淺談物聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)信息化

1、制造業(yè)信息化 

1.1 制造業(yè)信息化的重要性 

在市場(chǎng)競爭日益激烈的今天，伴隨著(zhù)計算機、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的高速發(fā)展，信息化已成為當代企業(yè)獲取競爭優(yōu)勢不可或缺的途徑之一。各種企業(yè)不論所處地域、所處行業(yè)、規模大小，都無(wú)一例外的處在信息化總體進(jìn)程當中。目前，中國的信息化總體水平仍處于發(fā)展中的初中級階段，而制造業(yè)信息化的發(fā)展仍路途遙遠，任務(wù)艱巨。 

1.2制造業(yè)信息化的現狀 

中國制造業(yè)經(jīng)過(guò)這些年的信息化發(fā)展，已經(jīng)由初期的MIS、CAD/CAM到MRP/ERP，從CIMS、SCM到CRM、PLM，初步達到一定的規模。然而，總的來(lái)講，制造業(yè)的信息化相對于其它行業(yè)來(lái)講，發(fā)展還是有一定的差距。例如，信息孤島問(wèn)題在制造業(yè)中還普遍存在。相比來(lái)講，電信、石油、金融等行業(yè)在信息化方面走的比較快。很多系統都被整合到了一起，提供統一的門(mén)戶(hù)給各級使用部門(mén)，甚至是客戶(hù)和合作方，實(shí)現了信息在企業(yè)內部的有效共享。 

另外一個(gè)在制造業(yè)中普遍存在的問(wèn)題是各類(lèi)資源的精細化管理問(wèn)題。例如，生產(chǎn)設備和IT設備的管理，很多企業(yè)還停留在很原始的管理層面上。隨著(zhù)國家對制造業(yè)信息化的不斷重視，企業(yè)領(lǐng)導也意識到了信息化的重要性和緊迫感。如何迅速提升制造業(yè)信息化發(fā)展的水平，已經(jīng)成為制造行業(yè)的一個(gè)首要任務(wù)。 

2、物聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)信息化 

2.1 物聯(lián)網(wǎng)概述 

物聯(lián)網(wǎng)(TheInternet of things)的概念是在1999提出的，它的一般定義是：把所有物品通過(guò)射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統(GPS)、激光掃描器等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，實(shí)現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。2003年，美國《技術(shù)評論》提出傳感網(wǎng)絡(luò )技術(shù)將是未來(lái)改變人們生活的十大技術(shù)之首。2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會(huì )世界峰會(huì )(WSIS)上，國際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了(ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005:物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報告指出，無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過(guò)因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換。射頻識別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將到更加廣泛的應用。 

2.2 物聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)信息化的關(guān)系 

貝葉思咨詢(xún)認為物聯(lián)網(wǎng)的概念其實(shí)并不新鮮，但是物聯(lián)網(wǎng)在全球的發(fā)展將最終有助于打通信息化的最后一關(guān)，使移動(dòng)信息化更加通暢。從信息化的角度而言，物聯(lián)網(wǎng)擴展了傳統的企業(yè)信息化、延伸了傳統的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )，將讓移動(dòng)信息化變得更加完美。 

有專(zhuān)家認為，物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是深度的信息化。由于制造業(yè)是一個(gè)比較特殊的行業(yè)，一方面，它需要大量的人員和生產(chǎn)設備來(lái)支撐其生產(chǎn)；另一方面，它會(huì )生產(chǎn)出許多實(shí)實(shí)在在的產(chǎn)品。因此，物聯(lián)網(wǎng)的應用對于制造業(yè)的信息化顯得更加有意義。專(zhuān)家認為，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將極大的促進(jìn)制造業(yè)信息化的發(fā)展。 

