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物联网给工业自动化带来机遇

--采访美国邦纳李毅总监

供稿:邦纳电子(苏州)有限公司 2011/11/2 14:25:36
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       遵照全球信息产业“15年周期定律”,物联网作为继互联网之后的又一棒接力者开始从概念走进民众的视野与生活中,但是已满天飞的“云计算”应用让人们有一些明白,然而无形无踪的物联网终究让人们还是感到高深。而当前已经在工厂自动化与信息化实现的全自动化智能化的生产管理实践中,这个局部的小型物联网应用让我们看到宏观概念下的物联网未来的端倪。物联网是一个诱人的三层大蛋糕,对于工业自动化市场来讲,这每一层蛋糕之下潜藏的问题与机遇是什么?美国邦纳公司产品市场部总监李毅近日在谈工业自动化与物联网架构探讨中为我们阐述这个问题时,他概叹:“物联网这块三层大蛋糕,给我们带来挑战,推动我们不断为之变革,更带来莫大机遇!”

 

物联网推动工业自动化生产和制造转型


       有人视物联网为第三次信息革命,同时也是一个潜在巨大市场,很多企业都已深涉其中,各个不同的人与企业从不同角度与认知给物联网以不同的定义,在您看来何谓“物联网”?物联网在国际上的发展情况如何?


李毅:从温总理提出“感知中国”,并将物联网产业发展写进2010年的政府工作报告,这给国内发展物联网开了一个好头,也是一种明确发展方向的强有力支持。而何谓物联网?我认为物联网无非就是实现物与物之间、人与物之间、人与人之间的信息交换与通讯,从而实现高效率的管理、生产和运作。这也是物联网本身最核心的要求。


      物联网的发展是基于自动化技术的发达程度,相比较而言,在物联网发展上中国与发达国家是处于同一起步阶段,但是在具体实践应用上,由于中国自身的自动化技术基础薄弱,发达国家已在局部建立了成功的物联网应用,而中国还在探索应用阶段。


       在这里我们谈到的“物联网”,这是一个宏观的概念,实际上这个概念可以无限细分,但是总体上我认为可以分为三个应用类型:一是工业生产自动化,在工业生产自动化上的物联网在国外已有部分成功的应用,而在中国随着产业转型,生产制造成本不断高涨,工业自动化的需求将持续上升,则物联网也是这种需求推动下的必然发展趋势之一;二是民用层的网络管理,像公共管理的停车场、交通等;三是特殊的网络管理,如专业性的领域——军事、情报等。


       物联网是所有专注于自动化产业公司的一个盛宴,尽管有些公司还停留在概念或是语言描述上,但有很多公司已在这方面做了很多实质性的、具体的工作。相信物联网给自动化产业带上的商业机会推动了每一个具有实力的自动化企业制造与发展战略的转型。


       以上我们谈到物联网的三个应用领域,而与我们工业自动化最相关的还是工业生产,在物联网的架构下,工业自动化生产技术与应用需求都有哪些?


李毅:在工业生产中最熟悉的应用是全自动化生产线:原料→生产→产成品→包装→入库→出仓,一个传统意义上完整的产品全自动化化生产过程和作业流程。在工业自动化物联网的架构下,应用到的技术与产品在应用层首先是传感层面,由大量的工业传感器实现信号的采集和提取,用到的自动化产品主要有条码阅读器、RFID、视觉传感器、光电传感器、超声波传感器、接近传感器和用于检测温度、气体、压力、流量等方面的各种传感器进行不同种类的信息采集;其次向上一层是信息传输,有有线与无线传输两种方式,可以利用专业的工业无线网络和架构于已有的民用网络,如GSM、CDMA等,将采集来的信息进行传输;最后是最上一层的信息处理和应用层,这一层需要具有相当程序运算能力的计算机系统对大量的信息进行处理,即“云计算系统”,按照既有的程序进行海量数据运算从而得出所需要的结果,再通过人机交互实现系统的转移和指令的下达。在此我以一个局部的工业生产为例来说明:在一个全自动化汽车总装车间,依据汽车设计方案(设计图和生产工艺要求可以通过网络体系输入到各个生产设备和生产终端),整个制造过程都是通过自动化生产线上的机器人系统来实现的。生产过程中通过工业物联网及时上传生产中的各种信息结果,使人能够及时知道自动化流水线各个工艺段的实时运作情况和整个生产进程,操作者可以及时发出相应指令进行柔性调整,实现对整个生产过程的严密监控。成品出来后进行相应的自动检测,检测结果自动上传到上位机,使人通过读取产品合格率数据对生产线运行进行判断,并依此作出相应的调整。这是一个循环反复的动态过程,人通过工业物联网不断追求更高的效率与质量。实际上不会有完全的百分之百的完美,但无限趋近于完美的优良率更有赖于物联网应用中的自动化产品技术的不断提高。


       物联网很好地将工业自动化与信息化联系了起来,在以前自动化企业更加关注硬件的制造,而在物联网到来的时代专注于工业自动化产品制造的企业又在软硬件方面做了哪些准备呢?


