,而分布式认知工业互联网平台通过设备公私钥实现匿名管理,有效降低攻击风险。在数据存储中,采用分布式存储技术,即使单点攻击也无法让攻击者获取完整数据。

5、赋能商业模式创新

可信数据将开启全新的商业模式创新时代,每个组织的商业角色有可能会发生改变。传统商业模式下(供给推动模式),信息是非常碎片化的,供应链上不同参与者都拥有一部分产品相关的碎片数据,用这些不完整的数据去做产品升级、客户服务,难以达到最佳目的。但技术发展的今天,市场开始根据消费习惯、消费特征等因素挖掘每个消费者的需求,制造方式也从M2C进入C2M时代,这些都需要有更多完整、可信、合规的数据,例如,电动 汽车 并不是所有人都需要1000km续航的电池,通过区块链技术,用户授权驾驶数据给电动 汽车 公司,为其配置最合适、性价比最优的电池。再比如, 汽车 保险不再以车辆价值、出险次数等作为保险费用收取的单一指标,未来可能会基于可信里程数据进行保险费用收取。除商业模式的变化,每个组织的商业角色也可能会发生变化,电动 汽车 生产厂商,角色也将从生产商转变为服务商,以蔚来 汽车 为例的车电分离模式,以租代售模式,让 汽车 生产厂商的业务延展到产品全生命周期的管理中,这些模式创新仅仅是数字化时代的开始。

物联网技术在可循环经济中的应用分析

循环经济在中国发展迅速,并被确定为国家发展战略的重要组成部分。将资源进行有效运用是循环经济的主要内容,“再利用”以及“可控化”是其中的两个原则。下面是我为您整理的物联网技术在可循环经济中的应用分析论文,希望能对您有所帮助。

摘要: 随着全球经济的发展以及科技技术的进步,传统的可循环经济已经跟不上如今社会发展的速度,这就需要与当今的科技进行有效的结合。将物联网技术应用到可循环经济领域,是当前社会发展的必然趋势,而如何将物联网技术科学、合理、高效地应用到可循环经济中是值得深思的问题。本文对循环经济以及物联网技术进行了详细的叙述,并从汽车废弃回收利用的现状出发,以汽车的可循环经济网络为例,具体地论述了在可循环经济下的物联网技术的应用,并对其中物联网技术中的关键技术进行详细概括。

关键词: 可循环经济;物联网技术;应用

随着传感器、信息技术、网络、射频识别RFID、移动计算等技术的飞速发展,物联网技术(TheInternetofThings,IOT)应运而生。物联网概念由美国麻省理工大学KevinAshton教授在1991年首次提出[1]。物联网技术是当前社会的主流应用技术,是对互联网技术的扩展以及革新。继计算机和互联网之后,物联网被认为世界信息技术产业的第三次浪潮。将物联网技术应用到可循环经济领域,使网络技术与社会经济结合是未来社会经济发展的主流趋势。本文以循环经济为主要视角,从物联网技术的应用出发,以汽车行业为例,论述物联网技术在产品的生产、消费、回收的循环过程中的具体应用。

1可循环经济下的物联网技术应用概述

循环经济最早在Boulding的“宇宙飞船经济”中被提及,其具体定义最早由Pearce提出。20世纪末,循环经济的理念被系统地引入中国学术界。循环经济在中国发展迅速,并被确定为国家发展战略的重要组成部分[2]。将资源进行有效运用是循环经济的主要内容,“再利用”以及“可控化”是其中的两个原则。相比较传统的经济模式,可循环经济更加符合我国国情。传统的经济模式让我国的物产资源以及环境承受能力都日渐衰落,而可循环经济模式的兴起给我国经济发展带来了新的曙光。可循环经济不仅是已贯彻落实的基本国策,更是我国建立资源节约型、环境友好型社会的`重要措施。

物联网是一个潜在的内循环系统。从经济学角度来说,循环经济系统是一项系统工程[3]。物联网主要借助射频识别技术(RFID)以及全球定位系统等相关的信息传感设备,借助现代通信技术,将需要进行鉴别的物体同互联网进行连接,从真正意义上对物体进行鉴别、跟踪以及管理等,并且将这些信息传感设备与互联网结合起来,形成巨大的网络[4]。这

样的结合实现了物品与网络的链接,更方便基础设施与互联网交换信息,将智能化更好地带入生活的每个角落,其追踪、识别、定位等都是其具体的体现。物联网技术的基本原理是借助射频识别(RFID)技术,在计算机互联网庞大的平台上实现物品信息的自动采集并达到信息的共享。

在产品的生产完成阶段,产品会贴上储存有EPC编码的电子标签,这个电子标签将会一直跟随该产品整个运行的生命周期,而其标签就如产品标志,可以通过物联网对其进行跟踪查询。在物联网技术运用之前,物理的基础设施是和网络基础设施分别开来的,其物件、建筑物等实体与数据库、计算机并无关联,而物联网技术的运用让这二者有机地结合起来,并且扩展出了一个新的高科技领域。

