浅谈工业物联网的六个层次及四大关键元素

简介:

工业物联网(IIoT)大行其道,却让人摸不着头绪, 工业物联网(IIoT)分成六个层次,一是物品和机械零件,例如马达。二是传感器和致动器加上嵌入式软件,让物品变成智能连网产品。三是连网,让产品得以跟后端系统沟通。四是产品和数据存取功能,以控制和管理访问权限。五是专用软件,以便跟其他企业应用程序(App)整合。六是企业应用,例如企业资源规划(ERP)、产品生命周期管理(PLM)和维护维修和营运(MRO)等系统。

在工业4.0的浪潮下,许多制造业者正积极建立未来的智能工业,希望透过次时代的智能系统,将制造优化、改善营运、强化客户支持,并分析工业物联网(IoT)提供的实时数据。据EE Times报导,制造业者面临的一大挑战,在于必须同时获得四种主要的工业物联网元素,包括网络、处理、用户接口以及安全。网络联机是整合信息科技(IT)与作业科技(OT)的关键,由于这两个领域非常不同,因此网络也很不一样。

IT领域需要能够将数据转化成有用信息的系统,对制造业者来说,包括会计、电子邮件、以及客户关系管理,另外还有制造商所需的规划与物流等。

OT领域需要将原物料转化成产品,完成制程控制、流程管理、以及制程监控等。工厂可能使用工业网络科技。不过,许多工业以太网络之间无法互相运作,导致科技业者无法达到经济规模,拖累创新速度。

IEEE在2004年成立了一个协会,希望制订一个消费者应用的影音串流标准,并扩大到专业领域。虽然不完全适用于工业应用,但这些标准依然是管理网络的一个架构。

实时操作系统 (RTOS)确保CPU在到达TSN接口时,可以接收和处理控制数据包。这样的能力,有助于CPU处理其他输入的处理器的事件。这些循环可能需要到每30微秒或更快,这是传统操作系统无法满足的精准度。

自动化的需求,必须增加嵌入式控制器的处理能力。高效能的处理器,可以减少控制回路时序,以更快速地移动机器人手臂和组装线,并增加工厂产出。还可以增加单个运动控制器所管理的机器手臂轴数,操控更多人工关节的机器人,使其在更狭小空间中进行运作,执行上一代机器人无法完成的任务。

另一个需要处理能力的功能,就是是人机接口(HMI)。易于使用、可视化的接口,可让操作员更轻松地控制机器。从高画质屏幕,可以查看高分辨率摄像机拍下的制造商产品生产画面。但在另一方面,其实也需要绘图处理器(GPU)的支持。

OT和IT的整合,增加了安全威胁的风险。过去工厂的运作是彼此独立的,黑客需要一个物连结来攻击机器。现在整个汇流的工业环境,打破了这些界线,让信息在系统之间可以分享,以提高效率。

制造商必须建立新的保护措施,确保系统的完整性。设备制造商的第一步是在其设备中确保处理平台的安全,其系统只执行获得核准的软件,并且可以安全地连接到其他系统。

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