李毅:在这里我想以美国邦纳公司为例来阐述这个问题。


       首先在产品技术准备方面,邦纳公司是一个以光电传感器为强项的设计商和制造商,其产品涉及到光电传感器、超声波传感器、条码阅读器、视觉产品等诸多物联网感知层面上的各种传感产品,我们有着近五十年美国传感器技术的积累和沉淀。其次是产品的品质,邦纳公司在以光电传感器为主的制造领域有着深厚的生产经验,其优良的产品品质能够为物联网信息采集系统的稳定性和数据信息的客观准确性提供足够的保证与产品支持。第三,从狭义的控制层面上讲,在工业自动化生产领域的物联网,需要从生产信息采集、传输、处理,进行人机交互,实现指令处理和发送,邦纳公司应对物联网时代的到来推出了基于跳频扩频技术的无线传感传输的系列产品,加之我们最新推出的PLC和触摸屏系统,使其具备了提供良好系统方案解决能力与相关的服务能力。为了物联网时代的到来,邦纳公司已经从一个单一的提供优质传感产品的供应商向提供基于传感的整体系统解决方案的一体化服务商转型,这也是邦纳公司在中国的发展战略。


       软件方面,邦纳最新推出了组态软件,配合邦纳的PLC、无线传输和传感器产品体系,我们基本上满足了工业自动化领域物联网体系的大部分应用技术需求。同时在软件数据库系统与IT技术结合架构完整的工业自动化生产物联网系统,也是邦纳正在进行关注研究的一个方面。


      我认为当前每一个工业生产全自动化生产线都可以被看成一个工业生产局域物联网,只是上下游生产线之间无直接的联系,而工业自动化生产领域物联网的一个重要的目的就是使上下游产业链在第一时间实现信息共享,从而提高整个相关工业生产的效率。

 

在物联网困境中抓住机遇


       当前物联网发展的脚步是不可阻挡,但是实现快速普及的发展还存在诸多问题,在您看来物联网的发展还存在哪些发展困境?


李毅:首先,狭义的工业自动化物联网可以在某个工厂或企业集团内部形成,从而实现更高效率的生产、管理和指令响应等,但是如果涉及到不同企业、行业、地域之间的物与物、人与物、人与人之间互联的广义上的物联网,需要用到公共社会资源的时候,这就需要政府管理和社会成员的大力支持和推动。所以第一个困境就是物联网的普及发展需要全社会资源的支持动员,更需要政府为主导的干预与建设管理。


       其次是物联网的行业标准,即物联网执行的任务如信息采集、传输、处理、云计算、人机处理等需要一个基本的标准来衡量、确定其中的软硬件质量和性能,评估其应用和管理,从而最终能够保证物联网的可靠性、稳定性和高效率。


       第三,物联网是一个大体系,包涵有众多子网络体系和公共资源,如果全球互联还会涉及到不同国家间的不同标准,那么物联网将如何来协调规范这个问题?当前还没有一个这样的办法出台。


       第四,物联网重要一个特点是讲究基本规则(应用层面的规则问题),这个规则象法律一样要求涉足其中的每个子网系统都要遵循,而这个规则如何去有效柔性管理和执行,这也是一个发展中的瓶颈。


       第五,物联网的安全问题。物联网与互联网的技术有一脉相承之处,网络安全是互联网难以攻克的硬伤,这在物联网领域依然是硬伤,网络安全至今没有找到一个有效的技术或方法去保障,这一点严重滞缓了物联网的普及发展。


       回到工业自动化,这已是一个完整的局域物联网体系了,而如何将工业与民用结合起来,使工业生产和终端用户能够实时相互了解供需要求,进行有效的信息传递和共享,实现最终的社会资源效率化,这是一个宏观物联网的概念,至于何时真正实现,有待于以上五点困境的解决。


       物联网也是国家“十

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