互聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)自動化中的應用研究

摘要：互聯(lián)網(wǎng)技術可以幫助企業(yè)更好地管理設備、優(yōu)化生產(chǎn)線、升級工藝，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全面監(jiān)測和控制。鑒于此，本文重點探究互聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)自動化領域的具體應用，如提升生產(chǎn)效率、產(chǎn)品信息化、安全生產(chǎn)和節(jié)能減排等方面。同時，文章也指出了互聯(lián)網(wǎng)技術應用中存在的問題，如系統(tǒng)復雜性、設備兼容性、技術創(chuàng)新與人才不足等，并提出了相應的改善措施，包括完善技術應用制度、優(yōu)化技術解決方案和打造專業(yè)團隊。

關鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)技術；工業(yè)自動化；應用問題；改進策略

一、引言

當前，互聯(lián)網(wǎng)技術已廣泛應用到社會生產(chǎn)活動中。在工業(yè)自動化領域應用互聯(lián)網(wǎng)技術，可以進一步推動工業(yè)數(shù)字化和智能化發(fā)展。

二、互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展現(xiàn)狀

互聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)領域具有相同的概念實質，可以在工業(yè)和企業(yè)領域整合各項生產(chǎn)運行和經(jīng)營管理活動，達成資源共享目標，形成工業(yè)生態(tài)，推動傳統(tǒng)業(yè)務和企業(yè)的創(chuàng)新與轉型[1]。

在技術發(fā)展趨勢方面，主要涉及三個發(fā)展階段，其模式由垂直封閉型轉變?yōu)樗介_放型：首先，垂直封閉發(fā)展，主要特征是獨立運行，各類應用不僅能夠獨立工作，且具有相對應的終端和系統(tǒng)；其次，水平化發(fā)展，主要特征是資源共享，具有能夠標準化接入不同業(yè)務終端、融合各類數(shù)據(jù)的終端層，平臺層不僅可以統(tǒng)一匯集各類數(shù)據(jù)，還可以共享各類資源；最后，二次水平化發(fā)展，主要特征是開放，在計算技術和智能技術的支持下，終端層可具有更多樣的功能。在大數(shù)據(jù)技術和人工智能技術的支持下，平臺層除了能處理分析數(shù)據(jù)外，還可以共享復用數(shù)據(jù)。

三、互聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)自動化中的實際應用

（一）在工業(yè)生產(chǎn)領域

科學技術加快了互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)制造業(yè)的發(fā)展速度，同時也拓展了其應用范圍。工業(yè)生產(chǎn)制造業(yè)想要達成高效生產(chǎn)運營目標，就要重點提升生產(chǎn)設備運行效率。基于設備實情的深入了解，通過與互聯(lián)網(wǎng)技術的有效整合，能夠確保設備高效運行，從而實現(xiàn)高效生產(chǎn)目標，為生產(chǎn)制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定基礎。例如，在通信網(wǎng)絡技術的支持下，鋼鐵企業(yè)通過配合使用傳感器技術于生產(chǎn)作業(yè)中，可以實時監(jiān)控產(chǎn)品加工參數(shù)，如溫度、厚度和寬度，精確控制質量，從而推動生產(chǎn)流程的優(yōu)化與高效運轉，推動工業(yè)自動化生產(chǎn)的進一步發(fā)展，幫助企業(yè)更好地控制生產(chǎn)成本[2]。

智能傳感器為工業(yè)自動化提供了關鍵支撐，將互聯(lián)網(wǎng)技術引入數(shù)字化工廠，配合使用相關設備，是發(fā)展智能工業(yè)的有效途徑，有助于企業(yè)對產(chǎn)銷流程和生產(chǎn)過程的全面把控，降低人資需求，提供更精準、更合理的生產(chǎn)信息和生產(chǎn)過程規(guī)劃。在“智慧工廠”中，通過整合互聯(lián)網(wǎng)技術，企業(yè)只需配合使用傳感器，如無線感測等設備，就能夠從硬度、顏色、味道等多個維度，精準測量和把控產(chǎn)品質量，有效彌補傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)存在的不足。此外，互聯(lián)網(wǎng)還帶來了新的工廠維護模式，簡而言之，能夠幫助企業(yè)在了解設備運行狀況的基礎上，確定需要維護的具體時間。據(jù)報告，該操作能夠增加9%的設備運行時間，節(jié)省12%的成本，且安全性、健康性更高，可以增加20%的老化資產(chǎn)使用期限[3]。

