工業物聯網在生產過程監測系統中的應用

張維

（四川信息職業技術學院，四川 廣元 628000）

前言：工業物聯網屬于制造技術中的一項新興產物，目前已經得到廣泛、普遍的應用，在工業生產過程監測系統中，起到舉足輕重的作用，可以將工業生產力大幅提升，實現了對工業生產過程的定位、追蹤、遠程管理。由此可見，探尋工業生產過程監測系統中合理、充分應用物聯網的相關策略，是當前相關從業人員著重需要考量的問題。

一、工業物聯網相關概念闡述

所謂的工業物聯網，實際上，就是將智能分析、移動通信、泛在技術、監控能力的各種采集或控制傳感或者是控制器、感知等技術在工業生產過程的各個環節中融入，從而將生產的水平整體提升，實現產品質量的改善，并且將資源的消耗、生產的成本降低，最終實現以往工業生產向智能化生產的發展。同以往的物聯網相比，工業物聯網存在較大的差異，不僅嚴格要求實時性，同時，還需要有效融合工業企業現下的監視控制系統以及數據采集系統。在工業物聯網的典型層次結構中，主要包含應用層、網絡層、現場管理層以及感知層[1]。

所謂的感知層，需要將以下兩個工作完成：

第一，利用控制器將控制指令發出。

第二，利用現場設施，例如：電子標簽、傳感器等，對生產設施的信息做出感知。針對于現場管理層而言，必須要對感知層的工業信息、數據及時做出登記與處理，將較為底層的控制指令迅速響應，還需要對外提供相應的數據接口功能，促使本地信息、數據能夠傳送至應用層。而對于網絡層而言，主要通過其傳輸通道的功能，確保本地信息、數據能夠實時傳送至數據分析中心。所謂的應用層，主要是對工業生產過程匯總所收集的設施狀態、數據等信息展開深入分析與高效處理，實現生產管理工作的強化，進而將工業產品的生產能力、質量大幅度提升，促使工業生產過程更具現代化、智能化。

二、工業物聯網的應用現狀

現如今，應用工業物聯網主要在強化生產過程管理體系方面有所體現，主要將其劃分為以下五個內容：

第一，強化原料供應鏈管理。通過傳感網絡技術的運用，對采購原料、儲存原料、銷售原料等信息及時做出掌握，從而對原料的供求關系、價格趨勢展開預測，促使供應鏈效率能夠大幅度提升，實現生產成本的整體降低。

第二，強化生產過程工藝。通過物聯網相關技術的應用，促使生產線的參數實時采集、監控生產設施、監測生產過程、監測原料消耗能夠得以實現，促使生產流程能夠深入優化，實現能源消耗的降低，進而整體提升生產產品的質量。

第三，監控產品設施。將制造技術同傳感技術相結合，及時記錄并且跟蹤產品設施的實際應用情況，實現設施的故障預測以及遠程診斷，促使維護的成本能夠大幅度下降，并且全面提升維修的效率與水平[2]。

第四，監測環保。在工業生產期間，會有各種、大量污染源的產生，而將無線傳感設施安裝于工業企業的排污口，能夠對排污的實際狀況實時做出監控，并且能夠通過遠程的方式來控制排污口的啟動與關閉，進而全面降低突發性環境污染事故的發生概率。

第五，管理工業安全生產。在礦工設施、油氣管道、礦山設施等較為危險的工作條件、環境中嵌入物聯網傳感器，能夠對環境、設施、人員的安全狀態實時做出感知與監控，如果發生意外時間，能夠在第一時間做出處理與解救，實現工業的安全生產。

三、工業物聯網在生產過程監測系統中的應用

（一）能耗自動監測

通過相關裝置、設施的應該，從而將熱能、氣能、電能等能源的消耗信息、數據做出自動收集，并且將這些在物聯網中接入，通過計算機網絡所提供的信息功能，從實現監測與管理這些數據、信息。按照時段的方式，對工業生產過程匯總所消耗的熱能、氣能、電能等數據、信息自動做出統計，同時，將當地的收費標準作為依據，對不同時間內能耗的成倍支出進行計算，為相關工作人員提供生產效率與能源之間的對應關聯，供相關工作者使用[3]。另外，還能夠將熱能、氣能、電能等物理量的特征參數實時提供，從而為對這些物理量存在特殊要求的生產過程，做出功能質量的改善。同時，通過圖表來顯示生產數量、生產班組以及能耗。

