工业物联网应用 关键在于无线通信和人工智能导入
作者:网站管理员
来源:本站原创
日期:2017/4/22 16:01:47
工业物联网把所有设备和传感器整合到同一个网络,网络会传送数据给计算机来储存分析,经过计算机软件分析之后,有助于工厂做出聪明的决策,进而达到预先设定的生产力目标。
无线通信和AI技术是未来工厂自动化的主力。
工业物联网(IIoT)就是把物联网(IoT)应用于制造业,借助无线技术、网络云端联机和人工智能(AI)分析,来监控工厂设备,又称为工业4.0,亦即以自动化提升制造业水平。信息交流越多,生产力就越高,但唯有大量信息经过分析和诠释,才有助于做出完善的决策。
据Electric Design报导,工业物联网把所有设备和传感器整合到同一个网络,网络会传送数据给计算机来储存分析,经过计算机软件分析之后,有助于工厂做出聪明的决策,进而达到预先设定的生产力目标。
无论是员工、工具、机器人或设备,皆可能提供有益的信息,协助工厂找出无效率之处、潜在问题,同时优化品管、预测趋势、避免停工、优化既有资产。这一切都有赖软硬件的更新,首先是通讯技术。
有线通讯向来是工厂自动化的常态,但无线通信显然更具弹性。IEEE 802.15.4专门支持点对点(P2P)联机和无线感测网络,该标准确立了基本物理层(PHY),包括频率范围、调变、数据率、帧格式和媒体访问控制(MAC)。
IEEE 802.15.4主要有3种频率,最常用的是2.4-GHz ISM频段(16个频道),基本数据率是250 kb/s,再来是美国902-
to 928-MHz ISM频段(10个频道),数据率40 kb/s或250
kb/s,再来是欧洲868-MHz频段(1个频道),数据率20kb/s。
以上三者皆采用直序展频(DSSS),有二元相移键控(BPSK)和偏移四元相移键控(QPSK)2种调变。6LoWPAN采用IEEE 802.15.4规范的PHY层和MAC层,属于低功率的点对点无线传输。
至于蜂巢式无线电,支持机器对机器(M2M)数据传输,适用于远程监督和控制,目前正以4G LTE取代2G和3G模块,传输范围为1~10公里。
Dust Networks旗下无线网络SmartMesh,以802.15.4和6LoWPAN两种规范为基础,形成具有修复功能的网状感测网络,提升了传输范围和可靠性,模块电池续航力高达1万小时,加上采用时间同步跳频(TSCH)连结层,可在几毫秒内同步所有节点。
国际自动化协会(ISA)开发ISA100a,专门用来控制工业流程和工厂自动化,采用802.15.4规范的PHY层和MAC层,另外增添数据安全、可靠性、回馈控制等功能。
无线射频识别系统(RFID)主要用来辨识、定位、追踪等,读取器会传输高功率RF讯号给被动式卷标,接着读取储存在内存的数据。RFID标签又小又平坦又便宜,可以附着在任何要追踪的物品。
Wi-Fi仅次于蓝牙,堪称最广泛使用的无线技术,遍布于智能型手机、NB、平板、家庭无线路由器,此外还有不少工业用途,适合高速较长范围的传输。
ZigBee属于低速短距传输的无线网络协议,源自ZigBee Alliance,最大特色是针对感测监控建立大型网状网络,还可以应付多达6.5万个节点,广泛应用于工厂自动化以及其他M2M和物联网用途。
虽然数据收集程序也懂得分类数据,但AI技术更有效率,更不需要人员介入。AI可迅速分析数据,实时调整流程进而提高生产力,预防式维护(PM)便是一例,可预知哪些零件可能故障,预先排定汰换,以免故障中断生产,造成天大损失。
AI的终极目标是纳入一定的人类智慧,来评估情况并采取行动。