物联网应用案例
用途范围
物联网用途广泛,遍及教育、工程机械监控、建筑行业、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
展望未来,物联网会利用新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把传感器、控制器等相关设备嵌入或装备到电网、工程机械、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,拥有覆盖全球的卫星,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到智慧化管理的状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与城市、山川、河流等生存环境的关系。
具体应用案例
下面列举了集中具体的应用案例,以供参考
1. 教育物联网
应用于教育行业的物联网首先要实现的就是,在适用传统教育意义的基础之上,对已经存在的教育网络中进行整合。对教育的具体的设施,包括书籍、实验设备、学校网络、相关人员等全部整合在一起,达到一个统一的、互联的教育网络。
物联网产业需要复合型人才,至少具备四方面的特征,包括掌握跨学科的综合性的知识与技能、掌握物联网相关知识与技术、掌握特定行业领域的专门知识以及具备创新实践能力。目前国内已有30余所大学开设了物联网专业。有超过400所高校建立物联网实验室。
2工程机械物联网
“工程机械物联网”是借助全球定位系统(GPS)、手机通讯网、互联网,实现了工程机械智能化识别、定位、跟踪、监控和管理,使工程机械、 *** 作手、技术服务工程师、代理店、制造厂之间异地、远程、动态、全天候“物物相连、人人相连、物人相联”。
工程机械物联网目前应用广泛。以NRS物联网智能管理系统平台为例,提升原本工程机械物联网服务由“信息采集服务”向“数据咨询服务转变”。由原来的现场管理升级为远程监控,由传统的制造转变为制造服务,由原来的被动服务提升为主动服务。功能涉及信息管理,行为管理,价值管理三大方面。
信息管理:
区域作业密集度管理
故障预警及远程诊断
车辆运维主动式服务
金融按揭安全性服务
行为管理:
作业人员统计管理
作业工时效率性分析
行为与工效油耗分析
*** 作规范与工效分析
价值管理:
产品全寿命周期成本管理
行为与员工绩效管理
量本利敏感要素判断
多维大数据决策支持
以福田的农机信息管理平台为例,可以对农业所需相关机械车辆进行全球GPS定位、锁车、解锁车、设备工时查询、故障报警等 *** 作,这对促进农业生产,提高工作效率有着至关重要的作用。
3建筑行业物联网应用——塔机监控
塔机智能化的监控管理系统,主要针对检测状态、危险距离预警、故障诊断、信息回传、工程调度等方面工作。例如塔机下面危险区域禁止站人实时提示、与其他高空建筑物距离过近、超出安全距离范围、内部故障预警、诊断、实时显示额定载重量、当前风速、回转角度、当前载重等。
4建筑行业应用——商用混凝土搅拌站
对生产设备的远程诊断和远程维护已经成为当前自动化技术中的一部分。尤其对于那些错误容易诊断和容易排除的情况,派一个服务工程师到现场解决,既增加工程师的工作负荷,又花费时间。而且费用也相应增加。为了缩短故障的诊断与恢复时间,提高有经验的高级工程师的工作效率,那么远程诊断和编程就是必备的部分。例如:“商用混凝土搅拌站产品远程售后服务系统”,可以在远程实现对PLC站进行编程和调试。可是实现混凝土搅拌站的远程控制和数据监控。
值得一提的是三维虚拟仿真技术在物联网的应用,给商用混凝土搅拌站的物联网应用开创了新的时代。系统实现搅拌站与车辆实时运行状态模拟功能。以动画形式呈现搅拌站实时动态信息,其中可包括:工程名称、施工配比、搅拌站配料情况及其他原材料配料情况,搅拌站场景如下图所示。
5石油
石油行业物联网系统主要是使用监控设备和信息系统采集运输油轮数据、码头设备和环境数据、油库数据、原油管道数据等,对这些数据进行整理和分析,将原油运输各个环节的数据进行关联和分析,合理安排船期、实现计算机排罐,提高整个原油运输的效率,同时通过对相关设备和环境的监测,及时掌握设备运行情况,保证整个运输过程的安全可靠。