舉例來(lái)講，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，制造企業(yè)可以給每一個(gè)人員配備一個(gè)RFID電子標簽。通過(guò)安裝在工廠(chǎng)內部各處的RFID讀取設備，就可以實(shí)現對人員的自動(dòng)識別和位置定位。同樣的方法也可以應用到企業(yè)的產(chǎn)品上。這樣，每一個(gè)產(chǎn)品就有了一個(gè)屬于自己的“身份證號碼”。通過(guò)分布在各個(gè)流通環(huán)節的RFID讀取設備，就能隨時(shí)了解該產(chǎn)品所處的位置，使制造企業(yè)對自己產(chǎn)品的行蹤了如指掌。再有，對于一些智能設備產(chǎn)品，如家電，制造企業(yè)可以?xún)戎梦锫?lián)網(wǎng)連接功能，使該產(chǎn)品能夠通過(guò)某種方式直接連接到互聯(lián)網(wǎng)中，從而實(shí)現對該產(chǎn)品的實(shí)時(shí)狀態(tài)監控和遠程維護。  

3、物聯(lián)網(wǎng)在制造業(yè)信息化中的應用 

3.1 案例分析 

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將會(huì )極大地促進(jìn)各行業(yè)的信息化進(jìn)程，其所適用的范圍非常之廣泛。這里以制造企業(yè)的一個(gè)最基本要素——工廠(chǎng)，來(lái)闡述物聯(lián)網(wǎng)是如何提升制造業(yè)信息化的。 

例如某汽車(chē)制造企業(yè)有若干條焊接生產(chǎn)線(xiàn)，具體到焊接設備則可能有上千臺。傳統對人員與設備的管理需要耗費大量的人力物力，而且往往不能及時(shí)的發(fā)現問(wèn)題，直接或間接地降低了企業(yè)的生產(chǎn)效率，對企業(yè)在市場(chǎng)上的競爭力帶來(lái)了負面影響。 

據此，可以利用物聯(lián)網(wǎng)的概念和技術(shù)來(lái)設計一個(gè)未來(lái)的智能化工廠(chǎng)，它不僅能夠有效的解決前面提到的諸多問(wèn)題，而且能夠極大的提高制造企業(yè)的信息化程度。 

3.2智能工廠(chǎng)的實(shí)現 

這是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應用的典型示意圖，主要分兩部分。下半部分是物聯(lián)網(wǎng)的范疇，通過(guò)傳感器技術(shù)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、GPS定位技術(shù)等，將生產(chǎn)設備、工廠(chǎng)人員、生產(chǎn)車(chē)輛、物流車(chē)輛、外來(lái)人員、外來(lái)車(chē)輛等連接到互聯(lián)網(wǎng)中。在上半部分中，制造企業(yè)借助于云計算、寬帶接人等技術(shù)，將這個(gè)智能工廠(chǎng)的核心管理功能(智能工廠(chǎng)監管平臺)部署在云端。這個(gè)監管平臺是制造企業(yè)的統一門(mén)戶(hù)。企業(yè)人員、客戶(hù)、合作伙伴等通過(guò)各種互聯(lián)網(wǎng)接入方式訪(fǎng)問(wèn)這個(gè)統一的門(mén)戶(hù)，以獲取相應的服務(wù)。例如，設備提供商可以通過(guò)制造企業(yè)的智能工廠(chǎng)監管平臺實(shí)現對其設備的遠程監測、升級和故障修復；企業(yè)管理人員可以通過(guò)基于Web的友好界面實(shí)現對企業(yè)人員、設備等的實(shí)時(shí)監控和管理。同時(shí)，工廠(chǎng)內部各種信息可以得到很好的共享。 

需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，圖1只是畫(huà)出了一個(gè)工廠(chǎng)。 

實(shí)際上，智能工廠(chǎng)監管平臺具有連接多個(gè)工廠(chǎng)的能力，從而實(shí)現虛擬工廠(chǎng)的概念。通過(guò)對多個(gè)工廠(chǎng)的統一管理，能夠實(shí)現有效的信息共享和資源調配，從而為制造企業(yè)提供強有力的市場(chǎng)競爭力。 

3.2.1 人員和生產(chǎn)設備的實(shí)時(shí)管理 

利用RFID技術(shù)、ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、GPS定位技術(shù)等，在工廠(chǎng)內部架設無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現對人員及生產(chǎn)設備的實(shí)時(shí)信息獲取及定位。 

