工業(yè)物聯(lián)網占據未來經濟發(fā)展要角
無論是工業(yè)4.0(Industry 4.0)抑或是工廠所需的智慧應用,工業(yè)物聯(lián)網(IIoT)都將是這些概念未來發(fā)展的主體架構。研調機構CB Insights指出,諸如制造、物流、石油與礦采集、公共事業(yè),以及農業(yè)等資產密集型的產業(yè),皆須利用工業(yè)物聯(lián)網以提升工作效率與成效。
在工業(yè)物聯(lián)網的浪潮下,相關系統(tǒng)中的所有設備皆須具備感測與連網功能。
透過底層感測功能加以收集設備數(shù)據,再借助各式有∕無線技術將信息匯整后傳遞至后端,平臺系統(tǒng)再將數(shù)據分析后加以儲存,管理者可用以擬定出合宜的生產計劃,最終打造出智能化的應用模式。
MarketsandMarkets報告指出,工業(yè)物聯(lián)網市場預計將從2015年的113.71億美元,到2022年攀升至195.47億美元,2016~2022年的年復合成長率約7.89%。
HCL技術公司執(zhí)行副總裁兼全球負責人Sukamal Banerjee曾表示,2017年工業(yè)物聯(lián)網產業(yè)將發(fā)生根本性轉變。根據該公司2016年所做的全球調查,有38%企業(yè)已經開始進行物聯(lián)網相關進程,而有57%企業(yè)目前正在計劃中。
由此可知,2017年應當是工業(yè)物聯(lián)網普及應用的元年,相關企業(yè)在物聯(lián)網方面的投資將顯著增加。HCL的調查中,69%的受訪企業(yè)計劃在未來一年增加物聯(lián)網投資;因此,工業(yè)物聯(lián)網的潛在收益非常龐大。
研調機構Accenture舉美國、中國、德國以及英國等四個工業(yè)大國為例,到了2030年前,IIoT將為美國GDP帶來6.1兆美元的進帳;假若該國愿加重工業(yè)物聯(lián)網投資力道,提高50%的資本支出以改善相關聯(lián)網等設備,到了2030年IIoT之于美國GDP的貢獻將攀升至7.1兆美元,其國內生產毛額將提升2.3%。
至于中國,該機構預測,中國加強投資工業(yè)物聯(lián)網,到2030年GDP將達到1.8兆美元,進而提升國內生產毛額提高1.3%。
倘若德國對于工業(yè)物聯(lián)網愿提升其資本支出,到了2030年德國GDP貢獻將達7,000億美元,國內生產毛額將有效提升1.7%;此外,英國如果加強其投資工業(yè)物聯(lián)網力道,2030年對英國GDP貢獻將達5,310億美元,且國內生產毛額可提高1.8%。
工業(yè)4.0也意味著傳感器(Sensor)的重要性將更被重視。許多提供工業(yè)物聯(lián)網服務的大廠認為,邁向工業(yè)4.0的時代,物聯(lián)網大資料的收集與活用將變得相當重要。
從現(xiàn)場收集大數(shù)據并使用云端加以存放這是一般人對于工業(yè)物聯(lián)網的認知,但是進一步分析資料與情報處理,并且利用現(xiàn)場設備控制情報加以回饋,方是工業(yè)4.0的目的所在。
相關業(yè)者應須提供客戶工廠制造現(xiàn)場端的生產設備上控制器組件信息智能且可視化的技術。并透過設備數(shù)據收集、分析制程數(shù)據、異常監(jiān)視,以提升設備運轉生產效能;也就是利用設備數(shù)據,以提供經營管理者活用。
在工業(yè)物聯(lián)網概念中,設備中搭載傳感器,一來無論是現(xiàn)場人員、機臺、機器人或是作業(yè)工具,皆可提供業(yè)主具利用價值的數(shù)據,以提升效率、發(fā)掘潛在問題、優(yōu)化品管以及預知機臺狀態(tài)等。
制造業(yè)者欲導入工業(yè)物聯(lián)網,也應從產品質量、供期、技術能力度等三面向加以思考合作的廠商,原因在于,工業(yè)級產品與一般消費性要求不盡相同,工業(yè)等級產品穩(wěn)定度與質量標準更高,因此長工期保證與配合廠商的技術支持不可忽視。
除傳感器之外,在傳輸層面,機器對機器(M2M)或機器對平臺間的通訊也相當重要;但用于IIoT通訊技術繁多,有線與無線傳輸技術彼此之間形成競合關系。
以往,工業(yè)制造現(xiàn)場以現(xiàn)場總線(Fieldbus)通訊方式為主,但此一模式的互操作性稍嫌薄弱,在市場急尋良方時,工業(yè)以太網絡趁勢崛起;其利用以太網絡作為標準基礎,再透過TCP/IP通訊協(xié)議以兼容于IEEE 802.3標準。
在工業(yè)以太網絡中最為市場所歡迎的莫過于EtherCAT,端看以往各大工業(yè)相關展會,可于許多廠商展示中窺見其蹤。EtherCAT系以軟件為核心,并搭配單一線路,改善傳統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場的復雜配線;此一通訊模式在數(shù)據同步過程中,訊號抖動量較小,且傳遞延遲性較低,硬件建置的花費上也較過往來得低廉;因此廣為市場所采用。
此外,以太網絡通訊標準中,時效性網絡(TSN)也是近來相當火紅的話題,相對于上述所提的EtherCAT,TSN并非工業(yè)領域專用的的標準,而是透過IEEE 802.1與IEEE 802.3二大標準,加以拓展出其他功能。
TSN優(yōu)勢在于可促進整合、強化連結性,并借助大數(shù)據分析出所需的信息,以滿足工業(yè)物聯(lián)網改善作業(yè)的需求,再進一步達到以智能型連接系統(tǒng)與機臺為架構的新商業(yè)模式。
且看好此一標準的發(fā)展前景,工業(yè)互聯(lián)網聯(lián)盟(IIC)也曾協(xié)同業(yè)界許多大廠共同開發(fā)TSN測試臺,希望借此讓此一新款以太網絡可更加靈活應用于生產應用的生態(tài)系統(tǒng)。
由于近年來大量化的標準化產品需求日漸降低,進而被少量訂制化取代,驅使制造業(yè)的產線智能化需求興起,市場需要一個更為開放的標準串行通訊協(xié)議,促使IO-Link的出現(xiàn)。
IO-Link標準所扮演的角色是底層設備點對點快速鏈接的通道架構,毋須復雜尋址即可實現(xiàn)點對點連接;可向上與工廠現(xiàn)場總線兼容,將所收集的數(shù)據傳遞至管理系統(tǒng)中,也就是說,IO-LINK更像工廠網絡底層一個采用標準接口的特殊網絡。
在工業(yè)物聯(lián)網的浪潮下,相關系統(tǒng)中的所有設備皆須具備感測與連網功能,進而區(qū)別出以往的自動化,真正達到工業(yè)信息化、聯(lián)網化之轉型發(fā)展。





