工業(yè)和信息化部信息化推進司近日在北京召開了“物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領域中的應用專題研討會”。會議邀請了中國工程院、中科院自動化所、中國移動研究院、中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會以及無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院等機構的專家學者,就物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領域中的應用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、重點領域及政策措施等問題進行了專題研討。
物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領域的應用
具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術的計算模式、移動通信等不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié),大幅提高制造效率、改善產(chǎn)品質量、降低產(chǎn)品成本和資源消耗,將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段。從當前技術發(fā)展和應用前景來看,物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領域的應用主要集中在以下幾個方面:
制造業(yè)供應鏈管理。物聯(lián)網(wǎng)應用于企業(yè)原材料采購、庫存、銷售等領域,通過完善和優(yōu)化供應鏈管理體系,提高了供應鏈效率,降低了成本。空中客車通過在供應鏈體系中應用傳感網(wǎng)絡技術,構建了全球制造業(yè)中規(guī)模最大、效率最高的供應鏈體系。
生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化。物聯(lián)網(wǎng)技術的應用提高了生產(chǎn)線過程檢測、實時參數(shù)采集、生產(chǎn)設備監(jiān)控、材料消耗監(jiān)測的能力和水平,生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護水平不斷提高。鋼鐵企業(yè)應用各種傳感器和通信網(wǎng)絡,在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對加工產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度實時監(jiān)控,提高產(chǎn)品質量,優(yōu)化生產(chǎn)流程。
產(chǎn)品設備監(jiān)控管理。各種傳感技術與制造技術融合實現(xiàn)了對產(chǎn)品設備操作使用記錄、設備故障診斷的遠程監(jiān)控。GE Oil&Gas集團在全球建立了13個面向不同產(chǎn)品的i-Center(綜合服務中心),通過傳感器和網(wǎng)絡對設備進行在線監(jiān)測和實時監(jiān)控,并提供設備維護和故障診斷的解決方案。
環(huán)保監(jiān)測及能源管理。物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設備的融合實現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關鍵指標的實時監(jiān)控。在重點排污企業(yè)排污口安裝無線傳感設備,不僅可以實時監(jiān)測企業(yè)排污數(shù)據(jù),而且可以遠程關閉排污口,防止突發(fā)性環(huán)境污染事故發(fā)生。電信運營商已開始推廣基于物聯(lián)網(wǎng)的污染治理實時監(jiān)測解決方案。
工業(yè)安全生產(chǎn)管理。把感應器嵌入和裝配到礦山設備、油氣管道、礦工設備中,可以感知危險環(huán)境中工作人員、設備機器、周邊環(huán)境等方面的安全狀態(tài)信息,將現(xiàn)有的網(wǎng)絡監(jiān)管平臺提升為系統(tǒng)、開放、多元的綜合網(wǎng)絡監(jiān)管平臺,實現(xiàn)實時感知、準確辨識、快捷響應及有效控制。
工業(yè)領域物聯(lián)網(wǎng)應用面臨的關鍵技術
從整體上來看,我國物聯(lián)網(wǎng)還處于起步階段,物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領域的大規(guī)模應用還面臨一些關鍵技術問題。概括起來主要有以下幾個方面:
工業(yè)用傳感器。工業(yè)用傳感器是一種檢測裝置,能夠測量或感知特定物體的狀態(tài)和變化,并轉化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息,是實現(xiàn)工業(yè)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中,要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù),使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài),并使產(chǎn)品達到最好的質量。