石油行业物联网系统的总体解决方案包括:油库监测系统、原油管道监测系统、原油管道无人机巡线系统等。
6水利
物联网在水利方面的应用主要是对闸门的液压启闭机的状态检测、远程控制、故障预警等,利用水下机器人对大坝、水库等水下状态进行状态监控、信息回传等工作。
例如:“远程信息服务系统”能够通过智能信息采集终端,将液压启闭机PLC控制器的控制信息通过物理端口(串口)采集到终端,然后通过GPRS通讯模块,利用2G/3G网络或者互联网络将信息传递到远程WEB服务器,使得远端管理人员能够实现远程感知闸门启闭的运行信息。
7城市物联网
城市物联网利用互联网的信息管理平台、二维码扫描、GPS定位等技术,是更贴近人们生活的一种应用,现在变得更加的直观。比如儿童和老人的行踪掌控、公路巡检、贵重货物跟踪,追踪与勤务派遣、个人财务跟踪、宠物跟踪、货运业、各类车辆的防盗等GPS定位、解锁车、报警提示应用。
针对环卫车辆可以对车辆进行实时进行的GPS定位、状态监控、车辆信息查询、运行状态等工作,例如:需要知道目前城市的某区有多少环卫车辆,处于什么哪个街道, *** 作员,工作情况,计划任务等,同时又可以根据实际情况进行工作调度,对故障做提前的预警,对突发情况应急处理,对重要的问题着重处理等。
8.农业物联网
农业物联网的应用比较广泛的是对农作物的使用环境进行检测和调整。例如:大棚(温室)自动控制系统实现了对影响农作物生长的环境传感数据实时监测,同时根据环境参数门限值设置实现自动化控制现场电气设备,如:风扇、加湿器、除湿器、空调、照明设备、灌溉设备等,亦支持远程控制。常用环境监测传感器包括:空气温度,空气湿度,环境光照,土壤湿度,土壤温度,土壤水分含量等传感器。亦可支持无缝扩展无线传感器节点,如:大气压力、加速度、水位监测、CO、CO2、可燃气体、烟雾、红外人体感应等传感器。
9智能家居
这方面的应用就更加的贴近人们的生活,这是关系到人们生活起居、与生命安全息息相关的应用,我们可以通过智能家居的物联网络,进行室内到室外的电控、声控、感应控制、健康预警、危险预警等,比如声控电灯、窗帘按时间自动挂起、感应器感应到煤气泄漏、空气污染指数过高、室内的光线被家具遮挡严重、室内家居摆放设计、马桶漏水、电量煤气不足报警、车库检测、室外摄像检测、未来天气预测、提醒带雨伞、生活备忘录电子智能提醒等多方面的功能应用。
有人已经预言未来的时代僵尸一个“大数据”的时代,关注大数据的人越来越多,同时物联网的出现与发展推动了数据采集的能力,为数据库的建立提供了有力的支撑。而大数据的处理结果可以通过物联网这一平台有效地执行。数据的采集处理应用必将成为时代的发展主题。物联网概念的提出
1998年,MIT的Kevin Ashton第一次提出:把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成一个“物联网”
2005年,ITU报告:物联网是通过RFID和智能计算等技术实现全世界设备互联互联的网络。
2008年,IBM提出:把传感器设备安装到各种物体中,并且普遍链接形成网络,即“物联网”,进而再次基础上形成“智慧地球”。
物联网形式早已存在,统一意义上的物联网概念提出是在架构在互联网发展成熟的基础上。
物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心是物联网发展的灵魂。
大数据,指的是所涉及的资料量规模据达到无法透过目前主流软件工具,在河里时间内达到管理、处理并且整理成为帮助企业经营决策更有积极目的的资讯。
大数据的误区
1、“大数据”不等于“海量数据”;
2、“大数据”不是一门“新兴技术”;
3、“大数据”不仅仅是“一种理念”。
智慧化的新经济形态
外在:物联网
人和机器的智慧融合
信息和物理世界的智慧融合
信息化与三大产业的智慧融合
内涵:大数据
每个人都是数据产生者、拥有者和消费者;
数据成为新“工业”革命的原材料;
数据中提出信息和智慧
新范式的确立表现为智慧产品的普遍化。
以上由物联传媒转载,如有侵权联系删除这还得从智能制造的起源说起。
智能制造源于人工智能的研究,人工智能是用人工方法在计算机上实现的智能。智能制造的概念提出于20世纪80年代,日本1989年提出智能制造系统,且于1994年启动了先进制造国际合作研究项目,包括了公司集成和全球制造、制造知识体系、分布智能系统控制、快速产品实现的分布智能系统技术等。