這些信息包括： 

(1)靜態(tài)信息：人員的基本信息，設備的基本信息等。 

(2)動(dòng)態(tài)信息：人員的活動(dòng)信息，設備的工作狀態(tài)信息，設備的維護信息，人員和設備的位置信息等。同時(shí)，利用這些信息，可以實(shí)現對人員和設備的實(shí)時(shí)管理。例如，一旦發(fā)現設備出現異常，立即通過(guò)短信或電話(huà)的方式通知距離最近的人員前來(lái)處理。 

3.2.2工廠(chǎng)的環(huán)境信息檢測 

制造業(yè)的環(huán)保是一個(gè)非常重要的指標。利用各種傳感器技術(shù)和ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)，可以實(shí)現對工廠(chǎng)范圍內的環(huán)境信息的實(shí)時(shí)采集，如：溫濕度、風(fēng)速、水質(zhì)、用電量、有害氣體等。這些信息匯總到智能工廠(chǎng)監管平臺，有利于管理人員對工廠(chǎng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監控。根據溫濕度信息，還可以自動(dòng)控制空調設備，從而實(shí)現節能減排，降低耗能。這對于焊接生產(chǎn)中的環(huán)保有重要的現實(shí)意義和應用前景。在圖2中的一些無(wú)線(xiàn)設備中可以加裝環(huán)境信息的監控功能，從而實(shí)現對各種環(huán)境信息的采集和匯總。 

3.2.3生產(chǎn)設備的遠程維護 

對于制造企業(yè)來(lái)講，一旦生產(chǎn)設備出現故障，將會(huì )極大地影響工廠(chǎng)生產(chǎn)。 

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將所有生產(chǎn)設備連接到互聯(lián)網(wǎng)中的智能工廠(chǎng)監管平臺。設備提供商通過(guò)專(zhuān)門(mén)的接人點(diǎn)，能夠實(shí)時(shí)監控設備的運行情況，并能夠對可能出現的問(wèn)題第一時(shí)間進(jìn)行處理。這樣，既能夠降低生產(chǎn)設備的故障概率，又能夠降低設備維護的時(shí)間和成本，對制造企業(yè)和設備提供商都有很大的好處。 

目前，很多焊接行業(yè)的生產(chǎn)設備都具有一定的智能性，由微處理器進(jìn)行各種控制。通過(guò)集成各種無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)通信技術(shù)，可以使這些生產(chǎn)設備具有連接互聯(lián)網(wǎng)的功能，也就是連接物聯(lián)網(wǎng)的能力。所以，只要配備相應的軟件模塊支持，就可以實(shí)現對生產(chǎn)設備的遠程維護功能。 

3.2.4產(chǎn)品的遠程保修服務(wù) 

對于制造企業(yè)來(lái)講，產(chǎn)品的后期維護是很重要的一個(gè)環(huán)節。通過(guò)在產(chǎn)品中內置物聯(lián)網(wǎng)連接功能，使得維修人員能夠遠程連接已經(jīng)銷(xiāo)售出去的產(chǎn)品，并實(shí)施定期遠程檢測和必要的維修服務(wù)，從而降低了維修成本和對客戶(hù)的影響。另外，通過(guò)對設備的遠程軟件升級，也可以很容易的修復設備出廠(chǎng)時(shí)帶有的問(wèn)題，使維護成本降到最低。 

3.2.5其它功能 

基于這樣一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應用架構，制造企業(yè)可以實(shí)現很多功能的提升。例如，外來(lái)人員和車(chē)輛的實(shí)時(shí)定位管理，產(chǎn)品訂單的自動(dòng)分配，生產(chǎn)資料的自動(dòng)出入庫管理等等。這也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶給制造業(yè)信息化的諸多亮點(diǎn)，相信會(huì )有越來(lái)越多的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會(huì )被應用到制造業(yè)的信息化當中去。 

4、結論 

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將對各行各業(yè)的信息化起到極大的促進(jìn)作用。對于制造業(yè)來(lái)講，更是一次難得的機遇，同時(shí)也是一個(gè)極大的挑戰。簡(jiǎn)言之，國內物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展包括四個(gè)重點(diǎn)：動(dòng)作快、起步高、走得穩、視野廣。因此，借助于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，相信包括焊接在內的制造業(yè)的信息化進(jìn)程將會(huì )出現一個(gè)很大的提升。  還可以看看其他文章，謝謝您的閱讀。