物聯網技術在工業自動化中的應用

高亮?孫存?傅仁軍

摘要：隨著科技的不斷發展和進步，物聯網技術也進入高速發展的時代。隨著其不斷應用到各個領域中，物聯網技術的重要性越發凸顯，有效地推動著互聯網產業的創新和進步。物聯網技術在發揮互聯網的網絡互連的基本功能外，也在進一步推動工業自動化的進程，使我國工業生產發生翻天覆地的變化，不僅保證工業生產效率和安全性能的提升，而且進一步控制了能源消耗和工業廢棄物的排放。就物聯網技術在工業自動化中的發展促進作用展開分析和研究，希望促進物聯網技術和工業自動化的不斷進步和發展。

關鍵詞：物聯網；關鍵技術；工業自動化

一、前言

科技的進步不斷推動著經濟的發展和人們生活水平的提高，同時也使得物聯網技術在社會各個行業中得到不斷的推廣和應用。尤其是物聯網技術在工業自動化領域的充分使用，對人們的生產生活起到了有效的促進作用，所以物聯網技術在工業領域中具有不可替代的重要作用。物聯網技術作為一種嶄新的現代化技術，以互聯網為媒介，運用信息傳遞器，實現不同物體之間的互相關聯和溝通，極大地提高了工業生產的效率。所以在工業自動化發展中，要增加物聯網技術的投入使用力度，擴大物聯網技術的應用范圍，不僅可以促進我國工業自動化的進一步發展和社會經濟的前進，還可以促進人民生產生活水平的進一步提升。物聯網技術和互聯網技術對人們的生產生活帶來很大的改變，如何將這兩項技術應用到工業自動化生產中和人們的生產生活中是必須面對的問題，也是一項挑戰和考驗。節能減排的總體目標可以通過物聯網技術來實現，節能減排對每個企業都至關重要，它將直接影響企業的經濟效益和職工的收入，對國民經濟也有著至關重要的影響。物聯網和互聯網技術已經深入人們的生活，與每個人密切相關。如何將這項技術高效、高質量地應用到工業自動化及生產生活中，是我們一直研究的難題。物聯網就是通過各種元器件，長距離或短距離的通訊網絡，實現數據互通和共享，在確保數據信息安全保障的前提下，提供安全可控的信息技術支持，提供個性化的服務，滿足個性化的需求，比如在線監測、報警聯動、遠程控制、追溯定位、安全保衛、報表統計、方案對比、領導桌面等管理和服務，極大地提高了管理效率，減少了不必要的生產流程，減員增效，減排創效，極大地提高了企業生產效率，是一次新的產業革命。應用好物聯網和互聯網技術可以實現對所有事物的規范化、高效化管理，確保高效、節能、安全和環保，實現管理、控制和營銷一體化。實現企業生產經營的最經濟化。

二、物聯網技術的概念和當前的應用情況

（一）物聯網的概念

物聯網技術主要是以互聯網為基礎發展出來的新型應用技術，可以實現物物互連，同時還可以利用專業設備與系統進行物品聯網控制，智能化識別物體信息。運用射頻識別設備、信息傳感器、定位系統、紅外感應器和激光掃描器等相關裝置和技術，實時收集任何需要連接、交互的物體和過程，例如物體的光、熱、電、聲、化學、生物、位置等多種信息，通過網絡媒介，實現物體與物體、物體與人之間的有效連接。所以，物聯網就是基于互聯網技術和傳統電信網絡的一個信息載體，使得獨立存在的個體之間可以產生連接，從而形成互聯網絡，進而為人們的生產和生活提供更好的便利條件[1]。

工業物聯網主要是指物聯網技術在工業領域的應用發展。工業物聯網主要指將有感知、監控能力的各類傳感器、控制器、移動通信、智能分析和數據處理技術應用到工業生產過程中，進而通過縮短生產時間和節約生產成本來提高生產效率，促進企業工業生產向智能化轉變，最終提升企業生產效益。從實際應用形式的角度來看，工業物聯網具有安全性、自動化、實時性、互通和高效性的特點。感知層、網絡層和應用層構成了物聯網典型體系架構，每層相互作用和聯系。物聯網全面感知的核心能力是通過感知層來實現的，有些核心的技術瓶頸需要解決。怎樣具備精準、全面、高效的感知能力，并解決低功耗、小型化和低成本問題是目前的關鍵問題。網絡層的主要基礎設施以廣泛覆蓋的移動通信網絡為依托，是物聯網中標準化程度最高、產業化能力最強、最成熟的部分，關鍵在于為物聯網應用特征進行優化改造，形成系統感知的網絡。應用層提供豐富的應用，將物聯網技術與行業信息化需求相結合，實現廣泛智能化的應用解決方案，關鍵在于行業融合、信息資源的開發利用、低成本高質量的解決方案、信息安全的保障及有效商業模式的開發。物聯網的應用可以很好地提高生產效率，切實為企業和個人創效和提供便利。我國無線通信網絡主要有3G、WLAN、LTE、GPRS，而4G仍為試點階段。M2M平臺具有一定的鑒權功能，因此可以為顧客提供必要的終端管理服務，同時，不同的接入方式都可順利接入M2M平臺，因此可以更順利、更方便地進行數據傳輸。此外，M2M平臺還具備一定的管理功能，可以對用戶鑒權、數據路由等進行有效管理。而對于BOSS系統，由于其具備較強的計費管理功能，在物聯網業務中得到廣泛的應用。