（二）產(chǎn)品信息化領域

在日益激烈的市場競爭中，產(chǎn)品生產(chǎn)制造商目前從原產(chǎn)地、采集時間、安全信息等方面，不斷加大對產(chǎn)品的了解需求。在互聯(lián)網(wǎng)技術的支持下，企業(yè)可以信息化監(jiān)控整個產(chǎn)品流通過程，體現(xiàn)了工業(yè)自動化目前追求的新發(fā)展方向，是拓展產(chǎn)品市場份額的關鍵舉措。

互聯(lián)網(wǎng)技術還具有流程追蹤功能，可以在有效記錄的基礎上，達成產(chǎn)品信息化管理的目標，使消費者可以對其各項生產(chǎn)信息進行全面、快速、便捷的查詢。這也是產(chǎn)品工業(yè)化最重要、最有效的消費者服務體現(xiàn)和智能化生產(chǎn)模式。例如，汽車制造領域常用的數(shù)字孿生技術。工程師通過合理應用該技術，可以在免去現(xiàn)場使用車輛的情況下，獲得更動態(tài)、全面的車輛數(shù)據(jù)和變量數(shù)據(jù)[4]。

（三）安全生產(chǎn)領域

若不能確保工業(yè)生產(chǎn)的安全性，就無法保障人員的生命安全，進而給企業(yè)帶來嚴重損失。因此，在新時代背景下，企業(yè)想要確保工業(yè)生產(chǎn)安全，就要采用互聯(lián)網(wǎng)自動化管理模式。工業(yè)安全體系涵蓋兩大關鍵環(huán)節(jié)：一是機械安全，二是過程安全。前者主要依賴于各種設備的運用，如安全按鈕、安全門、傳感器、安全通信網(wǎng)絡（如安全總線）以及安全可編程邏輯控制器等先進技術。過程安全管理的核心在于機械設備的安全運行、員工的安全操作，以及安全的工作環(huán)境。追求生產(chǎn)效率與保證安全之間，務必在持續(xù)作業(yè)的同時，精心構建并嚴謹執(zhí)行安全規(guī)定和應急響應計劃。在當前工業(yè)生產(chǎn)中，安全儀表系統(tǒng)（SIS）的廣泛應用不可或缺，其核心目標是確保機械設備穩(wěn)定運作和工藝過程安全無虞。精通并持續(xù)監(jiān)控DCS系統(tǒng)的核心指標，實時向安全管理人員推送精確的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，直接保障了生產(chǎn)控制網(wǎng)絡的平穩(wěn)運作，從而大幅強化了工業(yè)生產(chǎn)過程中的自動化安全系數(shù)。工業(yè)自動化企業(yè)采用上述措施，不僅可以有效避免生產(chǎn)安全問題，還可以減少安全控制支出，避免正常生產(chǎn)受事故和安全隱患影響[5]。此外，在安全管理過程中，企業(yè)在運用互聯(lián)網(wǎng)技術的同時，還要對各生產(chǎn)流程進行細分，在此基礎上開展智能化生產(chǎn)風險識別工作，運用具有安全管理功能的互聯(lián)網(wǎng)技術，為工作人員、整體生產(chǎn)提供安全保障和質量保障，從而獲得預期的安全管控效果。例如，目前部分行業(yè)的主要成本因素，為避免產(chǎn)品損壞給企業(yè)帶來巨大損失，此類行業(yè)的大部分企業(yè)紛紛開始采用 llot傳感器和軟件，主要目的是追蹤產(chǎn)品環(huán)境。llot可以從溫度、移動和溢出等方面，對設施、運輸過程和當?shù)毓痰牟糠殖Ｒ娨蛩剡M行跟蹤。

