物联网时代制造业如何升级转型？ - 北京云海游戏科技股份有限公司

物联网时代制造业如何升级转型？

发布日期：

2021-10-09

前言：物联网目前已经广泛应用于制造业。不管是工业互联网还是工业4.0，都是在探索制造业转型升级以及未来发展路径。工业4.0和工业互联网技术的发展是原有技术的大融合。

在众多的物联网应用中，毋庸置疑其中一个很大的受益行业是制造业。不管是工业互联网还是工业4.0，都在探索未来的制造业发展路径，我们不应该被工业4.0和工业互联网的定义所束缚。

制造业革命可以分成从1.0到4.0的四个阶段。从工业1.0，以英国的纺织制造业为代表；到工业2.0：代表性的行业是汽车制造业；再到工业3.0：自动化和信息化的融合，自动化代表性的产品是工业机器人和PLC等自动化产品，信息化代表性的方案是ERP和MES等；再演变到现在的工业4.0：代表性的概念是CPS。

工业4.0 时代的一些特征：

1. 更多更智能的传感器被加装到设备上；

2. 更紧密的连接：从工厂现场总线，工业以太网的连接到工业云的链接；

3. 工业大数据：工业大数据比消费大数据数据量更大，数据结构更复杂，实时性和精确性要求更高；

4. 人机界面更加友好，更加人性化，很多消费电子产品；

5. 人机协作：机器人从笼子里解放出来，与人一起协作。

传统的工厂架构和4.0时代的架构区别：

1. 传统自动化工厂的架构是金字塔架构；从底层传感器，执行器到各种设备，再到控制器，PLC，IPC，再上层是SCADA系统，更上层是工厂管理层，包括ERP和生产制造MES系统;

2. 简化来看，工业自动化可以分成三层架构：现场设备层，控制通讯层和工厂管理层，这个三层架构和物联网的感知层，传输层和应用层其实是类似的。在这个金字塔架构中，各种器件通过PLC进行控制，PLC再通过现场总线和工业以太网，将信息和数据传到云端。

目前，这样的传统架构正在发生变化，第一个变化就是传统的金字塔架构正在网络化和云化，一些功能比如SCADA已经开始被集成到云端，这就是云计算在工业上的应用。另外一个变化就是边缘计算，越来越多的终端设备具备更强的计算能力；一些开放的协议，比如OPCUA和IO-LINK也开始大量运用。

从工业3.0到工业4.0的变化：

1．工业3.0时代，现场设备层计算资源有限，主要的计算资源集中在控制器端和工厂管理端，而工业4.0时代，分布式控制的嵌入式系统，CPS系统有了更多的智能计算资源和边缘计算能力；

2．控制层：3.0时代，流程工业由中央集中控制型的SCADA控制，而不同设备有厂商专属的的通讯协议，设备之间有不同阵营的通讯协议，设备之间，产线之间的互操作性很差；工业4.0 时代有更加开放的总线协议，比如OPC UA和 IO Link，支持实时的，互操作性更强的，更加安全的传感器和云连接；

3．工厂管理层： 3.0时代数据收集上来需要人再做判断和决策，而4.0 时代，数据收集上来后，因为设备和系统具备自适应，自决策，自判断等能力，人工智能可以对数据信息进行分析判断；工业3.0时代的 IT 和OT 是分开的，很难连接的，设备之间是信息孤岛，工序之间的数据流动有断层，部门之间信息也很难共享。从投入方式来看，工业3.0 主要是固定资产投入，工业4.0转变为运营投入。

构建工业物联网生态圈

客户的忧虑是网络安全问题。比如，客户会问公司的生产制造等重要数据信息放在第三方会安全吗？客户担心的第二个问题是新瓶装旧酒。客户会认为所谓的工业4.0和工业互联网的技术和产品都是旧的，只是换了一个吸引眼球的新词汇而已。厂商的目的只是换一种方式买产品，买设备，买解决方案而已。从工业4.0或者工业互联网的参与者来看，整个产业链比较长，从上游的芯片厂商到自动化产品厂商，再到OT厂商和IT厂商，每一家企业都能提供专门的知识和Know-how。

另外一个明显的趋势就是很多公司都想打造平台，我们预计制造业也将像手机一样，诞生为制造业服务的的操作系统。目前宣称自己正在打造工业云或者制造业的操作系统的公司很多，主要有以下几种：

第一种是基础设施的平台,基本上是提供的IAAS服务；

第二种是工业云平台，主要做工业制造业的设备运营维护，数据信息管理等，国内还有工业云平台提供垂直行业的设备维护运维等PAAS服务；

第三种是物联网平台，主要提供工具，SDK，API等，可以帮助客户建立自己的工业云。

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