工業自動化
工業自動化是機器設備或生產過程在不需要人工直接干預的情況下按預期的目標實現測量、操縱等信息處理和過程控制的統稱。
在傳統的工業生產過程中,很多環節需要人工操作,比如設備調試、生產監控、質量檢測等。然而,隨著工業自動化技術的引入,許多繁瑣的操作可以由機器代替,從而節省了大量的人力成本并提高了生產效率。例如,自動化生產線能夠按照預定的程序精確執行操作,減少人為錯誤,并通過實時監控設備的運行狀況,及時發現潛在問題,進行預防性維護。
物聯網的體系架構
物聯網是通過RFID 技術、無線傳感器技術以及定位技術等自動識別、采集和感知獲取物品的標識信息、物品自身的屬性信息和周邊環境信息,借助各種電子信息 傳輸技術將物品相關信息聚合到統一的信息網絡中,并利用云計算、模糊識別,數據挖掘以及語義分析等各種智能計算技術對物品相關信息進行分析融合處理,這也是對物理世界的高度認知和智能化的決策控制。物聯網的體系架構可以分為三個主要層次:
感知層:這一層主要負責通過傳感器、RFID(射頻識別)、二維碼等技術對物理世界的事物進行感知與識別。
網絡層:網絡層則負責將感知層采集到的數據進行傳輸,主要依靠互聯網、無線通信網、移動通信網等技術。
應用層:應用層是物聯網的高層,它利用網絡層傳輸的數據進行分析和決策,最終實現對現實世界的智能化管理。應用層廣泛應用于智能醫療、環境監測、智能城市、工業自動化等領域,成為物聯網的實際落地應用。
物聯網與工業自動化
物聯網與工業自動化看似屬于不同的技術領域,但它們之間有著密不可分的聯系。物聯網強調的是對物理世界的感知、信息傳輸和智能化處理,而工業自動化則注重通過機器和自動化控制系統來提升生產效率。兩者的結合,使得工業生產不僅能夠自動化,還能變得更加智能、更加精細。
物聯網目的是實現對物理世界的高度認知和智能化的決策控制,工業自動化包含采集、傳輸、計算等環節,而物聯網是全面感知(感、智慧處理知層)、可靠傳遞(網絡層(應用層,兩者是相通的工業遠程控制包括信號監測、數據交互、數據分析運行控制等多個方面的內容。
而物聯網則包括全面識別、信息傳輸、智能化處理等功能和作用,二者具有諸多相似之處
物聯網強調的海量數據處理、無線通信傳輸、智能化控制。南而工業遠程控制主要對象是物,例如生產設備、生產流程和過程等,這可以通過物聯網技術來實現。
工業物聯網的實現條件
生產設備互聯
提供的數據接口,將各生產設備從物理上連接成一個網絡,利用協議轉換軟件將網絡組成一個通用的IP網絡。
主要包括:
利用信息平臺來設置生產參數,如個數、長度、重量等;
自動抄錄各種生產數據;
按時段自動統計生產量;
實時獲取和告知生產現場的當前數據;
計算每臺設備的單位時間生產能力,根據這些數據來為每臺生產設備設置生產參數合理配置生產任務;
物品識別定位系統
利用RFID等識別定位技術來標識生產過程中使用的原材料、半成品和成品,并利用物聯網技術將該系統接入計算機網絡,完成對物品數量、所處位置、責任人員信息等的數字化管理。
主要包括:
物品識別和定位原材料消耗數量的自動統計;
半成品、成品數量的自動統計基于RFID的倉庫管理:采購、庫存、消耗數量之間的自動核對按時段統計原材料的損耗;
設備狀態檢測和故障呼叫
利用設備的數字接口獲取該設備的內部參數和運行過程中的動態參數,利用無線傳輸技術和公眾網絡將人與設備連接起來,利用信息技術對這些數據進行管理,并根據企業生產管理的要求作出相應的處理。
主要包括:
實時獲取生產現場各生產設備的當前狀態按時段統計各生產設備的故障率;
故障呼叫,按序分時呼叫相應的設備維護責任人員;
掉電保持,備用電源可保存生產設備掉電時的各種參數,以便上電時恢復生產;
以生產追溯管理系統為例來說工業物聯網的設計
實現生產流水線的每個工序的生產狀況(MTS)生產追溯管理系統要實現的總體目標是:以及在生產過程中的數據操作的準確化和系統化,建立產品生產控制跟蹤,實現從成品到半成品到原料的可監控可追溯,從而完成產品生產的內部流程追溯管理以及外部進出的源頭追溯和數據管理。系統采用 RFID 或條碼或兩者同時的編碼方式進行數據管理和追溯。保證從每個單位物料到產品的唯一性
基本功能
通過對物料的 ID(BarCode 或 RFID)進行掃描,來記錄部品的使用及現有狀況和來源。
通過對半成品的在生產中的所經歷過的工序記錄和數據統計來跟蹤其生產細節,可以在返品或者生產過程中能夠追蹤到在生產中的哪道工序、哪些物料哪個機型、哪些人員等等存在問題,并可以采取相應的措施來進行修補。
通過對成品的包裝、入庫、庫內調整、出庫、還有質檢等工序記錄、統計來跟蹤成品在最后階段的狀況以便需要時進行查詢操作。
最后實現對整個生產從部品到半成品到成品的單個、類別以及全部的產品追溯、質量控制和流程管理,建立完整的生產追溯管理系統平臺。