目前,物联网技术已经充分地运用到了信息产业,包括信息服务、信息软件等方面。此外,物联网技术在工业、农业等领域也有重要的应用。可循环模式下的经济涵盖了生产、售后服务等不同环节,其中除生产环节之外的后续环节为物联网技术应用到可循环经济中提供了可能性。随着我国经济的快速发展,人们对汽车的需求量越来越大。据不完全统计,自2000年起,我们每年几乎以100万辆汽车的速度在增长。

随着时间的推移,我国将迎来回收汽车数量的高峰期,汽车报废后的钢铁、有机金属以及在制造汽车的过程中所使用的新型材料、各种金属合金、橡胶、玻璃和聚合物等化学原料都需要得到合理利用。可见,在汽车失去了商品价值后,自身的报废材料亦有巨大的价值。废旧的汽车作为资源的载体,与自身产品很难剥离出来。因此,我们需要一种新型运作模式让资源与产品自身分割开来,这种新型运作模式就是将物联网技术运用到可循环经济中,建立出完整的智能化互联网系统。

2面向可循环经济的物联网技术的应用

21汽车的可循环经济网络

汽车的可循环经济网络是将汽车整体作为一个网络节点,将汽车所属的所有零件安装智能节点,并且将物联网技术作为主要的技术支撑,建立与汽车相关的制造商、服务商、车主、网络运营商等相关单位共存的系统。其具体的应用主要有生产环节、销售环节、回收环节。

211生产环节

在汽车生产制造环节应用物联网技术,营造智能生产系统,即在非人力的情况下通过自动化生产线进行制造运作。在物联网技术的支持下,实现所有的原材料以及生产的半成品或者成品可以在整个生产线上进行追踪识别,这样不仅可以减少人为 *** 作的误差率,而且在一定程度上提高制造的速率,提高生产效益。在智能的生产系统下,为每一个原材料配备一个独立的EPC编码,这个EPC编码所储存的原材料信息以及后续对材料信息的添加、更改都会一直伴随原材料的整个使用生命周期。

为了实现物品之间的读写交互,在原材料入库、出库或者加工以及回收等阶段都要相匹配地安装读卡器、设置传感器。原材料上所携带的自身EPC编码可以将原材料的信息通过代码的形式用读写器进行读取,然后利用发射器以及无线网络的传送将其代码发射到RFID信息服务系统的服务部,用这样的方法就可以将原材料的具体详细信息储存在本地的信息服务器中,并且可以通过对象名解析服务对原材料的代码进行统一资源标识。

通过网络在RFID信息服务器中获得其代码所记载的原材料的具体信息以及自身属性,相关工程人员在制作环节就可以通过网络对原材料的生产过程进行监控。在生产环节采用EPC技术不仅可以在数量众多的零件中找到所需要的零件,还有助于工程管理人员掌握生产线流程信息,及时解决补货、缺货等问题,确保整个生产流水线工作稳定、高效地进行。

212销售环节

当前车载智能系统被广泛运用,而车载智能系统的核心技术就是物联网技术。车载智能系统作为汽车的灵魂系统,一方面要对信息进行记录以及处理,另一方面担负着Intel网、移动经营网络、汽车服务商等网络信息实时交互的工作。

车载智能系统包含不同的功能模块:首先是智能控制模块。智能控制模块可以对车况实时监控并且记录车体的实时信息以及车主的驾驶系统,以提高行车的安全性。另外,该系统还可以对汽车的零件数据实时记录,为回收环节提供精确的数据。其次是车主服务模块,这一模块是车载智能系统中一个重要的应用。

车主服务模块为车主在驾车中提供更加人性化的服务,让车主更加体验到人性化驾驶的乐趣。该模块设置了自动导航、自动泊车、车站信息查询等功能。最后是智能应急模块,车辆在行驶过程中会遇到很多突发情况,预知并及时处理突发状况是非常有必要的。车载智能系统中的智能应急模块对突发情况可以采取相对应的应急措施,也可以设置多重应急模块,例如防盗追踪、安全保障、远程控制等。

213回收环节

车载智能系统的回收环节主要依靠EPC所记录的数据。在智能回收环节中可以随时查录任何重要零部件的信息,比如使用寿命、质地、产地等。回收系统通过查录到的EPC信息,可以将汽车的零件进行精确的分类,并且掌握是否可回收、可利用或者可报废等情况。智能化系统具有将车体的数据信息同汽车智能回收系统中的相关数据信息进行相互分享以及沟通的功能,可以有效地协助汽车拆卸行业从人力进行零件分类转化成工业自动化运行的模式,既可以使分类精确又可以提高工作效率。

本地的Savant系统对当地的废旧、废弃车辆零部件的相关信息进行实时更新,并将这些及时更新的数据传输到汽车产业物联网中的EPC信息服务器以及对象名解析服务器中,这样相关联的企业以及汽车用户就可以通过Internet了解到汽车重要零部件的各项信息,进而可以增强对这些汽车部件的利用,亦能在一定程度上保证重要零部件的安全性。

由此可见,智能车载系统可以利用物联网技术来获取更为精准、及时的报废汽车的车辆信息,并且根据报废汽车上的零件信息对其进行二次加工。当然, *** 作人员也可以根据零部件的信息来确定该零件的功能及其实用信息。