（四）節(jié)能減排領域

隨著工業(yè)發(fā)展進程的不斷加快，為了確保工業(yè)自動化企業(yè)的長久發(fā)展，就需要將環(huán)保節(jié)能政策落實到整個生產(chǎn)過程中，做到節(jié)能減排。為此，工業(yè)生產(chǎn)在追求經(jīng)濟效益的同時，也要具備可持續(xù)發(fā)展觀，并以該理念為自身發(fā)展的重點。同時，企業(yè)也要基于節(jié)能減排理念組織生產(chǎn)活動，致力于構建協(xié)同發(fā)展的社會和經(jīng)濟效益關系，持續(xù)踐行企業(yè)環(huán)保責任。工業(yè)企業(yè)要想利用互聯(lián)網(wǎng)技術解決實際生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染問題，并達成節(jié)能減排目標，就要在生產(chǎn)設備中整合物聯(lián)網(wǎng)傳感器，以及邊緣計算、大數(shù)據(jù)分析、安全加密通信等互聯(lián)網(wǎng)技術，如此才能夠對內部污染來源與環(huán)境污染狀況進行動態(tài)監(jiān)控和系統(tǒng)檢測，為節(jié)能減排目標的實現(xiàn)創(chuàng)造有利條件，也可以為工業(yè)企業(yè)的發(fā)展提供穩(wěn)定、可靠的保障，促使企業(yè)采用環(huán)保效益更高的工業(yè)自動化發(fā)展策略。在互聯(lián)網(wǎng)技術的支持下，企業(yè)可以大幅降低生產(chǎn)污染，推動環(huán)保行動監(jiān)管機制在整個生產(chǎn)過程中的落實，凸顯節(jié)能減排的重要作用，進而為工業(yè)自動化企業(yè)提供有力的可持續(xù)發(fā)展支持，幫助其達成環(huán)境保護目標。

四、互聯(lián)網(wǎng)技術在工業(yè)自動化中的問題

工業(yè)自動化企業(yè)需要采集、傳輸、分析、存儲的敏感數(shù)據(jù)眾多。若出現(xiàn)數(shù)據(jù)泄露情況，會給企業(yè)帶來嚴重損失。因此，企業(yè)在工業(yè)自動化領域整合互聯(lián)網(wǎng)技術的同時，首先要解決數(shù)據(jù)安全問題，并應用更安全的數(shù)據(jù)保護機制。

（一）系統(tǒng)復雜性

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，工業(yè)自動化領域出現(xiàn)了更為復雜的應用系統(tǒng)。從底層架構整合開發(fā)出成套系統(tǒng)是最優(yōu)的技術路徑，但是這樣的話，之前已有的各類系統(tǒng)將面臨淘汰，所以開發(fā)出兼容當前各類自動化系統(tǒng)的標準接口成為關鍵。為了打通各個平臺，達成數(shù)據(jù)共享、聯(lián)動操作目標，就要在各系統(tǒng)中整合多種協(xié)議和不同的技術路徑，因此系統(tǒng)的開發(fā)、調試和維護難度更高。所以，在整合互聯(lián)網(wǎng)技術的同時，企業(yè)也要采取有效措施應對系統(tǒng)復雜度問題。

（二）設備兼容性

各類設備制造商生產(chǎn)出了差異化的軟、硬件，因此無法確保各類硬件設備或軟件系統(tǒng)在實際應用期間的兼容性。為了避免該問題，企業(yè)要采用標準化接口API，盡量采用性能參數(shù)相同的設備和具備標準化接口的管理系統(tǒng)，才能達成設備互操作目標。如此才能夠提升整個自動化工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中各類軟硬件的靈活性、替換性、兼容性。

（三）技術創(chuàng)新和人才不足

隨著時代發(fā)展，新興技術層出不窮，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術日新月異、突飛猛進，企業(yè)也要建立與時俱進的技術儲備和人才培養(yǎng)制度。但是，大部分企業(yè)目前存在人才不足、技術滯后等問題，對整個制造業(yè)的發(fā)展造成了影響。

