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。