物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域來(lái)說(shuō)并不是一個(gè)全新的概念，早在10多年前M2M的概念就已經(jīng)出現(xiàn)。隨著“感知中國(guó)”的提出，物聯(lián)網(wǎng)被賦予了新的概念。通過(guò)無(wú)線傳感、射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、定位、傳感器等技術(shù)，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)，從而給物體賦予智能，實(shí)現(xiàn)物與物、人與物、人與人的信息交換與通訊，達(dá)到率的管理、生產(chǎn)和運(yùn)作。從概念中不能發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是基于自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的重要構(gòu)建者。
相比較而言，在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展上中國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家處于同一起步階段，但是在具體實(shí)踐應(yīng)用中，由于中國(guó)自身的自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，發(fā)達(dá)國(guó)家已在局部建立了成功的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，而中國(guó)還在探索應(yīng)用階段。為加快物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用進(jìn)程，我們?cè)噲D從自動(dòng)化企業(yè)布局、物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)自動(dòng)化面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行梳理和探討，勾勒物聯(lián)網(wǎng)與未來(lái)自動(dòng)化的發(fā)展藍(lán)圖。
自動(dòng)化是物聯(lián)網(wǎng)的重要構(gòu)建者
實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)主要是全面感知、可靠傳送、智能處理，即人們通常說(shuō)的構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的三層體系結(jié)構(gòu)——感知層、傳輸層、應(yīng)用層。以位于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)終端的感知層為例，其主要的任務(wù)是利用各種傳感、監(jiān)測(cè)元件對(duì)海量、動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行采集，作為物聯(lián)網(wǎng)上層功能實(shí)現(xiàn)的信息基礎(chǔ)，好比物聯(lián)網(wǎng)的“眼睛”、“耳朵”。僅這一層，其涉及到的產(chǎn)品就包括了傳感器、過(guò)程表計(jì)、RFID、視覺(jué)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集模塊等。我國(guó)自動(dòng)化企業(yè)大多在感知層進(jìn)行探索。
與其他自動(dòng)化廠商相比，研華在信號(hào)采集方面積累了技術(shù)和產(chǎn)品實(shí)力。研華總經(jīng)理何春盛說(shuō)：“研華與傳統(tǒng)自動(dòng)化企業(yè)不同，除了自動(dòng)化工業(yè)控制，更加注重自動(dòng)控制和個(gè)人電腦的結(jié)合運(yùn)用，信號(hào)采集是我們的專長(zhǎng)，而信號(hào)采集正是物聯(lián)網(wǎng)感知層的核心。”據(jù)悉，在實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中，研華擁有、多層次的龐大產(chǎn)品架構(gòu)，這一架構(gòu)包括數(shù)據(jù)采集模塊、工業(yè)通信、工業(yè)控制平臺(tái)、人機(jī)界面以及組態(tài)監(jiān)控軟件等眾多部分。
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展始終離不開(kāi)產(chǎn)品的升級(jí)與創(chuàng)新。對(duì)此，堡盟大中國(guó)區(qū)董事總經(jīng)理李振宇饒有興趣地談到物聯(lián)網(wǎng)與感知層元件的關(guān)系：“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用覆蓋的速度，很大程度上將取決于終端傳感元器件技術(shù)性能的發(fā)展；物聯(lián)網(wǎng)要得到大規(guī)模普及應(yīng)用，必然要求傳感元器件實(shí)現(xiàn)更低的成本、更微小的外形、更好的靈敏度和可靠性。”他認(rèn)為，在這些傳感技術(shù)的領(lǐng)域，堡盟這種傳感技術(shù)廠商將大有用武之地。
