發布日期：2022-07-14 點擊率：63
“工業物聯網及工業 4.0 能夠帶來更為豐富的過程和設備信息以實現更有效的工廠運行。但是該從何著手呢? 您可以分階段實施，從工廠內部開始，然后再連接英特網。已經有許多工廠行動起來了。”
——艾默生自動化解決方案
亞太區應用技術總監
Jonas Berge
分階段步驟
某些工廠在傳感層面已經搭建了數字網絡架構，并通過英特網將數據集中到運營中心，但是大多數工廠還沒有達到這個階段。當然工業物聯網的應用可以是逐步進行的。一般在初級階段還不需要與連接英特網，因此儀控部門可以先行一步，需要接入英特網的時候，再請IT部門介入。
第一步
搭建全廠數字傳感網絡
為了彌補原有工廠最初設計上未覆蓋到的測點，有時會在現有控制系統基礎上采用一部分無線傳感器，以提高工廠效率和可靠性。原來采用現場總線技術的工廠不但可以方便地添加傳感器，也可以方便地部署無線傳感網絡。有些工廠的數據依靠人工采集，無法很好地實現狀態監測和能源管理。要安裝 4-20mA 的變送器則成本高昂而且會破壞現有線纜，因此可以考慮搭建WirelessHART (IEC 62591) 網絡，然后通過網關與 DCS、歷史和狀態監測軟件連接。
工業物聯網解決方案是現有工廠網絡的一種擴展，必須能夠與其兼容，現場總線和無線儀表構成了工業物聯網的基礎層，當 WirelessHART 網絡部署完成后，其傳感器就能滿足可靠性、維護、能源效率、運行、HSE 和一體化的各種需求。
如果工廠尚未使用 WirelessHART，那么趕緊找一個需要解決的問題，開始體驗無線技術。
第二步
對設備資產進行監測
如果工廠采用的是現場總線，那么要添加儀表是很方便的。對工廠進行一次現場調研，以發現提高運行及維護效率的機會，了解各職能部門所面臨的挑戰，如人工采集數據、無法預見故障、無法根據優先級別安排維護工作、腐蝕監測、排污監測、能源浪費等。
根據需求確定配備的儀表及設備，用來進行可靠性、維護、一體化、能源效率、HSE 和生產效率等應用的測量，有些可在歷史記錄中查看，有些則在控制系統中使用。如果只是數據采集這種簡單的應用，并不需要特定的軟件。您可以從一臺傳感器開始，根據應用逐步增加新的測點。
一旦 WirelessHART 網絡和傳感器安裝就位，不但能減少人工數據采集，而且可在系統不停機的情況下實現預測維護、腐蝕和泄漏探測，從而降低成本、減少停車和事故，這在過去是難以實現的。
第三步
采用預測分析軟件
許多工廠一方面有很多過程數據，但是很少對其進行分析，另一方面對于設備數據則很少采集。現有資源已不足以掌握設備可靠性和工廠運行性能的信息，比如，僅依靠振動數據還無法全面了解設備健康狀態。因此通過傳感器和軟件能夠使設備變得更加智能化，分析軟件能夠根據采集到的原始數據提供可執行的預測信息。例如，換熱器的維護人員現在可以通過直觀的圖示了解換熱器結垢對于產品混合的影響。分析軟件只是安裝在企業內部的服務上，不需要用到云服務，有些軟件甚至可以裝在某個類似控制器的裝置上。到這一步還算不上工業物聯網，因此不需要IT部門提供英特網的連接。工業物聯網要向后兼容現有軟件，OPC 為工業物聯網搭建了這樣一個平臺。
第四步
改進工作流程
有了軟件和數據，必需要運用到日常的運行維護工作中才能體現其價值。第一，維護人員要比運行人員先收到預報。第二，只針對關鍵問題進行報警。報警要能夠體現緊急程度并提供清晰的描述。在標準運行流程中加入軟件和數據。最后，對工作人員進行培訓。
第五步
實現內聯網
現在已經有了足夠的數據，但是工廠可能缺乏有經驗的專家來解讀振動、腐蝕或結垢數據，也沒有足夠的人員可以長期在偏遠的地方工作。在這種情況下，就可以考慮通過網絡實現數據遠傳，讓員工無論身處何處都能查看現場數據，或是由全球的專家團隊遠程查看數據。查看權限僅限于公司內部，我們可以稱之為內聯網，依然還不能算是物聯網。
第六步
物聯網商業模式
您可能已經采用了現場總線和無線技術，但還沒有連接到英特網，就不能稱之為物聯網。
最好的設備專家來自于設備廠商，但是他們并不在現場，僅管現場有足夠的人員從事維護工作。
將系統與英特網相連，允許經過授權的外部供應商或服務機構查看數據，這就是完整的工業物聯網架構。有了數字傳感和工業物聯網，一種全新的外包商業模式也應運而生。
商業模式
獨立服務機構或是設備廠商的專家可以遠程監測企業的設備，并提供設備性能報告和維護策略，通過這種服務訂制模式，由服務方提供測量儀表和軟件，企業無需前期資金投入，只需每月支付相應的服務費用。此外，設備廠商也可以提供專業的維護服務，以確保設備更高效地運行。企業可根據產出或設定要達到的目標來支付相應的服務費用。
服務機構通過設備數據，預先發現潛在問題，從而避免停機、解決問題，并讓工廠達到最佳產能。
網絡安全和IT/OT融合
考慮到整個工廠不同層面的設備，可能有多家廠商需要獲得授權查看設備數據。這就對網絡安全提出一定的要求，物聯網涉及英特網和儀表，需要IT部門與儀控部門共同協作，明確訪問權限，一般采用安全控制級別為 3.5 的防火墻建立一個網絡隔離區。
有些工廠設備監測系統與控制系統是分開的，無線傳感器的數據可以不經過 DCS，通過無線網關和 3G 移動路由器直接傳到云端軟件。這種結構用于外包遠程監測服務，既然數據不經過控制系統或工廠網絡，那么也就不需要 IT 部門提供網絡連接。