（二）物聯網當前應用情況

當前，物聯網的應用領域日益廣泛，應用范圍日益拓展，物聯網在實際生活中的重要性日益顯著。比如，互聯網在醫療領域中的應用，可以有效傳遞患者與醫生之間的信息，輔助醫療設備的有效應用，可實現各個科室之間信息共享的高效化，優化醫療服務質量的提升。且物聯網技術的應用可以提升醫療數據獲取的便捷程度，輔助醫療決策更好地制定，以此優化醫療質量，提升醫療服務效率[2]。此外，在航空領域或安防領域，物聯網技術也被廣泛應用。互聯網技術在航空系統和安防系統中，可以利用傳感網絡系統，維系系統應用的安全性，降低人為的入侵。由此可見，當前物聯網技術已經被廣泛應用，并取得了大量領域的認可，對人們的生產生活發揮著巨大的推動作用。今后，互聯網在生產、生活中的應用將更加廣泛，所以相關工作人員及行業人員必須提升對物聯網應用的關注度。互聯網在工業自動化領域中的應用取得初步成效，但是分析物聯網實際應用狀況，物聯網應用過程中技術難題依舊存在，比如傳感器的傳感裝置問題、傳感器的硬件系統智能化問題及技術智能化問題，還有微型化設計的問題，在未來發展中還需要不斷進行優化和解決，以此才能更好地輔助工業現代化的發展，更好地使物聯網技術為人民服務[3]。

三、物聯網技術在工業自動化中的應用方式

工業自動化在極大程度上推進了工業的發展進步。當前，我國經濟穩定，社會和諧，工業在推動經濟和社會發展中發揮著不可替代的重要作用。所以，工業領域必須與時代發展相結合，不斷融入新技術。在先進技術與工業相融合的過程中，不斷促進工業生產力的提升，提高工業生產效率。物聯網技術在工業自動化中的廣泛應用，有利于輔助工業企業生產力的最大程度優化，促進工業生產質量的提升，優化工業企業經濟效益。此外，物聯網技術的應用可以輔助不同領域工業企業在市場競爭中穩定發展。雖然物聯網在不同領域發揮的作用各不相同，但其應用效益大致一樣，物聯網應用的主要目標為降低成本，實現企業生產安全性和節能減排，所以當前物聯網技術在工業自動化中的應用主要體現在以下四個方面：

（一）物聯網技術在工業制造領域中的應用

隨著科技水平的不斷提升，物聯網技術的成熟度不斷增長，使得物聯網在工業生產各個領域中的應用日益廣泛。從工業生產制造企業角度分析，企業生產運營過程中要想依靠互聯網提升生產效率，就必須促進工業企業生產設備運行效率的增長[4]。從工業企業生產設備實際應用情況分析，物聯網技術的應用可以極大地提升生產設備的運行效率，使生產效益最大化，維系生產制造企業穩定發展。此外，生產制造企業在應用物聯網技術的過程中，可以對生產原材料質量的優劣進行有效甄別，有利于輔助產品檢測工作效益的提升，物聯網技術的應用還可以鑒別材料質量，剔除不合理的原材料，快速鑒別不合格的產品，有利于輔助工業自動化生產效率的增長，實現降本增效的目標。工業自動化發展過程中，智能傳感器屬于應用的核心動力設備，數字化工廠建立的過程中大都應用物聯網技術與相應的設備，這有利于使工業向著智能工廠的方向發展，有利于產銷流程把控全面化程度的增長，也有利于促進生產過程可控程度的增長，從而降低生產制造過程中由于人為失誤所導致的風險事件的發生率。可以依靠物聯網精準地收集生產線的各種數據和信息資料，優化生產進程的規劃和生產流程的合理安排。工業制造領域中應用物聯網技術，還可以強化設施管理和庫存管理，依靠傳感器有利于及時接收設備信息，輔助設備運行狀態的把控。尤其是在特殊環境下，借助物聯網傳感器，可以對機床運行過程中的參數進行收集，并將參數控制在合理范圍內，維系設備應用的正常化。物聯網技術的應用有利于聯系制造企業的物與物、物與人，有利于輔助工作人員開展庫存管理工作，使庫存管理方式智能化，依靠物聯網技術可推動制造企業中智能工廠建設的發展，能夠完善供應鏈互聯網技術的應用，可及時分析供應鏈之中存在的移動信息，并整合分析這些信息資料，出具相關的檢測報告。依靠這一形式，溝通供應商與工廠，實現各個環節之間的聯系，并及時將物聯網所收集的各種信息向工程師傳遞，遠程監控生產制造過程，構建數字化智能工廠，促進企業經濟效益的提升。且物聯網技術的應用還可以借助工業通信無線化傳感器和無線感測稱重傳感器，及時對制造過程中所應用的產品粘度、性質、硬度、味道和色彩進行精準和有效的測量與監控，以此解決不合格材料的應用問題，實現控制傳統工業制造領域過程中無法把控的問題的效用，有利于實現高質量的工業制造。