五、互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)自動化應用中的改善措施

（一）健全互聯(lián)網(wǎng)技術應用制度

工業(yè)生產(chǎn)領域目前正在不斷加大互聯(lián)網(wǎng)技術的應用范圍，該技術為工業(yè)自動化提供了重要的發(fā)展動力。然而，互聯(lián)網(wǎng)技術在該領域的發(fā)展時間不長，制度尚不完善，難以達到理想的應用效果，甚至會阻礙工業(yè)自動化發(fā)展。為此，工業(yè)自動化企業(yè)要結合互聯(lián)網(wǎng)技術的應用實情和目標，制定完善的制度、良好的應用標準、合理的應用要求，從而確保互聯(lián)網(wǎng)技術的應用效果。同時，企業(yè)也要制定健全的管理制度，細化各部門的崗位職責，以互聯(lián)網(wǎng)技術為核心，制定相匹配的追溯機制和問責機制，如網(wǎng)絡信息安全投訴、舉報制度等，發(fā)揮制度對技術應用和員工行為的約束與規(guī)范作用，從而避免不合規(guī)、不可控應用行為的出現(xiàn)，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術對工業(yè)生產(chǎn)的推動作用，確保互聯(lián)網(wǎng)技術的穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。此外，工業(yè)自動化企業(yè)也要從應用范圍和條件方面，建立互聯(lián)網(wǎng)技術應用制度標準和技術體制，從而確保互聯(lián)網(wǎng)技術的規(guī)范應用。同時，主動借鑒國外成功的應用經(jīng)驗，不斷研發(fā)創(chuàng)新更具實用性和適用性的互聯(lián)網(wǎng)技術，從而確保其在工業(yè)自動化領域的整合效果。

（二）完善互聯(lián)網(wǎng)技術解決方案

首先，持續(xù)優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)。對于工業(yè)生產(chǎn)型企業(yè)來說，監(jiān)控系統(tǒng)是最基礎的互聯(lián)網(wǎng)應用，只有運用具備大數(shù)據(jù)分析、AI行為檢測等新興技術的監(jiān)控系統(tǒng)，才能幫助企業(yè)更有效監(jiān)控整個生產(chǎn)過程。例如，當下監(jiān)控系統(tǒng)中融入的AI數(shù)據(jù)分析能力，能有效提醒管理者避免隱患的事故化發(fā)展。其次，改革監(jiān)測功能體系。工業(yè)自動化企業(yè)通過采用近些年熱門的太陽能、無線傳感器的供電和控制系統(tǒng)，智能化監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)過程，獲取自身所需的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，可以在數(shù)據(jù)分析處理的基礎上，形成自動優(yōu)化的管理機制。這說明，持續(xù)改革監(jiān)測功能，可以給企業(yè)帶來更多可靠、有價值的數(shù)據(jù)。最后，除了硬件技術外，企業(yè)通過對傳感器算法的動態(tài)更新和持續(xù)優(yōu)化無線傳感網(wǎng)絡系統(tǒng)，可以獲得更精確和高效的自動化系統(tǒng)平臺能力。

（三）打造互聯(lián)網(wǎng)技術應用團隊

互聯(lián)網(wǎng)技術是在計算機技術的基礎上發(fā)展出來，融合了通信技術和傳感器技術的信息技術范疇，具有現(xiàn)代化特點，是未來信息社會的發(fā)展趨勢。我國對互聯(lián)網(wǎng)技術的應用起步較晚，在工業(yè)自動化領域中的應用并不久，就算制定了完善、科學的應用制度和應用方案，若缺乏專業(yè)技術人員的支持，工業(yè)自動化企業(yè)也難以達到理想的效果，還會導致該技術失去原有價值，不利于達成既定、預期的目標和效果，甚至不利于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。所以，工業(yè)自動化企業(yè)要為互聯(lián)網(wǎng)技術應用提供可靠的人力支持和保障，為技術人員和工作團隊提供互聯(lián)網(wǎng)技術培訓，不斷提升其理論儲備和技能水平，從而確保互聯(lián)網(wǎng)技術的應用效果。

六、結束語

總的來說，社會經(jīng)濟的高速發(fā)展為科學技術進步提供了重要的物質基礎，而科學技術進步又能夠反哺社會的高質量發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是數(shù)字浪潮下，工業(yè)體系和互聯(lián)網(wǎng)體系深度融合的產(chǎn)物，是新一輪工業(yè)革命的關鍵支撐，通過推進數(shù)據(jù)驅動的質量變革、效率變革、動力變革，帶動全要素生產(chǎn)率提高，實現(xiàn)制造業(yè)高質量發(fā)展。目前，工業(yè)自動化企業(yè)通過應用互聯(lián)網(wǎng)技術取得了一定成效，然而在邊緣計算、人工智能、大數(shù)據(jù)分析、應用平臺建設方面仍然有待提升。為此，工業(yè)自動化領域要充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術在生產(chǎn)制造、節(jié)能減排和經(jīng)營管理等環(huán)節(jié)的應用優(yōu)勢，從而確保我國作為制造業(yè)強國長久穩(wěn)定發(fā)展。

作者單位：翟志強 王軍 中國電信股份有限公司天津分公司

參考文獻

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