在物联网技术的运用下,车载智能系统不仅可以将汽车回收业进行高度整合,也可以对废旧资源进行合理的循环应用,在避免资源浪费的同时保护了生态环境。

22面向可循环经济的物联网技术的关键技术

面向可循环经济的物联网技术有五大关键性的技术。

(1)射频识别技术。

其实质是一种非接触式的自动识别技术,能够以射频信号智能地识别目标对象,同时取得有关的数据信息,而且全程自动化,不需要人工的干预,尤其不受环境的限制。RFID技术不仅可以对静止物体进行识别,还可以对一些高速运行的目标对象进行准确识别, *** 作也极为快捷方便。物联网理想的状态是对全球范围内的目标对象实现信息的监控、共享。

(2)智能传感器网络技术。

传感器的作用相当于人的皮肤、眼睛、鼻子、耳朵等感受外界变化的器官,接收的是外界温度、光、电、湿度等变化的信号,将变化信号信息应用于网络系统中,为数据的分析、采集、传输提供具体、可靠的数据支持。从传统传感器到智能传感器,再到嵌入式Web传感器的研发,传感器逐渐开始朝着微型化以及信息化等方向发展和进步[5]。

其中,传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(包括CPU、存储器、嵌入式 *** 作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)以及电源是组成传感器网络的智能节点的几个基本单元。

在一个健全的传感器网络中,智能节点基本上出现在目标对象上及周边,同时智能节点相互之间能够进行互相协作。利用互联网络可以把搜集的区域信息传送到远程控制管理中心,比如车载智能软件系统;反之,远程管理中心亦可以对网络节点进行远程控制检测。

(3)GPS定位系统。

在车载智能系统中,车载GPS接收机通过接受卫星发来的数据以及坐标经纬度,将车辆的无线MODEM以GSM短信方式由GSM公司实时传到监控中心,并最终在电子地图中显示出来,由此可对车位的目标有更为精确的定位,以便对车辆进行实时监控。在车辆遇到突发情况时,车载报警模块会发出报警信息,智能系统直接将现场的具体报警信息及时传送到总控制台。

(4)智能技术。

通过在目标对象中植入相关智能系统,使目标对象能够与用户之间进行主动或者被动的交流。

(5)纳米技术。

物联网技术的迅猛发展,使电子元器件更加智能化、微型化。将纳米技术应用到物联网中,可以使更加微型化的物体进行数据的交互与连接。

3结语

如今物联网技术的发展已成为科技发展的主流,大到科技航天,小到车载导航,与我们的生活息息相关。我国人口多、资源相对不足,对可再生资源缺乏合理利用。可循环经济模式符合我国国情,将物联网技术应用到可循环经济中是应对当前发展的必由之路。

参考文献:

[1]高杨,李健基于物联网技术的再制造闭环供应链信息服务系统研究[J]科技进步与对策,2014(3):19-25

[2]陆学,陈兴鹏循环经济理论研究综述[J]中国人口资源与环境,2014(S2):204-208

[3]钱志鸿,王义君物联网技术与应用研究[J]电子学报,2012(5):1023-1029

[4]燕妮浅论物联网技术的应用研究[J]IT论坛,2013(19):81

[5]杨忠敏物联网时代:传感器将迎来黄金十年[J]中国公安安全,2014(6):160-168

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工业物联网市场现状:仍处于早期发展阶段,但是由于其广阔的应用前景和巨大的收益潜力,许多大型跨国公司、各国政府及国际组织都已经在工业物联网进行了大量投入。

物联网

目前,国内的工业互联网都处于摸索阶段,而且很多是处于物联呈现时期(将工厂里面的设备信息连到网络上,通过web等呈现出来),更多的是给人感觉工厂的设备可以远程监控了。

早些年,美国通用电气提出了“工业互联网”的概念,并推出了Predix平台,且面向所能工业互联网企业开放。Predix的四大核心功能是连接资产的安全监控,工业数据管理,工业数据分析,云技术应用和移动性。通用电气指出,通过大数据分析技术将能创造巨大的经济价值。紧跟着,西门子公司研发了MindSphere,而菲尼克斯公司的ProfiCloud也应顺而生。

物联网技术将给制造业带来前所未有的影响,除了提升生产的效率以外,还能创造出更多新的商业机会。

工业物联网的定义是通过各种信息传感设备,如射频识别技术、全球卫星定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术,实时采集任何需要连接、监控、互动的物体或过程状态信息,包含其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种基础信息,通过互联网形成相互交互的、可识别的、可共享的网络,其目的是实现物与物、人与物在网络上的连接,识别、管理和控制等,物联网的信息是动态的,主要由物理机器生成。
工业互联网是指将两台计算机或者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手段互相联系起来的结果,解决人与人之间互联互通问题,人们可以在互联网上获取信息、发布评论、采购产品、购买服务等,但是这些信息和服务需要人来做大量的工作才能完成,并且难以动态地了解其变化。
虽然两者的概念不同,但是他们之间在工业领域是存在交集的,我们也可以理解为工业物联网是在互联网的基础上延伸和扩展到传感层的网络。


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