物聯網技術在工業自動化中的應用研究

耿少鋒

（河北省機械科學研究設計院有限公司， 河北 石家莊 050057）

1 物聯網技術的相關概述

物聯網技術起源于傳媒領域，是信息科技產業的第三次革命。物聯網是指通過信息傳感設備，按約定的協議，將任何物體與網絡相連接，物體通過信息傳播媒介進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤和監管等功能。物聯網是信息化時代的產物，主要集中了信息傳感器、射頻識別技術、全球定位系統、紅外感應器和激光掃描器等各種裝置與技術，對各種信息進行監控和連接，通過網絡實現人與人、人與物以及物與物的交流與連接，通過智能化感知和管理，將信息進行整合管理，最終形成互聯互通的網絡。

隨著工業自動化水平的不斷提高，各工業企業對物聯網的應用日益廣泛，無論是在生產制造階段，還是銷售配送階段，都可應用物聯網技術。通過應用物聯網技術不僅能夠提高效率，節省時間和人力成本，而且有利于提高產品質量，不斷提高產品的安全性、可靠性和自動化水平，有利于企業在市場競爭中站穩腳跟。

隨著經濟的快速發展和科技的不斷進步，物聯網技術也在不斷完善、逐步成熟。對于物流公司來說，通過應用物聯網不僅能夠對物流信息進行實時監控，追蹤物流、傳遞信息，而且能夠通過物聯網技術架構來實現各項信息的具體化應用，使整個物流運輸體系日益完善，對推動經濟發展、便利人們生活起著巨大的推動作用。因此，有必要對物聯網技術在工業自動化中的應用做進一步研究。

2 物聯網的關鍵技術

2.1 自動識別技術

在物聯網技術的發展應用中，信息交換是使用最多的，對信息進行交換時需要有認證識別的過程，在這個過程中則需要一項最基本的自動識別技術，該技術會將任何一項信息、物品以及對象進行識別分類，然后就能進行目標識別。盡管該系統會包含很多復雜結構及要素，但是識別認證后智能化程度會很高，這是物聯網技術最基本的一項技術，也是應用最廣泛的一項技術。

2.2 網絡架構技術

在物聯網技術中，網絡架構技術也是應用比較多的一項技術，在進行信息交流或者物品交換時，需要提供一個第三方平臺，這樣能夠實現信息共享，交易雙方都能夠獲得相關數據和信息，屬于體系結構技術。然而，由于網絡架構技術只能在非語言環境下實現，存在一定的局限性。未來，不斷優化網絡架構技術將成為必然趨勢，也是今后需要不斷解決和完善的一大技術難關。只有不斷完善才能更好地為企業和個人提供服務，有利于提升平臺交易的安全性和可靠性。

2.3 數據與信號處理技術

物聯網技術中有一項非常重要的技術就是數據與信號處理技術，該技術在各工業企業自動化生產過程中發揮著至關重要的作用。無論是產品的生產加工過程，還是最后的銷售配送環節，都需要計算機搜集數據、加工處理，通過分析和識別來更好地對相關數據資料進行分類，不僅能夠節省人工，而且還有較高的準確性，這也是物聯網技術中十分關鍵的一項技術。

2.4 無線傳感技術

無線傳感器網絡由節點、傳感網絡和用戶三部分組成，其主要組成部分是集成有傳感器、處理單元和通信模塊的節點，各節點通過協議自組成一個分布式網絡，再將采集來的數據進行優化，經無線電波傳輸給信息處理中心。隨著科學技術的不斷發展進步，傳統傳感器已經無法滿足需求，需要增加通信模塊，才能將收集到的信息上傳到網絡，然后再進行輸送。通過集成微處理器、無線通信芯片和功能裝置，能夠對各項數據進行進行采集、分析處理以及加工傳輸，有著智能、高效和準確的功能及優勢，在實際的工業自動化應用中不可或缺，起著非常重要的作用。

2.5 嵌入式系統技術

嵌入式系統技術是將傳感技術、電子技術以及硬件軟件技術進行集成的一項較為復雜的技術，該技術并不是一項單一的技術，是各項技術的組合。簡單來說，如果將人體的神經系統當作嵌入式系統，人體的五臟六腑發揮著感應的作用，將人體的各項指標數據進行采集然后傳輸到大腦，大腦進行分析整合，而嵌入式系統技術發揮的就是這一作用。在科技時代下，隨著各項技術水平的不斷提高，物聯網的嵌入式系統技術也不斷提升，在工業企業自動化中的應用日益廣泛。

3 物聯網在工業自動化中的應用

3.1 在工業生產和制造方面的應用

隨著科技的不斷進步和發展，物聯網技術的應用為人們的生產和生活帶來極大的方便，在實踐過程中，物聯網技術也得到了進一步的發展和完善。現如今，物聯網技術的應用范圍越來越廣泛，已經滲透到工業生產、居家生活的方方面面。物聯網技術在工業生產和制造方面的應用，極大地提升了工業生產的自動化和智能化水平。在工業生產中應用物聯網技術，可以有效、實時地監測生產的各個環節，科學、合理地規劃生產工藝和流程，進一步優化生產工序，進而提高生產設備的運行效率，節約生產時間，降低生產成本和設備能耗，提升工業企業的生產效益。另外，物聯網技術的應用可以實現對生產原材料和產品的監測、檢測，在原材料入料和產品制造環節，利用物聯網技術來甄別質量，進一步降低殘次品率，提高產品品質，為企業的長遠發展提供了堅實、有力的保障。

