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IIoT 为自动化带来了什么?替代、竞争 or 互补?

发布日期:2021-12-22 浏览次数:2168 来源:控制工程中文版作者:网络
 

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IoT、IIoT 和 OT 之间的关系。图片来源:PAESSLER AG

工业物联网(IIoT)提供了更多有价值的数据和情境信息,使自动化和控制系统能够比以往任何时候都能更好地执行任务。

第四次工业革命已经进行一段时间了。人 们也将其称之为数字化转型、工业 4.0 或者智能制造等。无论名称如何,这场革命所带来的新技术,都切切实实的带来了经济效益,并推动了全球制造业的蓬勃发展。

大多数制造公司已经、或计划在不久的将来开展某种工业 4.0 项目。工业物联网 (IIoT)、 人工智能 (AI)、增强 / 虚拟现实 (AR/VR)、数字化双胞胎、云和边缘计算等等,都是工业 4.0 的一部分,但也许它们都没有工业物联网重要。

对很多人来说,智能制造和工业物联网几乎是同义词。在谈到智能制造时,人们可能会立即开始谈论 IIoT。在大多数智能制造解决方案中,IIoT 都是无处不在。

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将工业物联网与自动化和其它工厂系统集成 时,网络安全是一个重要的考虑因素

智能制造的智能优势

IIoT 的最大优势之一是它可以为广泛的智能制造解决方案奠定基础。机器学习 (ML)、 AI、大数据、分析、制造执行系统 (MES)、企 业资源规划 (ERP)、数字线程和许多其它应用, 都可以建立在 IIoT 的基础上。

IIoT 的另一大优势,是它可以利用和扩展现有技术。机器对机器通信、传感器和传感器数据、甚至自动化和控制系统都是 IIoT 的组成部分,已经存在很长时间了。以至于有人说 IIoT 根本就不是什么新鲜事物。

IIoT 还与 MES 和 ERP 等信息系统相关联,执行交易、提供数据、推动分析并支持实时可见性。最后,IIoT 的真正优势是上述各项的整合。它提供了一个支持众多 IIoT 应用的通信平台。它利用并最大化现有技术,将其作为补充而不是竞争解决方案。它与大多数公司现有的 大型信息系统相关联。

基本功能 :作为中间件的 IIoT

在基础层面,工业物联网是桥梁,在设备、机器、控制器、数据库、信息系统和人员之间提供通信主干道。IIoT 的基本功能是监控、管理和维护连接的设备和机器。IIoT 还支持将大量数据(例如传感器数据)以近实时地方式传输到需要它的系统和应用。

这意味着 IIoT 是部署在边缘的几乎所有组件(如传感器、设备、机器和控制器)与所有面向用户的应用程序(如人机界面、MES、ERP、企业制造智能(EMI)和分 析)之间的基础接口或中间件。

许多 IIoT 平台和解决方案不仅仅是接口或中间件的基础,还可以提供数据收集、聚合、可视 化和分析等非常复杂的功能。同样,一些 IIoT 平台还提供报警和通知解决方案、MES 和 ERP 的 内置接口、数据发布功能以及仪 表板、分析和报告工具。

一些 IIoT 平台提供的最新功 能之一,是将各种传感器、设备、 机器和控制器数据及其情境数据,发布到几乎任何外部系统以进行分析。这些功能通常独立于应用 和系统,并且通常允许异步的、基于消息的事件处理和发布。所有这一切,都使其成为获取所需 数据的绝佳解决方案,而无需不断轮询数据以寻找变化。

具有 AI 的智能对象

一些 IIoT 平台推出的另一个 新功能是智能 AI 对象。智能 AI 对 象用于封装制造和机器运营的关键元素,例如配方、配置、工具和状态等,并将这些智能 AI 对象构建到基于对象的 AI 数据模型中。 然后,这个模型成为整个 IIoT 的通用模型,在需要数据的地方使用和重新使用这些智能 AI 对象。

IIoT 允许在任何需要的地方,查看和使用智能 AI 对象。IIoT 使 用智能 AI 对象来收集并保存来自机器的情境数据。由于 IIoT 和其它系统会发现并使用智能 AI 对象, 因此可以在 IIoT 的任何位置创建或更改它们的情境数据。借助此 功能,边缘计算解决方案变得更加实用且更易于与云集成。毕竟,数据已经封装在智能 AI 对象中,可以通过 IIoT 获得这些数据。

IIoT 有助于发现智能 AI 对象以及与其关联的数据集,合并其底 层组织模型,使用底层数据,并将 智能 AI 对象、数据模型和数据提供给需要它们的任何事物或任何 人,而所有这一切都是实时的。

互补的 IIoT 技术

不少人认为 IIoT 可以取代 HMI、监控和数据采集 (SCADA) 系统、自动化、控制、MES,甚至可能取代 ERP 的一部分。其实不是这样的。IIoT 并非旨在取代这 些系统。IIoT 与它们不是竞争关系,而是互补的。它利用现有技术,在它们的基础上进行构建,并提供任何一个平台都无法实现的协同功能。

IIoT 与这些其它应用(尤其 是信息系统)互补的原因之一是 整体环境。要充分理解和分析数据,并找到特定工况的根本原因,需要全面了解情境数据。

虽然情境数据是 IIoT 的优势之一,但它自己无法提供完整的情境信息。无论是订单信息、客 户信息、发货或接收信息、质量 信息,甚至是销售信息,IIoT 都没 有。制造商需要诸如 MES 和 ERP 之类的信息系统来补充 IIoT,从而 为任何制造事件提供完整的情境 数据。

IIoT :非闭环控制

IIoT 具有互补性的另一个原因,是它并不是真正为优化而设 计的。尽管具有这些优势,但它并不能解决所有问题——仍然需 要 MES 和 ERP,对于自动化和 控制系统也是如此。IIoT 并不是为了提供闭环控制而设计的,而 在制造业中仍然需要、而且是永远需要闭环控制。IIoT 提供了其它任何地方都没有的数据和情境信息,使自动化和控制系统能够比以往任何时候都能更好地执行 任务。

自动化和控制系统以及设计人员,可以专注于更高级别的功能,例如从头到尾协调整个制造过程。他们还可以进一步优化流程,而不必担心传感器、设备、 机器和通信。这就是 IIoT 的终极力量——使自动化和控制变得更强大。这就是为什么自动化和控制与 IIoT 是互补而不是竞争关系的原因。

IIoT 为传感器、设备、机器和工业控制器提供通信主干。它 是各种应用的基础。它利用和扩展现有技术,最大限度地提高技术的价值和寿命。IIoT 通过提供来自传感器、设备、机器和控制 器的数据并提供情境数据,来补 充 MES 和 ERP 等信息系统。也许最重要的是,IIoT 完善了自动化和控制系统。

制造系统的集成

即使拥有 IIoT 的所有优势,制造商也必须与现有系统整合得当,才能充分实现所有好处。这 些优势具有显著的协同效应,提供了自身无法实现的能力。

将 IIoT、信息系统以及自动化和控制系统全部整合起来,就形成了一个非常强大的解决方案。 如果使用得当,它可以产生积极影响,使业务部门能够做以前不可能做的事情,同时为制造企业提供可衡量的、切实的利益。

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