淺析智能工廠中的工業物聯網技術

左培良 周琴 戴星

摘?要：在智能工廠的發展中，物聯網是重要的核心技術，工業物聯網是如今工廠發展一種趨勢，也是智能工廠的基本條件。本文對智能制造以及工業物聯網的相關問題展開了探討和分析，指出了智能工廠中關于工業物聯網的一些問題，并分析了工業物聯網研究的一些核心問題，希望對國內工業發展有一定的促進作用。

關鍵詞：智能工廠;工業物聯網;技術應用

智能工廠可以從智能制造、智能產品以及智能管理三個維度進行描述，三個維護可以經過數據的支持實現交互，工業物聯網與服務互聯網是智能工廠中的兩方面重要的通信設施，服務互聯網可以與供應商之間進行連接，對生產計劃、資源以及物流等相關系統實現信息的集成，工業物聯網則是支持各類設備以及產品的互通互聯，借助信息通行實現與空間的集成。

一、智能工廠中的工業物聯網

（一）工業物聯網的體系結構

現場設備在工業生產的底端，借助現場總控網絡，對工業環境中數據進行感知并且完成命令下發，工業物聯網中的傳感器網絡用靈活組網以及通信優勢，與總線網絡是共存的，在工業控制中可以發揮出不可忽視的作用。與以往的物聯網不同，工業物聯網中加入工業企業的各類服務器以及系統，一方面可以對實時性的控制命令進行快速地決策，另一方面可以借助數據庫將底端數據傳輸到應用層。數據的處理要借助互聯網進行傳動。對工業生產的流程展開全面的監控，并對設備的信息進行有效的跟蹤。[1]

（二）智能制造對工業物聯網的要求

在智能工廠中諸多的終端設備，比如移動機器人，就是有一定隨機移動能力的設備，雖然是在工程中的固定設備，也是在一個時段中產生不同的加工情況。這些設備的信道環境以及業務模式，是隨著節點的運動發生改變的。[2]在智能工程中傳感器網絡是非常復雜的，其中有大量的節點存在，對不同參數進行適當的收集，將信息依據重要性分成不同優先級，工業數據的傳輸需要一定的可靠性以及實時性，現場設備的數據監測實效性則是在1S以上。另外是成千上萬在工業物聯網中分布的傳感器，時刻產生著大量的數據，工業物聯網的處理任務就是將信息收集，然后是借助數據挖掘等先進的技術，在其中提取到有效的信息。

二、智能制造環境下工業物聯網的核心問題

（一）全互聯制造網絡

工業物聯網的建設目標就是互通互聯，為了達到智能制造的目的，網絡需要對不同的設備實現互聯互通，如今缺乏標準化的操作信息交換協議。在工業物聯網中收集到的信息往往是鼓勵的以及封閉的，這對工業物聯網大范圍應用是有一定影響的。因此要找到合適的解決方案，對多源異構數據進行融合。初期數據的融合是針對傳感器，解決的是異構傳感器的互聯。[3]如今來看信息融合體現的是多層次以及多角度的數據處理過程，并且包括數據的多源檢測以及估計。

（二）工業無線通信

工業領域的無線通信，需要部署靈活，成本低廉，便于進行維護以及維修。無線通信為諸多的智能設備以及自動化設備提供無線鏈接以及網絡拓撲結構，在一定的條件下無線通信可以彌補有線網絡的不足。在工業中的無線通信，如今來看有針對藍牙技術的，設計出鏈路負載調整算法，讓通信的質量的測定了改善。也有人提出了基于WiFi的監測技術，通過WiFi來實現無線傳感器與分析終端之間的相互連接。以往的通信技術在很長一段時間內滿足工業發展中的需求，但是工業物聯網的出現，以往的技術已經是無法滿足工業物聯網的實際建設需求。

（三）工業物聯網中數據處理

在智能工程中，底端設備是數據的主要來源，時刻產生大量的感知數據，這些數據的數量大，還是從不同的設備中產生的，在網絡傳輸的條件以及現實環境下，受到硬件以及工藝等因素的影響，讓不同的設備數據得到有效的處理，找到工業物聯網的指導信息，

（四）工業網絡的安全性

工業物聯網是現階段智能工廠建設的重要內容，工業物聯網的信息安全是至關重要的，涉及到數據的感知層，應用層以及傳輸層的信息安全。其中工業物聯網中數據主要是源自于感知層，安全性主要是涉及到數據的完整性以及保密性，對于硬件上的一些漏洞，是要堅決避免的，在傳輸層中信息海量的，身份認證、密鑰協議、機密性等諸多的方面都是影響到工業物聯網的數據安全性。應用層分析大量的數據，在處理以及應用數據中需要嚴密的保護技術，加密技術不斷更新，同態加密成為重要的技術發展方向。

三、結論

總之，工業化發展在現階段已經進入到新的時期，工業物聯網成為工業發展的一種趨勢，也是智能工廠中的重要部分。工業物聯網可以解決設備的互聯互通問題，在設備的監控以及自動化操作方面，工業物聯網起到非常重要的作用，也是讓工業生產的整體水平實現了提升。

參考文獻：

[1]喬宇.共創物聯世界?洞見智能未來——訪研華（中國）有限公司工業物聯網事業群中國區總經理蔡奇男先生[J].電氣時代，2018（10）：8-10.

[2]羅克韋爾.自動化利用工業物聯網技術將制造決策時間從數小時縮短至幾毫秒[J].智慧工廠，2017（10）：10.

[3]特約記者.基于工業物聯網的智能制造技術體系——訪中科院沈陽自動化研究所劉意楊副研究員[J].中國儀器儀表，2016（10）：33-34.