為進(jìn)一步論證自動(dòng)化是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要構(gòu)建者，通過(guò)以工業(yè)生產(chǎn)中熟悉的全自動(dòng)化生產(chǎn)線解析。傳統(tǒng)意義上完整的產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)的作業(yè)流程通過(guò)原料進(jìn)行生產(chǎn)，進(jìn)而產(chǎn)出成品，包裝再到入庫(kù)和出倉(cāng)。在工業(yè)自動(dòng)化物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)下，首先在傳感層，由工業(yè)傳感器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集和提取，應(yīng)用的自動(dòng)化產(chǎn)品主要有條碼閱讀器、RFID、視覺(jué)傳感器、光電傳感器、超聲波傳感器、接近傳感器和用于檢測(cè)溫度、氣體、壓力、流量等方面的各種傳感器進(jìn)行不同種類的信息采集；其次是上一層的信息傳輸，通過(guò)有線與無(wú)線傳輸兩種方式，利用專業(yè)的工業(yè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和架構(gòu)于已有的民用網(wǎng)絡(luò)，如GSM、CDMA等，將采集的信息進(jìn)行傳輸；后是對(duì)信息處理和應(yīng)用層，該層面需要具有相當(dāng)程序運(yùn)算能力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)大量的信息進(jìn)行處理，即“云計(jì)算系統(tǒng)”，按照既有的程序進(jìn)行海量數(shù)據(jù)運(yùn)算從而得出所需要的結(jié)果，再通過(guò)人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移和指令的下達(dá)。由此可見(jiàn)，自動(dòng)化產(chǎn)品作為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，自動(dòng)化企業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展上大有可為。
物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用
從物聯(lián)網(wǎng)概念的提出到發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的自動(dòng)化主要目的在于實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。美國(guó)邦納市場(chǎng)部總監(jiān)李毅指出，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)宏觀的概念，總體上可以分為三類應(yīng)用類型：一是工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化上物聯(lián)網(wǎng)在國(guó)外已有部分成功的應(yīng)用，隨著國(guó)內(nèi)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型，生產(chǎn)制造的成本不斷高漲，工業(yè)自動(dòng)化需求將持續(xù)上升，物聯(lián)網(wǎng)成為了發(fā)展的必然趨勢(shì)；二是民用層的網(wǎng)絡(luò)管理，像公共管理的停車場(chǎng)、交通等；三是特殊的網(wǎng)絡(luò)管理，如專業(yè)性的領(lǐng)域——軍事、情報(bào)等。
目前，隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的推進(jìn)也取得了較多的成果。特別是在鋼鐵、石化、汽車制造業(yè)等重點(diǎn)行業(yè)，發(fā)展較為快速。例如，在鋼鐵行業(yè)，應(yīng)用RFID耐高溫電子標(biāo)簽?zāi)軌驅(qū)︳~(yú)雷罐車進(jìn)行探測(cè)跟蹤，將魚(yú)雷罐車的幾何尺寸報(bào)告給傾注處，通過(guò)已知的填充高度能夠知道鋼鐵的數(shù)量。
據(jù)了解，上世紀(jì)90年代后期，我國(guó)運(yùn)用先進(jìn)能源管理系統(tǒng)等多種智能控制手段，對(duì)裝備級(jí)的能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)率、收率、物耗、能耗的能效指標(biāo)分析，優(yōu)化鋼鐵企業(yè)的能源配置和平衡調(diào)度，實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)節(jié)能降耗。鋼鐵企業(yè)通過(guò)MES（制造執(zhí)行管理系統(tǒng)）、ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）、BI（商務(wù)智能）等軟件技術(shù)，讓鋼鐵生產(chǎn)、排產(chǎn)等環(huán)節(jié)變得更加智能化，決策分析數(shù)據(jù)也更加準(zhǔn)確。用戶采用能源管理系統(tǒng)提高了能源的使用和管理水平，優(yōu)化能源管理流程，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。同時(shí)，在汽車工業(yè)領(lǐng)域，通過(guò)使用應(yīng)用傳感器能夠使生產(chǎn)控制更加智能，提升產(chǎn)品及樣式多元化程度，使生產(chǎn)線適應(yīng)生產(chǎn)量波動(dòng)變化。
研華當(dāng)前針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的動(dòng)作與策略則更加切實(shí)。基于其多年深耕垂直產(chǎn)業(yè)的良好基礎(chǔ)，研華選擇了“以應(yīng)用為導(dǎo)向”作為當(dāng)前拓展物聯(lián)網(wǎng)的理念，而智能建筑、智能交通、智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，則成為了研華當(dāng)前為關(guān)注的五大具體方向。這些成熟、智能的應(yīng)用方案的支撐，使研華的物聯(lián)網(wǎng)篇章言之有物。正如研華工業(yè)自動(dòng)化事業(yè)群產(chǎn)品經(jīng)理阮北山所言：“物聯(lián)網(wǎng)并非業(yè)界憑空創(chuàng)造的概念，而恰恰是基于現(xiàn)有的技術(shù)積累而逐漸衍生出來(lái)的，很多物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，也必然源于對(duì)現(xiàn)有成熟應(yīng)用的提煉和升華。”