（二）物聯網技術在工業產品信息中的應用

隨著社會經濟水平的提升，人們的生活質量也在不斷增長，人們對產品安全和產品質量的要求也在不斷提升，更加追求精神和物質上的享受。所以，消費者在購買產品過程中，對產品質量和產品功效的需求也不斷增長，對產品的安全性和產品材料的關注程度日益提升。在工業產品銷售中，產品對健康的影響和安全程度是消費者購買產品時主要關注的內容，所以在工業自動化發展過程中，信息的透明度十分關鍵，透明和公開的產品信息將直接對市場中產品的覆蓋程度和推廣程度發揮積極作用，對消費者的消費感受和產品市場的實際需求產生正面影響。所以，這就需要工業企業生產工業產品中，必須嚴格把控工業產品信息，優化工業產品質量服務工作，使工業產品數據透明，為消費者提供更加優質的工業產品[5]。這就需要在生產工業產品的過程中，嚴格把控生產環節中的產品信息，嚴格控制工業產品的銷售環節，其主要銷售環節中也涵蓋大量的產品信息，這些信息將對工業產品的市場占有率和工業企業的形象產生影響，關系到工業企業的市場競爭力和市場定位，所以工業產品生產銷售環節中需要合理應用物聯網技術，進行產品信息的監控與管理，若是發現工業產品信息中存在問題，必須及時采取措施進行干預，以此保障工業產業生產運行穩定，維系其在市場中健康長遠發展[6]。此外，物聯網技術在工業產品信息中的應用，可對產品包裝過程進行完善，這有利于及時把控產品信息，依據客戶需求有針對性地設計產品包裝。

（三）物聯網技術在工業安全方面的應用

工業自動化生產過程中，必須以安全生產為主要目標。物聯網技術的應用可以實現工業生產的有效定位和感知，可強化生產流程的監控與管理，可在工業生產作業時，針對各種問題進行有效的監督和管理。工業生產過程中，安全是重要因素，所以生產活動能否順利開展與工業生產安全息息相關，工業自動化生產必須將安全放在第一位，工作人員必須提升對工業生產安全程度的關注程度，為維系工業生產安全性，可以靈活地應用物聯網技術的定位功能，精準定位物聯網技術并感知物聯網功能，以此輔助工業生產設備更好地應用，穩定和安全地維系生產流程的正常推進，促進生產安全程度的提升。將物聯網技術設備在工業生產設備上進行連接，并應用于生產車間作業中，可以實時監督工業生產設備的應用情況，了解生產車間的生產狀況，確保各個生產環節的正常推進，最大程度降低生產過程中的安全隱患，可保障生產環節安全、合理、有序、科學。物聯網技術在工業安全領域中的應用，不僅可以縮減工業自動化的生產時間，縮減工業自動化生產過程中的成本，也可以促進生產效率的提升，最大程度確保工業生產安全[7]。

（四）物聯網技術在環保方面的應用

工業發展進程中，各個企業積極響應國家政策，生產經營中對可持續發展的重視程度不斷增長。為實現工業企業的可持續發展，需要在工業生產各個流程中落實環保節能的政策，實現節能減排。這就要求在工業生產中，不僅要關注經濟效益，還要與可持續發展相結合，工業企業需要以可持續發展理念為發展的根本，在組織生產活動時，遵循節能減排的相關原則和政策，將社會效益、經濟效益協同發展，不斷落實企業環保責任[7]。工業企業實際生產中依靠物聯網技術可處理環境污染問題，實現節能減排的根本目標。物聯網技術在工業企業節能減排領域中的應用，可將物聯網傳感器在工業生產設備上進行連接，監控企業內污染源產生的實際情況，并建立污染環境檢測系統，實現最優化節能減排目標的效用，有利于輔助工業企業穩定健康發展，推動工業自動化發展中環保效益的增長。通過物聯網技術的應用可以解決工業企業生產高污染的問題，實現各個生產環節中環保行動的監督管理，彰顯節能減排的實際效用，有利于輔助工業自動化的可持續發展，滿足環境保護的實際需求[8]。

四、結語

在科技迅猛發展，物聯網技術在各個領域中廣泛應用的背景下，工業企業產業結構不斷優化升級。在工業自動化領域中，互聯網技術的應用可提升工業自動化水平，使得工業生產向智能化方向發展，所以工業企業必須重視互聯網技術的應用，在實際生產中體現物聯網的效應和價值，依靠互聯網技術不斷促進工業生產制造環節質量的提升，使工業產品信息透明化，保障工業生產安全，提升生產環保性，輔助工業企業的可持續發展，在滿足人們需求的基礎上，促進工業自動化企業生產效益的提升，維系企業穩定、健康、環保生產。

參考文獻

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