3.2 在產品信息化管理方面的應用

隨著社會的進步和發展，人們的物質文化生活水平不斷提高，如今，人們不僅僅滿足于吃飽穿暖，對各種消費品的品質、安全要求越來越高。因此，工業企業必須要嚴格控制產品質量，保證產品的安全性。產品從原材料到生產，再到包裝、運輸和銷售，需要經過很多個環節，一個環節出現問題就可能會影響產品的安全性，進而影響到消費者的使用。如此多個環節的監控，靠傳統的人力資源不僅費時費力，而且很難達到預期效果。而現代化的物聯網技術，可以有效控制原材料的購置、生產過程和產品銷售等各個環節，出現問題之后能夠及時追溯，及時發現問題并采取措施處理解決，確保生產、運營的各個環節正常進行。

3.3 在工業節能減排方面的應用

隨著“碳達峰、碳中和”的深入推進，工業節能減排已經成為工業生產的一大重要目標，節能減排不但有助于保護環境，而且有利于企業降本增效。盡管企業一直在致力于節能減排，但此項工作任重而道遠，涉及到工業生產的方方面面，需要對生產的各個環節進行把控，這就需要利用現代化的計量裝置，對生產過程進行監測，找出耗能較高的工序。應用工業物聯網技術，可以通過傳感器的數據采集和分析功能，對生產環節的能耗數據進行監測和采集，對高能耗環節進行技改升級，進一步節約能源、減少排放，促進企業的可持續發展。

4 物聯網在工業自動化應用中的改善措施

4.1 健全物聯網技術應用制度

如今，物聯網技術在工業生產中的應用越來越廣泛，物聯網技術的應用對工業自動化的發展起著至關重要的作用。但是，物聯網技術在工業自動化中應用的時間較短，還未形成完善的制度，正所謂“無規矩不成方圓”，沒有制度的約束和規范，物聯網技術的應用很可能會偏離預期，甚至有可能對工業自動化的發展產生不利影響。基于此，應該根據物聯網在工業自動化應用的現狀及預期，建立健全科學、完善的制度，制定相應的應用標準和要求，進而提升物聯網技術應用的規范性。建立完善的管理機制，明確各方權責，針對物聯網技術應用的相關方制定相應的追溯、問責制度，通過制度來規范物聯網技術的應用，以制度來規范員工的行為，確保物聯網技術的應用合規、可控，從而保障物聯網技術能夠更好地服務工業生產，促進物聯網技術的長遠發展。另外，還需要針對物聯網技術的應用范圍和條件制定標準化的應用制度，健全相應的技術機制和體制，規范物聯網技術在工業自動化領域的應用。同時，還應該積極學習并引進國外的成熟經驗和先進技術，進一步提升物聯網技術的實用性和適用性，提升物聯網技術在工業自動化過程中的應用效果。

4.2 優化物聯網技術應用方案

物聯網技術提升了工業自動化水平，要想高效應用物聯網技術，需要建立完善的物聯網技術應用制度，進一步優化物聯網技術的應用方案，從戰略角度考慮物聯網技術應用過程中可能會遇到的問題，從戰術角度去優化物聯網技術應用方案，確保物聯網技術的有效應用。首先，需要按照工業自動化轉型升級的基本要求，根據物聯網技術應用的目標，建立物聯網技術應用的規劃方案，明確物聯網技術的應用路徑，通過規劃來避免應用過程中可能出現的各種問題，使物聯網技術更好地服務工業自動化生產。其次，根據工業自動化的水平以及物聯網技術應用程度，以戰略發展目標為依據，制定工業技改工作方案，并建立階段性的物聯網應用計劃，充分發揮技術價值優勢，根據生產情況和生產經營情況，有序運用物聯網技術，提高企業的管理水平，確保企業自動化轉型升級的效益。

4.3 打造物聯網技術應用團隊

物聯網技術是一項現代化的網絡技術，物聯網技術在我國起步較晚，在工業自動化中的應用時間較短，即便是建立了健全、完善的制度，制定了科學、合理的應用方案，如果沒有專業技術人員的保障，也無法保證物聯網技術在工業自動化中的有效應用，很可能會導致物聯網技術應用的有效性大打折扣，無法實現既定的目標，與預期效果出現一定差距，甚至無法適應企業的長期發展與需求。因此，需要加大物聯網技術的支持和保障力度，開展物聯網技術培訓活動，提升技術人員和工作人員理論知識和專業技能水平，打造高素質、高水平的物聯網技術應用團隊，確保物聯網技術能夠在工業自動化中得到有效應用。

5 結語

作為工業互聯網的核心，物聯網通過應用大數據以及云計算等新型技術，在工業企業的發展中發揮著越來越重要的作用，有利于企業形成數字化和智能化一體的核心技術，該技術能夠為企業節省一定的人力和財力成本，能夠不斷提高企業的生產效率。由于其精確度和智能化水平較高，有利于企業提高產品質量，不斷提升企業形象，在市場競爭中立于不敗之地。同時，也有利于工業化水平的不斷提升。今后，仍需加大對物聯網技術的研究和利用，力爭更好地為企業工業化發展作出貢獻。