工業(yè)無線網(wǎng)絡技術。工業(yè)無線網(wǎng)絡是一種由大量隨機分布的、具有實時感知和自組織能力的傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)狀(Mesh)網(wǎng)絡,綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等,具有低耗自組、泛在協(xié)同、異構互連的特點。工業(yè)無線網(wǎng)絡技術是降低工業(yè)測控系統(tǒng)成本、擴大工業(yè)測控系統(tǒng)應用范圍的熱點技術,也是未來幾年工業(yè)自動化產(chǎn)品新的增長點。
工業(yè)過程建模。沒有模型就不可能實施先進有效的控制,傳統(tǒng)的集中式、封閉式仿真系統(tǒng)結構已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要。工業(yè)過程建模是系統(tǒng)設計、分析、仿真和先進控制必不可少的基礎。
此外,還包括工業(yè)集成服務代理總線技術、工業(yè)語義中間件平臺等關鍵技術問題。
從垂直和聚合兩個方面推動物聯(lián)網(wǎng)應用
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進程是一個規(guī)模龐大的復雜技術革新過程,可以從垂直和聚合兩個方面推動其應用。
垂直應用是指企業(yè)結合自身的特點、行業(yè)的特點進行生產(chǎn)過程的控制。垂直應用與行業(yè)生產(chǎn)和業(yè)務流程緊密結合,通過提供集成化的行業(yè)解決方案,為行業(yè)內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)管理提供各種服務。如在汽車行業(yè)中,產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中的企業(yè)各自建立物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng),感知車輛實時狀態(tài),車載控制模塊匯聚和發(fā)送車輛信息,完成對車輛的控制。物聯(lián)網(wǎng)的應用可以服務于生產(chǎn)流程和設備管理等輔助支持管理,同時高效支撐倉儲和物流供應鏈管理。
聚合應用是跨行業(yè)的應用,是基于公共服務平臺的信息化服務。聚合應用是運營商和解決方案提供商,以行業(yè)用戶、家庭用戶和個人用戶為重點,規(guī)?;茝V和普及基于物聯(lián)網(wǎng)的相關業(yè)務和服務。如集成應用車載傳感網(wǎng)、GPS定位、通信技術等的汽車,可以提供全方位和全天候的檢測、導航、娛樂、呼救等信息服務,再通過公共服務平臺完成信息維護和綜合服務運營,消費者、整車廠、維修商、車輛管理機構均可共享信息和服務,促進整車和零部件的設計和工藝流程的完善,實現(xiàn)車輛全生命周期管理。
物聯(lián)網(wǎng)應用必須堅持以業(yè)務驅動為主
我國工業(yè)領域行業(yè)眾多,推進物聯(lián)網(wǎng)應用必須堅持以業(yè)務驅動為主,找準工業(yè)領域關鍵環(huán)節(jié)的切入點。當前,可以在部分需求迫切、技術成熟、效益明顯、帶動性強的工業(yè)領域圍繞關鍵環(huán)節(jié)開展物聯(lián)網(wǎng)的應用試點,催生和推進中國智能工業(yè)發(fā)展。
裝備制造業(yè)供應鏈管理。借助射頻識別等物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)對裝備產(chǎn)品的數(shù)字化物流管理,推動上下游協(xié)作廠商共同應用先進物流管理技術,推動建設一個相互支持的裝備制造現(xiàn)代物流群,提高整個供應鏈的協(xié)調(diào)性,實現(xiàn)現(xiàn)代物流與裝備制造的聯(lián)動發(fā)展。
食品安全追溯體系。發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)在貨物追蹤、識別、查詢、信息等方面的作用,推進物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖、收購、加工、運輸、銷售等各個環(huán)節(jié)的應用,實現(xiàn)對食品生產(chǎn)全過程關鍵信息的采集和管理,保障食品安全追溯,實現(xiàn)對問題產(chǎn)品的準確召回。
石化設備智能測控。將物聯(lián)網(wǎng)技術推廣應用到石油勘探、開采、運輸?shù)拳h(huán)節(jié),建立油井生產(chǎn)智能遠程測控系統(tǒng),實現(xiàn)對石化生產(chǎn)設備的智能測控和管理,促進化工企業(yè)的安全生產(chǎn)和科學管理。
煤礦安全生產(chǎn)管理。重點應用傳感器、無線射頻識別、移動通信等技術實現(xiàn)水、火、頂板、瓦斯等煤礦重大危險源的識別與監(jiān)測,建設和完善安全監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng),提升煤礦安全生產(chǎn)過程監(jiān)控和應急響應水平。
工業(yè)排污實時監(jiān)控。在化工、輕工等部分高污染行業(yè),支持其智能排污監(jiān)控系統(tǒng)的建立與完善,實現(xiàn)智能排污自動監(jiān)控裝置、水質數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置、水質參數(shù)檢測儀等設備的集成應用,對重點排污監(jiān)控企業(yè)實行實時監(jiān)測自動報警、遠程關閉排污口,防止突發(fā)性環(huán)境污染事故發(fā)生。
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