工業4.0帶來的效率提升有助于更好地利用資產并提高產量，但對一些制造企業來說，前期面臨的成本壓力可能是一個不小的挑戰。

獲益于工業 4.0 的實施，工廠生產線、加工廠和倉庫運營的日常運作方式得以改變。但是在很多情況下，由此帶來的相關成本增加可能會是一個棘手的問題。希望采用此類 技術的企業需要在實現目標的同時，將相關成本降至最低。

分析咨詢公司 Statista 近日的一份研究報告預測，全球工業自動化市場將大幅增長。在其《2020-2025年全球工業自動化的市場規模》報告中顯示，該行業在 2020 年收入超過 1750 億美元，預計到 2025 年將達到 2650 億美元——相當于 9% 的復合年增長率 （CAGR）。《財富》商業洞察的一份研究報告也指出：工業自動化市場規模預計將以9%的復合年增長率持續到 2028 年之后，總產值將超過 3550 億美元。

工業 4.0 的優勢和成本影響

廣泛實施工業 4.0 可以提高效率水平，從而可以更好地利用資產并增加產出。這意 味著可以更快地完成訂單以滿足客戶的需求，還可以提高產品質量，減少浪費。

工業 4.0 的另一個關鍵優勢，是連續監控不同設備關鍵參數的能力。這樣就可以調查和解決影響整體性能的任何問題。它還可以支持預測性維護活動，這意味著可以在導致生產停工之前，識別出需要更換的零部件。工業設備的服役時間一般來說都很長。

由于已經進行了大量投資，意味著無法在短時間內更換這些設備。問題是如何最大限度地利用工業 4.0，同時降低相關成本。

在向智能工廠遷移之前，需要充分考慮費用方面的因素。在可用預算有限的情況下，企業需要尋找升級現有設備的方法，而不是大規模更換現有設備。

縮小工業自動化系統的連接差距

有效的連接應當是任何工業自動化系統的基礎。正是通過這種方式，企業可以采集來自設備和工藝的所有數據，并將其應用于監控、分析和提出改進建議。如果需要對特定場景做出快速響應，這些連接將用于執行必要的操作。如果想要工作在最佳狀態，那么就需要一個所有設備都使用相同通信協議的統一平臺。

通信可以是垂直的或水平的。垂直通信依賴于設備和公司運營管理系統之間的雙向（雙工）數據傳輸。橫向通信則通常意味著將獲取的數據將上傳到云，使獲得授權的人員能夠遠程訪問這些數據。這些數據可用于研究趨勢或搜索可能對工業現場運營產生持久不利影響的任何異常情況。

已經運行很久的設備，通常依靠各種現場總線協議的使用，其中許多協議是幾十年前建立的。當他們需要與最近部署的后臺企業或云基礎架構進行交互時，通常會帶來挑戰。如果要使這種傳統設備與現代工業自動化兼容，就需要對連接進行升級改造。

旨在為傳統工業設備或儀器提供下一代連接的硬件必須易于安裝。此外，可能還需要考慮空間限制。同樣重要的是，該硬件應具有魯棒性，可以滿足工業應用環境。為了確保可靠性，必須考慮極端溫度、沖擊和振動以及靜電放 電（ESD）和潛在液體侵入的威脅。

對于許多工業企業而言，在工廠車間和上層之間，仍然存在嚴重的脫節。需要做出改變，以更好的利用自動化的優勢。通過與上述改造類似的選項，實現工業 4.0，有時并不復雜，也不昂貴。通過工業轉換器模塊和智能傳感器插件，就可以改造老舊的工業設施，使其順利進入下一個工業時代。

用于實現設施連接現代化的產品

研華 ADAM-4520-F 是一款 RS-232 至 RS-422/RS-485 轉換器模塊，能 夠以 115.2kbps 的速率傳輸數據，可以在支持不同串行接口標準的設備之間方便的進行通信。通過將其中一個單元連接到最初裝有 RS- 232 接口的設備上，可以將 RS-232 信號轉換為隔離的 RS-422 或 RS485 信號。通過該裝置，可以支持長達 1200m 的通信距離， 并連接多達 32 個節點。無需更改軟件，從而方便了升級過程。除了具有 3kV 電流隔離外，該模塊還具有內置浪涌保護機制。工作溫度范圍為 -10 至 70℃。采用緊湊型 ABS 外殼（尺寸為 70mm x 122mm x 30mm）， 可采用 DIN 導軌或面板安裝。

Brainbox 的 ED-588 以太網網關支持 Modbus TCP 協議，允許現有工業設備與上游的企業基礎設施進行交互。它提供了一個強大、智能的“控制側”設備，為工廠車間環境（通常被稱為“過程側”）中的系統提供接口。它有 8 個非隔離數字輸入和 8 個非隔離的數字輸出通道。以太網端口能夠以 100Mbps 的速率傳輸數據。

該裝置為 DIN 導軌安裝，外形緊湊（尺 寸為 101mm x 128mm x 22.6mm），最大限度地減少了機柜空間。這些裝置可用 24V 電源供電，并安裝在等級為 IP20 的絕緣聚酰胺外殼中。它可用于控制風扇、電磁閥、簧片開關、燈或電機。此外，該網關可以處理來自多個傳感器的數據。無需軟件就可以 從網絡瀏覽器訪問該裝置。由于它作為一個 COM 端口安裝在微軟 Windows PC 上，因此與舊設備型號完全向后兼容。具有短路和 ESD 保護功能和超溫停機。工作溫度范圍為 -30 至 80℃。

關鍵概念：

■ 工業 4.0 的實施可以改善工廠生產線，但網絡升級帶來的前期成本升高是一個障礙。

■ 如果公司不想更換大型工業設備，那就應設法升級現有的工業網絡。

審核編輯：劉清