加拿大制定的1994—1998年发展战略计划,认为未来知识密集型产业是驱动全球经济和加拿大经济发展的基础,认为发展和应用智能系统至关重要,并将具体研究项目选择为智能计算机、人机界面、机械传感器、机器人控制、新装置、动态环境下系统集成。
欧洲联盟的信息技术相关研究有ESPRIT项目,该项目大力资助有市场潜力的信息技术,1994年其启动的新的R&D项目,选择了39项核心技术,其中三项(信息技术、分子生物学和先进制造技术)中均突出了智能制造的位置。
我国80年代末也将“智能模拟”列入国家科技发展规划的主要课题,已在专家系统、模式识别、机器人、汉语机器理解方面取得了一批成果。2015年,作为我国未来十年实施制造强国战略的行动纲领和未来三十年实现制造强国梦的奠基性文件的《中国制造 2025》明确提出:“智能制造是新一轮科技革命的核心,也是制造业数字化、网络化、智能化的主攻方向”。智能制造在我国获得了快速发展的新契机,已成为我国现代先进制造业新的发展方向。
智能制造(Intelligent Manufacturing,IM)是指一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。智能制造通过人和智能机器的合作共事,去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。智能制造不只是“人工智能系统,而是人机一体化智能系统,是混合智能”。智能制造系统可独立承担分析、判断、决策等任务,突出人在制造系统中的核心地位,同时机器智能和人的智能真正地集成在一起,互相配合,相得益彰,本质是人机一体化。
智能制造的典型特征如下:(1)状态感知:准确泛在感知外部输入的实时运行状态;(2)实时分析:对获取的实时运行状态数据进行快速、准确的分析;(3)精准执行:对外部需求、企业运行状态、研发和生产等做出快速应对和准确执行;(4)自主决策:按照设定的规则,根据数据分析的结果,自主做出判断和选择,并具有自学习的能力。
“工业40”是德国联邦教研部与联邦经济技术部在2013年汉诺威工业博览会上提出的概念。“工业40”的内涵是利用赛博物理系统CPS,将生产中的供应、制造和销售等信息数据化、智慧化,最后达到快速、有效、个性化的产品供应。“工业40”出现后,在欧洲乃至全球工业业务领域都引起了极大的关注和认同,德国学术界和产业界认为,“工业40”即是以智能制造为主导的第四次工业革命,它描绘了制造业的未来愿景,是继前三次工业革命后,人类迎来的以赛博物理系统(Cyber—Physical System,CPS)为基础的,以生产高度数字化、网络化、机器自组织为标志的第四次工业革命。
“工业40”有三大主题:(1)“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;(2)“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;(3)“智能物流”,主要通过互联网、物联网、务联网等,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方则能够快速获得服务匹配,得到物流支持。
智能制造和“工业40”异曲同工,“工业40”的本质是通过充分利用赛博物理系统CPS,将制造业推向智能化的转型。而智能制造是一种新的制造模式,从智能制造系统由低层级向高层级逐步演进发展的角度来看,智能制造的内涵包含了“工业40”的三大主题。
2014年2月,美国国防部牵头成立了“数字制造与设计创新机构”(Digital Manufacturing and Design Innovation Institute,DMDI)。2014年12月,美国能源部也宣布牵头筹建“智能制造的清洁能源制造创新机构”(Clean Energy Manufacturing Innovation Institute on Smart Manufacturing,CEMI)。为什么美国连续成立数字制造和智能制造两个机构,两个机构又是如何分工的,各自研究领域的主要区别在哪里?
首先,我们来理解什么是数字化制造?
