在制造业中,及早的识别出工艺或产品上的差异便可以尽早进行修正,从而减少缺陷并提高生产效率。工业物联网 (IIoT) 提供了一种新的途径来发现和降低可变性。需要温度、压力和粘度这类可变参数的工艺,或者要求准确放置各种组件的行业,例如自动化行业等,正在从数量不断增长的传感器部署以及随着这些传感器产生的数据而来的深入洞察力中获益。

举例来说:

  • 商业运输企业使用车辆上产生的传感器流数据来识别潜在的故障并执行预防性维护和预测性维护。
  • 农业和矿山企业采用传感器网络来协调设备在现场的运动、开发无人驾驶车队、改善车队的维护,并且增强安全性。
  • 汽车制造商使用车载诊断数据来探测设备故障、安全风险及缺陷。
  • 对于油气行业的生产商和精炼厂来说,生产停机是一项重大的问题,因此该行业正在使用越来越多的传感器、网络和分析功能来生成针对设备性能和预测性维护的预见性的洞察力。

工业物联网的演进

如以上几例所示,工业物联网正在迅速的演进,从简单的概念变为现实,并且还在推动着超低功率 (ULP) 无线技术的成长,将确保传感器阵列和其他设备之间网络互连的超高效率的数据通信。对于 ULP 无线协议的选择,将会产生多个候选选项,而哪种技术将成为主流目前尚不明确。

实现工业物联网功能的无线平台以标准和定制的射频同轴连接器、线缆组件以及天线为基础。此外,工业物联网还需要各种独特的解决方案,例如包含了蜂窝、UMTS、Wi-Fi、蓝牙、GPS 等等在内的通信技术。

尽管很多为工业物联网助力的技术并未完全成熟,传感器则已存在了很多年,达到了一定的成熟度。以上提到的两种传感器,即温度传感器和压力传感器,现在已经整合到了海量的设备当中。加速度计现已成为移动设备的一种必备功能,使显示界面可以“翻转”,随着屏幕方向的更改而有所变化。另外,磁力计可以提供电子罗盘功能,而陀螺仪则可使运动保持稳定–例如,可以用于摄像头。

多功能融合式传感器

许多之前独立的功能现在都被整合到了多功能的、或者“融合式”的传感器中,我们可以看到这一可以节省空间与成本的趋势正在加速发展。这类融合式的传感中心将用于整个物联网 (IoT) 行业以及工业物联网领域。

此外,传感器还将获得来自新的工业协议的协助,例如 IO-Link 等。这类传感器可以提高传感器的智能性、提供更多的传感功能,并且实现内部的诊断和维护信息共享功能–同时,还会保持较低的互连成本。工厂车间或其他工业应用中安装的基础设施正在从专用、串行的现场总线过渡到更新的以太网网络,例如PROFINET 或 EtherNet/IP等,从而提供这些新功能所需的更大的数据量。基础设施自身也在从无源介质迁移到有源的控制和监控,以便分散数据管理功能,提高数据的可用性。

技术融合

尽管这些协议具有至关重要的作用,需要牢记的重要一点是,工业物理网这一愿景是由技术融合来实现的。融合过程中的一个主要方面就是新一代传感器芯片的发展,例如温度传感器和压力传感器等。第二个因素是 IPv6 寻址功能的实现,使数量几乎不受限制的人员和设备可以通过互联网来通信。第三,我们已经看到,在超低功率 (ULP) 无线连接方面有多个协议在竞争中发展,使得基于传感器的网络仅需消耗极少一部分的功率。

如上所述的一些技术在工业物联网以及物联网的其他领域迅速的发展、成长,使得可以开发几乎无限数量的各种新应用,增进效率。这些技术将成为极大的推动因素,产生显著的创新机会。然而,工业物联网的部署依然面对着来自传统思维的怀疑,并且对于安全性也存在着一定的顾虑。这些问题必须先得以解决,然后工厂中的工业设备与机器才能向互联网敞开,充分受益于这些充满潜力的新技术。

作者:Thierry Bieber,Molex 业务发展经理

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