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工業物聯網穩居未來十年經濟轉型要角

2017-10-24 14:26:58

在工業物聯網的浪潮下,相關系統中的所有設備皆須具備感測與連網功能。法新社


無論是工業4.0(Industry 4.0)抑或是工廠所需的智慧應用,工業物聯網(IIoT)都將是這些概念未來發展的主體架構。據羿戓設計所了解,研調機構Accenture指出諸如制造、物流、石油與礦采集、公共事業,以及農業等資產密集型的產業,皆須利用工業物聯網以提升工作效率與成效。
 
透過底層感測功能加以收集設備數據,再借助各式有∕無線技術將信息匯整后傳遞至后端,平臺系統再將數據分析后加以儲存,管理者可用以擬定出合宜的生產計劃,最終打造出智能化的應用模式。
 
MarketsandMarkets報告指出,工業物聯網市場預計將從2015年的113.71億美元,到2022年攀升至195.47億美元,2016~2022年的年復**長率約7.89%。
 
HCL技術公司執行副總裁兼全球負責人Sukamal Banerjee曾表示,2017年工業物聯網產業將發生根本性轉變。根據該公司2016年所做的全球調查,有38%企業已經開始進行物聯網相關進程,而有57%企業目前正在計劃中。
 
由此可知,2017年應當是工業物聯網普及應用的元年,相關企業在物聯網方面的投資將顯著增加。HCL的調查中,69%的受訪企業計劃在未來一年增加物聯網投資;因此,工業物聯網的潛在收益非常龐大。
 
研調機構Accenture舉美國、中國、德國以及英國等四個工業大國為例,到了2030年前,IIoT將為美國GDP帶來6.1兆美元的進帳;假若該國愿加重工業物聯網投資力道,提高50%的資本支出以改善相關聯網等設備,到了2030年IIoT之于美國GDP的貢獻將攀升至7.1兆美元,其國內生產毛額將提升2.3%。
 
至于中國,該機構預測,中國加強投資工業物聯網,到2030年GDP將達到1.8兆美元,進而提升國內生產毛額提高1.3%。
 
倘若德國對于工業物聯網愿提升其資本支出,到了2030年德國GDP貢獻將達7,000億美元,國內生產毛額將有效提升1.7%;此外,英國如果加強其投資工業物聯網力道,2030年對英國GDP貢獻將達5,310億美元,且國內生產毛額可提高1.8%。
 
工業4.0也意味著傳感器(Sensor)的重要性將更被重視。許多提供工業物聯網服務的大廠認為,邁向工業4.0的時代,物聯網大資料的收集與活用將變得相當重要。
 
從現場收集大數據并使用云端加以存放這是一般人對于工業物聯網的認知,但是進一步分析資料與情報處理,并且利用現場設備控制情報加以回饋,方是工業4.0的目的所在。
 
相關業者應須提供客戶工廠制造現場端的生產設備上控制器組件信息智能且可視化的技術。并透過設備數據收集、分析制程數據、異常監視,以提升設備運轉生產效能;也就是利用設備數據,以提供經營管理者活用。
 
在工業物聯網概念中,設備中搭載傳感器,一來無論是現場人員、機臺、機器人或是作業工具,皆可提供業主具利用價值的數據,以提升效率、發掘潛在問題、優化品管以及預知機臺狀態等。
 
制造業者欲導入工業物聯網,也應從產品質量、供期、技術能力度等三面向加以思考合作的廠商,原因在于,工業級產品與一般消費性要求不盡相同,工業等級產品穩定度與質量標準更高,因此長工期保證與配合廠商的技術支持不可忽視。
 
除傳感器之外,在傳輸層面,機器對機器(M2M)或機器對平臺間的通訊也相當重要;但用于IIoT通訊技術繁多,有線與無線傳輸技術彼此之間形成競合關系。
 
以往,工業制造現場以現場總線(Fieldbus)通訊方式為主,但此一模式的互操作性稍嫌薄弱,在市場急尋良方時,工業以太網絡趁勢崛起;其利用以太網絡作為標準基礎,再透過TCP/IP通訊協議以兼容于IEEE 802.3標準。
 
在工業以太網絡中最為市場所歡迎的莫過于EtherCAT,端看以往各大工業相關展會,可于許多廠商展示中窺見其蹤。EtherCAT系以軟件為核心,并搭配單一線路,改善傳統工業現場的復雜配線;此一通訊模式在數據同步過程中,訊號抖動量較小,且傳遞延遲性較低,硬件建置的花費上也較過往來得低廉;因此廣為市場所采用。
 
此外,以太網絡通訊標準中,時效性網絡(TSN)也是近來相當火紅的話題,相對于上述所提的EtherCAT,TSN并非工業領域專用的的標準,而是透過IEEE 802.1與IEEE 802.3二大標準,加以拓展出其他功能。
 
TSN優勢在于可促進整合、強化連結性,并借助大數據分析出所需的信息,以滿足工業物聯網改善作業的需求,再進一步達到以智能型連接系統與機臺為架構的新商業模式。
 
且看好此一標準的發展前景,工業互聯網聯盟(IIC)也曾協同業界許多大廠共同開發TSN測試臺,希望借此讓此一新款以太網絡可更加靈活應用于生產應用的生態系統。
 
由于近年來大量化的標準化產品需求日漸降低,進而被少量訂制化取代,驅使制造業的產線智能化需求興起,市場需要一個更為開放的標準串行通訊協議,促使IO-Link的出現。
 
IO-Link標準所扮演的角色是底層設備點對點快速鏈接的通道架構,毋須復雜尋址即可實現點對點連接;可向上與工廠現場總線兼容,將所收集的數據傳遞至管理系統中,也就是說,IO-LINK更像工廠網絡底層一個采用標準接口的特殊網絡。
 
在工業物聯網的浪潮下,相關系統中的所有設備皆須具備感測與連網功能,進而區別出以往的自動化,真正達到工業信息化、聯網化之轉型發展。


相關關鍵詞:
傳感器 溫度傳感器 中國制造業
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