数字化技术是指利用计算机软(硬)件及网络、通信技术,对描述的对象进行数字定义、建模、存贮、处理、传递、分析、优化,从而达到精确描述和科学决策的过程和方法。数字化技术具有描述精确、可编程、传递迅速、便于存贮、转换和集成等特点,因此数字化技术为各个领域的科技进步和创新提供了崭新的工具。数字化技术与传统制造技术的结合即数字化制造技术。
其次,让我们来分析美国数字制造机构DMDI和能制造机构CEMI的愿景:
(1)美国数字制造机构DMDI:①目标:在整个供应链中利用增强的、可互 *** 作的信息技术系统,全面改进产品的设计和制造过程。②专注:将来自于设计、生产和产品使用中的数据进行综合并加以运用,减少制造周期和成本;将制造过程全数字化,加强产品全寿命周期的建模与先进分析工具,提升产品性能、工艺效率和企业绩效。③核心技术:通过基于计算机的集成系统,将设计、制造、保障和报废系统的要求进行连接,完善成熟整条“数字线”。在实施设计时,综合利用智能传感器、控制器和软件来提升保障性,同时考虑系统的安全性。
(2)美国智能制造机构CEMI:①目标:从实时能量管理、能源生产率和过程能量效率的角度,降低制造成本。②专注:在整个生产运行中将效率信息实时集成,重点是将能量和材料使用降到最低;特别面向能量密集型的制造部门。③传感器——能够在高温高压环境中工作,控制系统——使用来自这些传感器的数据,计算模型——模拟传感器和控制系统的运行,开放式平台——验证这些技术的集成如何提升能效。
可以看出,美国DMDI和CEMI两个机构都不可避免地研究各类智能制造技术,其中美国数字制造机构DMDI的技术方向和研发内容更加贴合离散制造业的智能制造需求,而美国智能制造机构CEMI的技术方向和研发内容更加贴合流程制造业的智能制造需求。
因此,我们可以认为,传统的数字化制造技术与目前的智能化制造技术的侧重点不同,传统的数字化制造技术侧重于产品全生命周期的数字化技术的应用,而智能制造侧重于人工智能技术的应用,数字化制造技术是是实现智能制造的基础,同时智能化是数字化制造技术的发展方向之一,即采用智能方法,实现智能设计、智能工艺、智能加工、智能装配、智能管理等,进一步提高产品设计制造管理全过程的效率。
2015年5月,国务院正式发布了《中国制造2025》,明确提出要以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线,以推进智能制造为主攻方向。“互联网+制造”,正在成为中国经济的下一个重要增长点。据估算,在未来20年中,中国工业互联网发展可带来3万亿美元左右的GDP增量。
那么“互联网+制造”与智能制造有什么区别?
可以说“互联网+制造”是我们实现产业升级的一种手段和方式,而智能制造是目标,我们把互联网技术引入到日常的生产制造中,逐步实现制造的自动化、网络化,最终实现制造的智能化。
ICT技术的发展引发了第四次工业革命,主要是指云、大数据、物联网三个技术领域的突破性发展。云数据中心使海量数据的存储成为可能,并且存储成本大幅度降低。大数据技术可以对工厂生产过程产生的大量数据进行深度的挖掘和利用,作出更加有利于管理者的商业洞察。物联网技术可以实现人与设备、设备与设备之间的互联与通信,使人机交互更加自由与可靠,推动生产自动化和柔性化的发展。“互联网+制造”其实就是讲前沿的ICT技术与传统的制造相结合,最终达到降低成本提升竞争力的作用。
毫无疑问,智能化是制造自动化的发展方向。在制造过程的各个环节几乎都广泛应用人工智能技术。专家系统技术可以用于工程设计,工艺过程设计,生产调度,故障诊断等。也可以将神经网络和模糊控制技术等先进的计算机智能方法应用于产品配方,生产调度等,实现制造过程智能化。而人工智能技术尤其适合于解决特别复杂和不确定的问题。但同样显然的是,要在企业制造的全过程中全部实现智能化,如果不是完全做不到的事情,至少也是在遥远的将来。
实现智能制造是一个长期的过程,一般来说需要先实现制造的自动化、信息化,最终走向智能化。互联网+制造,是把互联网技术和思维模式引入到我们日常的生产组织当中去。在我们的日常生产中,人、设备、产品、物料等时刻都在产生海量的数据信息,互联网技术使得海量的数据信息传递、集成、挖掘成为可能。
具体措施上,首先是以既有的两化融合管理体系为抓手,通过标准化,特别是国际标准化的贯彻,引领制造业和互联网融合发展。
其次是以制造业为切入点,结合相关行业的配合共同推动“互联网+制造”。重点推动传统装备智能化改造升级,加强重点行业CPS(信息物理系统)应用水平和智能制造系统解决方案能力建设,积极培育工业生产新业态、新模式,推进制造业服务化转型和生产性服务业的发展。
第三是以创业创新为重点,加快推进“互联网+中小微企业”的发展。“这方面由工信部中小企业司来牵头,会同相关部门一起推动。这是国家层面的‘互联网+’行动方案部署的重点任务,将围绕着中小微企业的大众创业和万众创新来开展。”