物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用并非沒(méi)有困難。研華工業(yè)通訊事業(yè)部經(jīng)理朱亞光表達(dá)了他的觀點(diǎn)，他認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于傳輸層，也就是通訊技術(shù)的發(fā)展。通訊做好了，物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)發(fā)展會(huì)很快，物聯(lián)網(wǎng)也才能做出像樣的產(chǎn)品。朱亞光認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)更需要專用的產(chǎn)品同時(shí)解決通訊和控制問(wèn)題，目前物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集的技術(shù)、也就是感知層技術(shù)發(fā)展已經(jīng)很穩(wěn)定，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域也是穩(wěn)定、成熟的技術(shù)。但傳輸層就不同，傳輸靠的是通訊技術(shù)，而通訊技術(shù)本身還在發(fā)展。
舉例來(lái)說(shuō)，如中石油正在建設(shè)的油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，希望做到對(duì)井站庫(kù)生產(chǎn)參數(shù)、輸油管線、供水供電管網(wǎng)、油田道路、通信線路、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。數(shù)據(jù)采集成功以后，如何傳輸是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而且遍布的油井意味著極為龐大的需求。還有高速公路上的監(jiān)控系統(tǒng)，以往只涉及隧道，現(xiàn)在客戶希望在整個(gè)高速公路鋪建視頻監(jiān)控系統(tǒng)，密集的視頻采集傳輸需求同樣不容小覷。而采集到的信息如何快速、準(zhǔn)確、安全的從底層傳輸?shù)經(jīng)Q策層，中間的通訊過(guò)程相當(dāng)不易。針對(duì)在不同行業(yè)應(yīng)用的問(wèn)題，研華將在2013年面向五大重點(diǎn)行業(yè)推出“WebAccess 創(chuàng)新合作產(chǎn)業(yè)伙伴聯(lián)盟”實(shí)現(xiàn)與行業(yè)系統(tǒng)集成商的無(wú)縫隙連接，打破行業(yè)應(yīng)用的壁壘，更好的實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在不同行業(yè)之間應(yīng)用。
突破發(fā)展瓶頸，期待互聯(lián)互通
狹義的工業(yè)自動(dòng)化物聯(lián)網(wǎng)是指在某個(gè)工廠或企業(yè)集團(tuán)內(nèi)部形成，從而實(shí)現(xiàn)更率的生產(chǎn)、管理和指令響應(yīng)等。如果涉及到不同企業(yè)、行業(yè)、地域之間物與物、人與物、人與人之間互聯(lián)的廣義上的物聯(lián)網(wǎng)，則需要用到公共社會(huì)資源的時(shí)候，需要依托政府管理和社會(huì)成員的支持與推動(dòng)。
邦納的李毅認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的普及發(fā)展面臨五大發(fā)展困境。首先，物聯(lián)網(wǎng)的普及發(fā)展需要社會(huì)資源的支持動(dòng)員，更需要政府主導(dǎo)的干預(yù)與建設(shè)管理。其次是物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即物聯(lián)網(wǎng)執(zhí)行的任務(wù)如信息采集、傳輸、處理、云計(jì)算、人機(jī)處理等需要一個(gè)基本的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量、確定其中的軟硬件質(zhì)量和性能，評(píng)估其應(yīng)用和管理，從而終能夠保證物聯(lián)網(wǎng)的可靠性、穩(wěn)定性和率。第三，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)大體系，包涵有眾多子網(wǎng)絡(luò)體系和公共資源，如果互聯(lián)還會(huì)涉及到不同國(guó)家間的不同標(biāo)準(zhǔn)，那么物聯(lián)網(wǎng)將如何來(lái)協(xié)調(diào)規(guī)范？當(dāng)前還沒(méi)有一個(gè)這樣的辦法出臺(tái)。第四，物聯(lián)網(wǎng)一個(gè)重要的特點(diǎn)是講究基本規(guī)則（應(yīng)用層面的規(guī)則問(wèn)題），這個(gè)規(guī)則象法律一樣要求涉足其中的每個(gè)子網(wǎng)系統(tǒng)都要遵循，而這個(gè)規(guī)則如何實(shí)現(xiàn)有效的柔性管理和執(zhí)行，這也是一個(gè)發(fā)展中的瓶頸。后，涉及到物聯(lián)網(wǎng)的安全問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)有一脈相承之處，網(wǎng)絡(luò)安全是互聯(lián)網(wǎng)難以攻克的硬傷，這在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域依然是硬傷，網(wǎng)絡(luò)安全至今沒(méi)有找到一個(gè)有效的技術(shù)或方法去保障，這一點(diǎn)嚴(yán)重滯緩了物聯(lián)網(wǎng)的普及發(fā)展。
回到工業(yè)自動(dòng)化，這已是一個(gè)完整的局域物聯(lián)網(wǎng)體系。如何將工業(yè)與民用結(jié)合起來(lái)，使工業(yè)生產(chǎn)和終端用戶能夠?qū)崟r(shí)相互了解供需要求，進(jìn)行有效的信息傳遞和共享，實(shí)現(xiàn)終的社會(huì)資源效率化，這是一個(gè)宏觀物聯(lián)網(wǎng)的概念，至于何時(shí)真正的實(shí)現(xiàn)，有待于以上五點(diǎn)困境的解決。
