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移動機(jī)器人........,與之相關(guān)聯(lián)的“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”和“工業(yè)內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)”

2023-07-21 10:11 性質(zhì):原創(chuàng) 作者:Mulan 來源:AGV網(wǎng)
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在數(shù)字化和自動化的今天,物聯(lián)網(wǎng)(IoT)在工業(yè)環(huán)境中發(fā)揮著越來越重要的作用。尤其在制造業(yè)、物流等領(lǐng)域,從產(chǎn)品開發(fā)到制造,再到后期的維護(hù)與運(yùn)營,都離不開物聯(lián)網(wǎng)的支持。然而,物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)環(huán)境...

在數(shù)字化和自動化的今天,物聯(lián)網(wǎng)(IoT)在工業(yè)環(huán)境中發(fā)揮著越來越重要的作用。尤其在制造業(yè)、物流等領(lǐng)域,從產(chǎn)品開發(fā)到制造,再到后期的維護(hù)與運(yùn)營,都離不開物聯(lián)網(wǎng)的支持。然而,物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用并不是一成不變的,不同的應(yīng)用場景、需求與策略,都可能對物聯(lián)網(wǎng)的具體實(shí)現(xiàn)方式產(chǎn)生影響。本文將深入探討物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)環(huán)境中的兩種不同應(yīng)用方式:“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”(IIoT)與“工業(yè)內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)”(IoT4I)。

在工業(yè)流程(例如制造或物流任務(wù))中,物聯(lián)網(wǎng)傳感器的運(yùn)用方式,以及如何將環(huán)境背景融入核心業(yè)務(wù)流程之間,存在著至關(guān)重要的差別。這便揭示了“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”(IIoT) 和“工業(yè)內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)”(也可能稱之為“IoT4I”)之間的區(qū)別。盡管這兩個詞匯(IIoT 和 IoT4I)有時會交替使用,但實(shí)則分別描述了工業(yè) 4.0 領(lǐng)域中迥然不同的應(yīng)用方式。理論上,這些應(yīng)用采用不同的無線技術(shù)進(jìn)行交付。

為了更好的理解,可以查看用于關(guān)鍵 IIoT 操作的高功率工業(yè) LTE 和 5G,以及用于 IoT4I 場景的更直接的低功耗廣域 (LPWA) IoT 標(biāo)準(zhǔn),例如 LoRaWAN、Sigfox 和以公用事業(yè)為中心的 WiSUN。前者 (IIoT) 涉及到的數(shù)據(jù)量大、種類多樣且傳輸速度快,只有 5G-IoT 才能滿足這些需求;后者 (IoT4I) 則用于工業(yè)場所中更離散的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,能夠通過一系列短距離室內(nèi)技術(shù)(例如 BLE 和 Wi-Fi)以及運(yùn)行在 2G 和 4G 上的基于蜂窩的廣域 (LPWA) 系統(tǒng)以及 5G-RedCap 來提供良好的服務(wù)。

物流用例主要用于基于傳感器的物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)追蹤,同時也用于調(diào)度高帶寬移動機(jī)器人(AGV、AMR等),這實(shí)際上屬于后一類 IoT4I 類別;并非集成的流程綁定 IIoT 功能。工業(yè) ODM 應(yīng)用程序也是如此,它提供了機(jī)器監(jiān)控即服務(wù)(由機(jī)器制造商提供以增加新收入);實(shí)際上,目前正在為工業(yè)勞動力帶來新價值的流行遠(yuǎn)程 AR 輔助工具也屬于此類。

其中一些 IoT4I 用例是由公共蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施支持的;許多其他公司正在為新的私人 LTE 和 5G 設(shè)施提供資金。例如,空中客車公司正在積極推動私有 5G 基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè);他們利用私人蜂窩網(wǎng)絡(luò)可靠且可預(yù)測地連接各種手機(jī)、耳機(jī)、平板電腦和機(jī)器人。其初始用例列表如下:移動設(shè)備連接到本地制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES);用于遠(yuǎn)程協(xié)助和檢查的增強(qiáng)和虛擬現(xiàn)實(shí)(AR 和 VR)應(yīng)用;以及機(jī)器人、車輛(AGV)和運(yùn)輸飛機(jī)零件的“移動平臺”。

這些都是IoT4I應(yīng)用;在專用蜂窩網(wǎng)絡(luò)方面,它們由工業(yè)版 5G(5G4I,如果你喜歡的話)提供服務(wù),該版本主要依靠其寬帶 (eMBB) 和傳感器 (mMTC) 功能。從根本上講,它們并不完全依賴于下一代 5G(工業(yè) 5G)的 IIoT 應(yīng)用程序,因?yàn)楣I(yè) 5G 的 URLLC 功能將在后續(xù)的 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)版本中得到更強(qiáng)有力的交付,從 2023 年底/2024 年初的第 17 版正式開始。

這些空中客車應(yīng)用程序由其私有 LTE /5G 部署推動,屬于 IoT4I 陣營,并且可以通過通用 LTE 技術(shù)提供良好的服務(wù),甚至可以通過現(xiàn)有(版本 15 / 16)5G 系統(tǒng)提供更好的服務(wù) - 只要設(shè)備可用。最后,現(xiàn)實(shí)是這樣的:IoT4I 涵蓋了更廣泛的企業(yè)應(yīng)用程序,其中許多應(yīng)用程序在 LPWA 網(wǎng)絡(luò)空間中已經(jīng)很熟悉,并且其中許多應(yīng)用程序正在受到新的專用 LTE/5G 網(wǎng)絡(luò)的歡迎;IIoT 面向工業(yè)生產(chǎn)和流程,被譽(yù)為工業(yè) 4.0 的終極化身,但它是一個混亂的生態(tài)系統(tǒng),需要數(shù)年(2030/31)的技術(shù)和團(tuán)隊(duì)合作才能實(shí)現(xiàn)。