其四是以高速宽带网络技术为支撑,提升基础设施的支撑水平,“这部分由通信司局(工信部信息通信发展司)为主,会同相关司局来推进,把我们的4G等信息基础设施做好,并且谋划研发好5G等下一代通信技术。”
第五,以关键技术、软件产业服务为突破口,提升信息技术产业支撑水平。这部分由工信部的电信司(电子信息司)和信息化司(信息化和软件服务业司)等部门一块牵头。重点是要夯实信息产业发展基础,实施“星火计划”,大力发展移动互联网、物联网、云计算、大数据等新一代技术产业,加快云计算+大数据基础设施的建设。
M2M/物联网技术是两化融合的补充和提升 ,两化融合也是物联网4大技术的组成部分和应用领域之一。
两化融合最基础的传统技术是基于短距离有线通讯的现场总线的各种控制系统,如PLC,DCS,HMI,SCADA等。
物联网理念把IT技术融合到控制系统中,实现“高效、安全、节能、环保”的“管、控、营”一体化。
物联网在制造业的“两化融合”可以从以下4个角度来进行理解:
生产自动化:将物联网技术融入制造业生产,如工业控制技术、柔性制造、数字化工艺生产线等;
产品智能化:在制造业产品中采用物联网技术提高产品技术含量,如智能家电、工业机器人、数控机床等;
管理精细化:在企业经营管理活动中采用物联网技术,如制造执行系统MES、产品追溯、安全生产的应用;
产业先进化:制造业产业和物联网技术融合优化产业结构,促进产业升级。
生产自动化
将物联网技术融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分手工和脑力劳动,以达到最佳生产状态。通过应用整合信息系统、人机界面设备PLC触摸屏、数控机床、机器人、PDA、条码采集器、传感器、I/O、DCS、RFID、LED生产看板等多类软硬件的综合智能化系统,实现布置在生产现场的专用设备对从原材料上线到成品入库的生产过程进行实时数据采集、控制和监控。同时,智能制造系统实时接受来自ERP系统的工单、BOM、制程、供货方、库存、制造指令等信息,同时把生产方法、人员指令、制造指令等下达给人员、设备等控制层,再实时把生产结果、人员反馈、设备 *** 作状态与结果、库存状况、质量状况等动态地反馈给决策层。
产品智能化
利用传感技术、工业控制技术及其他先进技术嵌入传统产品和服务,增强产品的智能性、网络性和沟通性,从而形成先进制造产品。所谓智能性,指产品自己会“思考”,会做出正确判断并执行任务。比如智能冰箱能根据商品的条形码来识别食品,提醒你每天所需饮用的食品,商品是否快过保质期等;所谓网络性,指产品之间可以通过网络进行联系。比如智能电表可以同智能家电形成网络,自动分析各种家电的用电量和用电规律,从而对用电进行智能分配;所谓沟通性,指产品和人的主动的交流,形成互动。比如电子宠物可感知主人的情绪,根据判断用不同的沟通方式取悦主人。
管理精细化
以RFID等物联网技术应用为重点,提高企业包括产品设计、生产制造、采购、市场开拓、销售和服务支持等环节的智能化水平,从而极大提高管理水平。将RFID技术应用于每件产品上,即可实现整个生产、销售过程实现可追溯管理。在工厂车间的每一道工序都设有一个RFID读写器,并配备相应的中间件系统,联入互联网。这样,在半成品的装配、加工、转运以及成品装配和再加工、转运和包装过程中,当产品流转到某个生产环节的RFID读写器时,RFID读写器在有效的读取范围内就会检测到编码的存在。EPC代码将成为产品的唯一标识,以此编码为索引就能实时地在RFID系统网络中查询和更新产品的数据信息。基于这样的平台,生产 *** 作员或公司管理人员在办公室就可以对整个生产现场和流通环节进行很好的掌握,实现动态、高效管理。
产业先进化
物联网等信息技术是一种高附加值、高增长、高效率、低能耗、低污染的社会经济发展手段,通过与传统制造业相互融合,可以加快产业不断优化升级。首先,物联网可以促进制造业企业节能降耗,促进节能减排,发展循环经济;其次,推动制造业产业衍生,培育新兴产业,促进先进制造业发展;最后,推进制造业产品研发设计、生产过程、企业管理、市场营销、人力资源开发、企业技术改造等环节两化融合,提高智能化和大规模定制化生产能力,促进生产型制造向服务型制造转变,实现精细管理、精益生产、敏捷制造,实现制造业产业优化升级。
中国制造业经过这些年的信息化发展,已经由初期的MIS到ERP、CRM、SCM,从CAD/CAM到CAPP、PLM,初步达到一定的规模。制造业从以往的产品竞争,到现今的服务竞争,而物联网的引入又将引发技术的竞争,进而引发产业的升级优化。物联网在制造业无论是生产过程性能控制、故障诊断还是节能减排、提高生产效率、降低运营成本都将带来的新的发展。物联网技术的研发和应用,是对制造业“两化融合”的又一次升级换代,能提升企业竞争力,使企业更多地参与到国际竞争中。物联网技术的应用,必将引发制造业行业一场新的技术革命。
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
评论列表(0条)