（二）生產設備狀態監測與故障呼叫

通過數字化生產設施所提供的數字接口加以運用，能夠將此生產設施運行期間的動態參數以及內部參數進行監測與獲取，隨后，通過無線傳輸技術以及相關的額集中控制裝置，將一個小型的物聯網連接，同時，通過公眾網絡的應用，將人與設施之間進行連接，運用信息技術，從而管理這些數據、信息，并且將工業企業生產管理的相關要求作為依據，展開高效處理。另外，將生產過程中各個生產設施的當前狀態獲取，按照時段，對各生產設施的故障率進行統計與呼叫[4]。如果設施出現故障，能夠按順序分時段向相關設施維護責任者呼叫。同時，還能夠做到掉電保持，通過本產品所提供的備用電源，可以將生產設施掉電期間所產生的各種參數做出儲存，促使上電后能夠恢復正常生產。

（三）生產現場重要信息遠程告知

在生產的現場當中，隨時都會產生同企業發展、企業支出成本、企業管理有關的各種數據、信息，將工業企業管理的相關要求作為依據，這些數據、信息應該及時向工業企業各級管理人員上報，促使工業企業各級管理人員能夠根據這些數據、信息，從而制定管理策略，實現工業企業的實時、有據、有序管理，將生產管理、監測的時效性全面提升。另外，工業企業的領導人員還能夠通過獲取這些數據、信息，對企業的發展現狀實時掌握，即使沒有前往生產現場，同樣能夠對生產過程做出監測與管理。可以說，通過定位、物品識別、設施互聯、監測等功能，可以將生產現場中的各種數據、信息向相應的設施實時進行傳輸，再利用GSM 等公眾網絡，傳送至工業企業各級管理人員的移動終端，為其查閱、決策制定帶來一定的便利。

（四）生產配件與產品防盜

針對于生產半成品、成品、配件、原材料而言，屬于工業企業固體的生產方式，通過BEID 等識別定位技術的應用，能夠將這些物品在物聯網中接入。并且，能夠將工業企業管理的相關要求作為依據，通過IC 卡技術的應用，將物品管理人員的相關信息在物聯網中接入，進而實現管理物品與人員的區域、管理人員權限、區域定位、物品數字識別等功能，確保物品的流轉能夠有責問詢、有據可依、有序開展。

針對于物品的識別與定位而言，主要通過RFID、電子標簽等技術應用，實現數字識別與區域定位物品。

針對于人員識別而言，主要通過IC 卡技術的應用，實現人員的數字識別、管理區域關系、人員及物品，將企業管理的相關要求作為依據，將管理人員、物品及其所處區域的關系嚴格建立，做到在工業企業的任何一個區域中，物品都能夠找尋相應的責任人，了解物品的來源、流轉、責任人信息[5]。

針對于物品流轉管理而言，就是物品在半成品、成品、生產車間、倉庫之間的流轉，必須要通過人員權限監測與物品識別系統，進出需要配置固定的RFID 識別設施，在存放于室內之時，需要將移動RFID 識別設施配備，實現存放有時、進出有據、責任到人。

針對于物品進、出管理而言，只有在沒有標注識別物品時才能夠采購，只有在物品所有人權限釋放之時，才可以出庫物品。

結束語

綜合上述的分析而言，工業物聯網能夠對以往的工業產業做出改進，為工業管理、運營與生產帶來深入改革，實現產業結構的高效調整。但是，工業物聯網同樣也存在一定的問題，如應用安全、控制安全、數據安全等。因此，如何在工業生產過程監測系統中建立起安全的物聯網體系，是如今工業發展中必須要處理的問題。相關工作人員必須要合理、科學融合安全技術、網絡技術、數據融合技術以及傳感器技術，實現物聯網在工業生產過程監測系統中的高效應用，進而推動工業日后的智能化、效率化、現代化、長遠化發展。