德國 Software AG 的首席技術(shù)官 Bernd Gross 在公司中主要負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)和分析業(yè)務(wù),提供了各種工業(yè)機(jī)器制造商所需的數(shù)據(jù)管理工具。他認(rèn)為,實(shí)際上,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就是一個巨大的集群,其中包含 Dürr、DMG MORI、Zeiss 等公司,風(fēng)力渦輪機(jī)制造商 Nordex 和 Enercon,醫(yī)療設(shè)備制造商 Boston Scientific 和 Eppendorf,以及眾多的物聯(lián)網(wǎng)提供商,比如 AWS、德國電信、微軟、SAP、西門子等等。他深深地了解了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所面臨的問題。

他表示:“這個過程比想象中要復(fù)雜得多,需要大量的手動咨詢和專業(yè)服務(wù)?!?nbsp;Software AG 對 IIoT 的定義做出的調(diào)整引起了 Gross 的關(guān)注,這家德國公司出于內(nèi)部目的將所有這些工業(yè)機(jī)器制造商劃為一類,在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的名義下銷售聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控服務(wù),盡管他們的機(jī)器數(shù)據(jù)并未直接提供給生產(chǎn)線。他解釋說:“我們將風(fēng)力渦輪機(jī)和電梯等定義為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。我們并不把工廠車間視為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),即使其中一些機(jī)器正在工廠車間使用。這就是其他人對工業(yè) 4.0(和 IIoT)的理解?!?/p>

“在工廠車間的例子中,你必須去看所有的機(jī)器、整個生產(chǎn)線,這些都來自于多個供應(yīng)商。為了做到這一點(diǎn),你需要具備不同的技能,任何人都不可能單獨(dú)完成所有這些任務(wù)。我們的策略是與系統(tǒng)集成商合作伙伴,將我們的技術(shù)應(yīng)用于能源管理、性能管理、工作流程管理等領(lǐng)域。這個領(lǐng)域有很多投資,但對于我們來說,作為一個產(chǎn)品公司,這是一種合作伙伴關(guān)系。而根據(jù)我們的定義,與設(shè)備制造商合作的 IoT4I 是我們的主戰(zhàn)場,也是我們發(fā)展最快的領(lǐng)域?!?/p>

雖然模糊的定義使得情況變得復(fù)雜,但其實(shí)質(zhì)含義是一樣的。在這兩個物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中,哪一個將會更大、更重要、更具有革命性呢?報告進(jìn)一步探討了這一點(diǎn),目前的關(guān)鍵是,各種不同類型的普通物聯(lián)網(wǎng)案例——而非復(fù)雜的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)案例——正在推動企業(yè) 5G 的發(fā)展。(例如,大眾汽車的問題主要在于將 5G 融入到 IIoT 敘述中。)

無論是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng),都在各自的領(lǐng)域內(nèi)起著至關(guān)重要的作用。5G 技術(shù)的發(fā)展也正推動著物聯(lián)網(wǎng)向更高級別、更廣泛的領(lǐng)域進(jìn)行拓展。對于企業(yè)來說,如何根據(jù)自身的實(shí)際需求和目標(biāo),選擇并優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,將是他們在未來數(shù)字化和自動化發(fā)展過程中需要不斷面對和思考的問題。盡管當(dāng)前 5G 在關(guān)鍵的工業(yè) 4.0 應(yīng)用中的使用尚未普及,但隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)和市場的日益成熟,這種局面有望在未來得到改變。讓我們拭目以待,看看物聯(lián)網(wǎng)和 5G 能在工業(yè)環(huán)境中創(chuàng)造出怎樣的奇跡。

總的來說,不難看出,在企業(yè)場所中基于傳感器的 IoT4I 應(yīng)用和協(xié)作工業(yè) 4.0 系統(tǒng)中的復(fù)雜 IIoT 系統(tǒng)之間,存在著一個利用專用網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的雙速物聯(lián)網(wǎng)市場。其中后者的發(fā)展速度較慢,但可能仍將定義 5G 時代的數(shù)字革新。Dantuluri 從是德科技公司對此表示了自己明智的看法,他說:“如果你細(xì)分工業(yè) 4.0 的用例,就會發(fā)現(xiàn)一些基本的應(yīng)用?!?/p>

他指出:“螺絲刀和其他類型的工業(yè)扭矩設(shè)備等正在與 5G 連接得越來越多,但這些只是連接模塊的簡單替換,從 WI-Fi 切換到 5G。其他大型物聯(lián)網(wǎng)用例包括連接 AGV 和 HMI(人機(jī)界面,允許操作員與機(jī)器和控制器交互的圖形顯示器)。無論在何處部署私有 5G,這些設(shè)備都正在快速地接入到 5G 網(wǎng)絡(luò)。”

他繼續(xù)說道:“但是,這些和將 PLC(可編程邏輯控制器,控制制造過程的工業(yè)計(jì)算機(jī))接入到 5G 網(wǎng)絡(luò)完全不同,后者是一個關(guān)鍵的應(yīng)用,控制著價值數(shù)百萬美元的生產(chǎn)。所以,是的,如果你將工業(yè) 4.0 的應(yīng)用細(xì)分為不那么關(guān)鍵和更關(guān)鍵的應(yīng)用,那么現(xiàn)在 5G 只是用于連接那些不太關(guān)鍵的應(yīng)用。企業(yè)需要一段時間才會信任 5G 去支持那些更為關(guān)鍵的應(yīng)用?!?/p>

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