前言：物聯(lián)網(wǎng)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)。不管是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)4.0，都是在探索制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)以及未來(lái)發(fā)展路徑。工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展是原有技術(shù)的大融合。
在眾多的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，毋庸置疑其中一個(gè)很大的受益行業(yè)是制造業(yè)。不管是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)4.0，都在探索未來(lái)的制造業(yè)發(fā)展路徑，我們不應(yīng)該被工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的定義所束縛。
制造業(yè)革命可以分成從1.0到4.0的四個(gè)階段。從工業(yè)1.0，以英國(guó)的紡織制造業(yè)為代表；到工業(yè)2.0：代表性的行業(yè)是汽車(chē)制造業(yè)；再到工業(yè)3.0：自動(dòng)化和信息化的融合，自動(dòng)化代表性的產(chǎn)品是工業(yè)機(jī)器人和PLC等自動(dòng)化產(chǎn)品，信息化代表性的方案是ERP和MES等；再演變到現(xiàn)在的工業(yè)4.0： 代表性的 概念是CPS。
工業(yè)4.0 時(shí)代的一些特征：
1. 更多更智能的傳感器被加裝到設(shè)備上；
2. 更緊密的連接：從工廠現(xiàn)場(chǎng)總線，工業(yè)以太網(wǎng)的連接到工業(yè)云的鏈接；
3. 工業(yè)大數(shù)據(jù)：工業(yè)大數(shù)據(jù)比消費(fèi)大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量更大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，實(shí)時(shí)性和精確性要求更高；
4. 人機(jī)界面更加友好，更加人性化，很多消費(fèi)電子產(chǎn)品；
5. 人機(jī)協(xié)作：機(jī)器人從籠子里解放出來(lái)，與人一起協(xié)作。
傳統(tǒng)的工廠架構(gòu)和4.0時(shí)代的架構(gòu)區(qū)別：
1. 傳統(tǒng)自動(dòng)化工廠的架構(gòu)是金字塔架構(gòu)；從底層傳感器，執(zhí)行器到各種設(shè)備，再到控制器，PLC，IPC，再上層是SCADA系統(tǒng)，更上層是工廠管理層，包括ERP和生產(chǎn)制造MES系統(tǒng);
2. 簡(jiǎn)化來(lái)看，工業(yè)自動(dòng)化可以分成三層架構(gòu)：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，控制通訊層和工廠管理層，這個(gè)三層架構(gòu)和物聯(lián)網(wǎng)的感知層，傳輸層和應(yīng)用層其實(shí)是類似的。在這個(gè)金字塔架構(gòu)中，各種器件通過(guò)PLC進(jìn)行控制，PLC再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)，將信息和數(shù)據(jù)傳到云端。
目前，這樣的傳統(tǒng)架構(gòu)正在發(fā)生變化，第一個(gè)變化就是傳統(tǒng)的金字塔架構(gòu)正在網(wǎng)絡(luò)化和云化，一些功能比如SCADA已經(jīng)開(kāi)始被集成到云端，這就是云計(jì)算在工業(yè)上的應(yīng)用。另外一個(gè)變化就是邊緣計(jì)算，越來(lái)越多的終端設(shè)備具備更強(qiáng)的計(jì)算能力；一些開(kāi)放的協(xié)議，比如OPCUA和IO-LINK也開(kāi)始大量運(yùn)用。
從工業(yè)3.0到工業(yè)4.0的變化：
1．工業(yè)3.0時(shí)代，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層計(jì)算資源有限，主要的計(jì)算資源集中在控制器端和工廠管理端， 而工業(yè)4.0時(shí)代，分布式控制的嵌入式系統(tǒng)，CPS系統(tǒng)有了更多的智能計(jì)算資源和邊緣計(jì)算能力；
2．控制層：3.0時(shí)代，流程工業(yè)由中央集中控制型的SCADA控制，而不同設(shè)備有廠商專屬的的通訊協(xié)議，設(shè)備之間有不同陣營(yíng)的通訊協(xié)議，設(shè)備之間，產(chǎn)線之間的互操作性很差；工業(yè)4.0 時(shí)代有更加開(kāi)放的總線協(xié)議， 比如OPC UA和 IO Link， 支持實(shí)時(shí)的，互操作性更強(qiáng)的， 更加安全的傳感器和云連接；
3．工廠管理層： 3.0時(shí)代數(shù)據(jù)收集上來(lái)需要人再做判斷和決策，而4.0 時(shí)代，數(shù)據(jù)收集上來(lái)后，因?yàn)樵O(shè)備和系統(tǒng)具備自適應(yīng)，自決策，自判斷等能力，人工智能可以對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析判斷；工業(yè)3.0時(shí)代的 IT 和OT 是分開(kāi)的， 很難連接的， 設(shè)備之間是信息孤島，工序之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)有斷層， 部門(mén)之間信息也很難共享。 從投入方式來(lái)看，工業(yè)3.0 主要是固定資產(chǎn)投入，工業(yè)4.0轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)營(yíng)投入。
構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈
客戶的憂慮是網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題。比如，客戶會(huì)問(wèn)公司的生產(chǎn)制造等重要數(shù)據(jù)信息放在第三方會(huì)安全嗎？客戶擔(dān)心的第二個(gè)問(wèn)題是新瓶裝舊酒。 客戶會(huì)認(rèn)為所謂的工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和產(chǎn)品都是舊的，只是換了一個(gè)吸引眼球的新詞匯而已。廠商的目的只是換一種方式買(mǎi)產(chǎn)品，買(mǎi)設(shè)備，買(mǎi)解決方案而已。 從工業(yè)4.0或者工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的參與者來(lái)看，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈比較長(zhǎng)，從上游的芯片廠商到自動(dòng)化產(chǎn)品廠商，再到OT廠商和IT廠商，每一家企業(yè)都能提供專門(mén)的知識(shí)和Know-how。
另外一個(gè)明顯的趨勢(shì)就是很多公司都想打造平臺(tái)，我們預(yù)計(jì)制造業(yè)也將像手機(jī)一樣，誕生為制造業(yè)服務(wù)的的操作系統(tǒng)。目前宣稱自己正在打造工業(yè)云或者制造業(yè)的操作系統(tǒng)的公司很多，主要有以下幾種：
第一種是基礎(chǔ)設(shè)施的平臺(tái),基本上是提供的IAAS服務(wù)；
第二種是工業(yè)云平臺(tái)，主要做工業(yè)制造業(yè)的設(shè)備運(yùn)營(yíng)維護(hù)，數(shù)據(jù)信息管理等，國(guó)內(nèi)還有工業(yè)云平臺(tái)提供垂直行業(yè)的設(shè)備維護(hù)運(yùn)維等PAAS服務(wù)；
第三種是物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，主要提供工具，SDK，API等，可以幫助客戶建立自己的工業(yè)云。
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