十年來，物聯網 （IoT） 在全球范圍內蓬勃發展。物聯網的主要焦點是消費者領域，然而，還有其他領域需要基于連接事物的應用。物聯網在制造業中的延伸被稱為工業物聯網，通常也稱為IIoT/工業4.0。IIoT通過安全網絡連接機器和工業設備，并實現整個工業設施的自動化。IIoT是M2M通信，大數據分析，SCADA和類似其他行業設備的組合。

到77年，設備和技術的工業物聯網（IIoT）市場預計將從3億美元增長到110億美元，在預測期內的復合年增長率為6.2025%。

要了解工業物聯網如何使制造業受益，讓我們檢查一些關鍵點：

專用5G網絡的重要性

對5G的需求正在迅速增長，Wi-Fi網絡逐漸受到覆蓋范圍，容量，可靠性和時間問題的困擾。由于Wi-Fi網絡使用未經許可的頻譜，因此公共領域的用戶會產生漏洞影響。專用5G網絡使用專用頻譜，提供eMBB，mMTC和URLLC功能的技術彌合了上述缺點。

盡管最新的 Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6E 通過提供增強的帶寬、更少的延遲、高速和安全性，比其前代產品有了重大改進，但 5G 技術在超低延遲、對大量設備的精確尋址能力、隱私和戶外性能方面無與倫比。電信，OEM和Semicon的積極投資導致專用5G網絡的快速發展，最終簡化了部署并降低了成本。

資產管理：-想象一下，一家工廠正在制造某種資產，操作員需要定期驗證資產已達到的階段，根據資產時序更改電機的控制，并通過查看進入和退出點來控制生產。在這種情況下，如果我們能夠減少人為干預并智能地跟蹤資產，那將非常有幫助。借助IIoT的智能工廠可以使用智能傳感器跟蹤不同的工廠資產位置，監控供需要求，并相應地管理工作流程，記錄和生產。

預測分析：-制造商可以對正在進行的制造狀態進行分析，估計實現里程碑所需的時間表，機器的維護要求。預測分析工具可幫助工程師確定問題的根本原因并制定緩解計劃，從而提前警告故障。隨著我們在這個生態系統中的發展，生產線將擁有更多的數據，這些數據可以提供更多的可見性來處理復雜的場景，從而形成更強大的系統。

高效和富有成效的流程：-工業中的機械設備需要定期維修和維護。如果設備意外損壞，則可能會影響計劃生產的減少，浪費時間和資源。物聯網輔助生產可以通過在設備導致損壞之前對其進行維修來避免生產停機.最終，在增強分析、減少停機時間和基于正在監控的機器的決策的幫助下，生產線將提高生產率，從而加快制造速度。

安全操作：-該行業的機器可能很危險，如果不定期維修，可能會變成危險。采用工業物聯網（IIoT）自動化單元可以確保員工和機器的安全。此外，該行業可以將機器人技術與機器相結合，以限制工人在地面以下或在某些特殊腔室中工作。

如今，許多制造公司已經開始投入時間和金錢來開發智能IT驅動的制造解決方案。工業 4.0 的采用使工業用戶能夠利用其優勢，例如資產管理、預測分析、高效和生產流程以及運營安全。然而，通過利用這些優勢，IIoT為制造商和企業帶來了自己的一系列挑戰。

制造商和原始設備制造商采用IIoT的挑戰

互操作性：- 制造業沉迷于航空航天、汽車和石油廠等各個領域。不同部門涉及的制造工藝各不相同。工業部門既沒有標準也沒有工業智能傳感器。例如，在生態系統內不同供應商的機器之間傳輸數據將與其他生態系統不同。像Zigbee，Thread這樣的標準，在物聯網中，提升了物聯網系統與其他設備互操作以共享信息。然而，工業4.0沒有類似的標準。原始設備制造商和中小企業需要改變/數字化他們的流程，以確保業務部門基于一些現有流程的互操作性。

安全：- 如果沒有互連系統，確保智能技術是無效的。但是，將工業級機器與網絡連接會帶來風險。它可能導致易受攻擊的攻擊，并可能導致制造過程故障，員工和機器的安全可能受到威脅。對于任何工業 4.0 OEM 來說，都必須擁有最強大、最安全的環境，以保護工作站免受網絡威脅。

行業創客的專業知識不足（缺乏知識）：- 由于IIoT剛剛起步，技術創新所需的行業技能，具有不同機械形狀和尺寸的單元的協調，來自各種來源的數據集成以及實現眾多制造系統的供應商是市場的困難之一。除此之外，由于缺乏知識和巨大的投資需求，小規模公司將發現難以開始使用工業4.0技術。

缺乏成熟的技術：- 智能制造單元需要有一種機制或傳感器來智能地檢測和協作從一臺機器到另一臺機器的數據。這需要工業級傳感器和智能機器。目前，面臨的挑戰是，市場上沒有太多可用于該行業的智能傳感器/機器。此外，開發工業級傳感器需要對生態系統進行培訓和模擬，這是一項艱巨的任務，但對工業家來說卻是一個重要方面。

基于上述與IIoT相關的好處和挑戰，讓我們了解一些支持它的重要用例。

使用工業物聯網網關：- 與PLC，DCS和其他傳感器接口的工業網關，用于通過OPC UA或其他一些行業標準進行數據收集。它將支持云，這有助于將真實事物與數字世界聯系起來。基于云的網關將支持對生產數據的分析，從而推動核心業務邏輯。

一些主要功能：

通過可靠的高速以太網、Wi-Fi 或 LTE 連接實現云連接（適用于非常偏遠的地區）

支持標準工業協議（Modbus，OPC Unified Architecture - OPC UA，MTConnect等）

與 PLC 和 SCADA 集成

時間敏感型網絡 （TSN）

將重要數據發送到云端進行大數據分析和預測性維護

智能制造解決方案的使用：- 智能制造解決方案將有助于分階段管理制造單位，并為資產提供故障報告。該解決方案還將支持工業電機控制和速度診斷。為了遠程跟蹤和控制制造，該解決方案將提供一個云接口。

一些主要功能：

控制電機的運行和速度

溫度和壓力測量和分析

在達到溫度和壓力閾值時采取適當措施

使用雨量RFID和位置繪圖進行制造階段跟蹤

庫存管理并在必要時訂購更多庫存/組件

通過可靠的高速以太網、WiFi 或 LTE 連接（適用于偏遠地區）和制造統計數據實現云連接

審核編輯：郭婷