工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）最合適用于擴(kuò)展過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)的功能，同時(shí)讓其能夠按設(shè)計(jì)運(yùn)行。

在過(guò)去幾年中，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）發(fā)展迅速，連接了數(shù)十億設(shè)備和數(shù)百萬(wàn)人，收集和共享了大量數(shù)據(jù)。它使用互聯(lián)網(wǎng)將日常的物理對(duì)象連接在一起。當(dāng)然，這些物理對(duì)象必須嵌入傳感器、處理能力、軟件和其它技術(shù)，使它們能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)相互連接和通信。

當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)用于工業(yè)和生產(chǎn)制造業(yè)應(yīng)用時(shí)，它被稱為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）。像物聯(lián)網(wǎng)一樣，IIoT 連接設(shè)備和人，收集和共享大量數(shù)據(jù)。它還使智能和自主機(jī)器能夠相互通信，并與更高級(jí)別的系統(tǒng)通信，如制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）或企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）。

IIoT 幾乎已成為智能制造和工業(yè) 4.0 的同義詞。雖然智能制造包含的內(nèi)容遠(yuǎn)不止IIoT，但 IIoT 已經(jīng)成為幾乎所有智能制造應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)。

與一些觀點(diǎn)相反，IIoT 根本不是要取代傳統(tǒng)的過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)。過(guò)程控制和自動(dòng)化將始終需要對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)、閉環(huán)、規(guī)范的控制——而這些并不是 IIoT 的設(shè)計(jì)初衷。

IIoT 最適合用于擴(kuò)展過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)的功能。它提供了這些系統(tǒng)不經(jīng)常提供的額外功能，同時(shí)仍讓它們按設(shè)計(jì)完成工作。該理念是讓過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)與 IIoT 各司其職，做它們自己最擅長(zhǎng)的事情。IIoT 從如下5 個(gè)方面提升了自動(dòng)化和控制系統(tǒng)的功能。

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生產(chǎn)監(jiān)控，具有實(shí)時(shí)情境信息

過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)總是包括實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)控，但它通常是本地的，集中在特定的設(shè)備、特定裝置的運(yùn)行和特定生產(chǎn)線上。有了 IIoT，就可以從過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)收集和共享大量數(shù)據(jù)，從而可以實(shí)時(shí)獲得更廣泛的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)狀況視圖。

例如，可以將生產(chǎn)計(jì)劃與實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行比較。可以根據(jù)生產(chǎn)的批次跟蹤訂單?？梢员O(jiān)控機(jī)器和生產(chǎn)線的速度，并將其與產(chǎn)品時(shí)間表聯(lián)系起來(lái)?？梢愿櫪速M(fèi)和返工，并將其與訂單和批次聯(lián)系起來(lái)?？梢詫?shí)時(shí)收集質(zhì)量結(jié)果并與批次匹配。

也可以根據(jù)批次和訂單查看產(chǎn)品庫(kù)存?？梢愿鶕?jù)時(shí)間表、訂單和批次監(jiān)控質(zhì)量、成本和交付的制造關(guān)鍵性能指標(biāo)（KPI）。所有這些都可以在不妨礙過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)的情況下完成。

2

資產(chǎn)性能跟蹤，更全面的制造狀況視圖

過(guò)程控制和自動(dòng)化還包括實(shí)時(shí)資產(chǎn)性能跟蹤，但它同樣通常是本地的，并專注于特定資產(chǎn)、工作中心、裝置運(yùn)行和生產(chǎn)線上。現(xiàn)在，隨著 IIoT 使用來(lái)自過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)、MES 和 ERP 的數(shù)據(jù)，有可能將資產(chǎn)性能提升到更高的水平。

資產(chǎn)、工作中心、裝置運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)線的績(jī)效，可以使用許多關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)來(lái)衡量。一些最常見(jiàn)的 KPI 包括可用性、性能、質(zhì)量、整體設(shè)備效率（OEE）、平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）和平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）。它們還可以與整個(gè)制造運(yùn)營(yíng)中的訂單、操作和批次相關(guān)聯(lián)。這些 KPI還可以映射到維護(hù)和清潔活動(dòng)，甚至個(gè)人和機(jī)組人員。

這使我們能夠針對(duì)對(duì)性能影響更大的因素，對(duì)資產(chǎn)性能進(jìn)行更廣泛的分析。它還可以更深入地探究資產(chǎn)表現(xiàn)不足的根本原因。它依賴于來(lái)自自動(dòng)化和控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并將其與其它來(lái)源的數(shù)據(jù)相結(jié)合，以提供有關(guān)資產(chǎn)及其性能的更可靠的視角。

3

設(shè)備維護(hù)，更深入的分析

過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)通常不直接涉及設(shè)備維護(hù)。然而，它們通常收集大量的設(shè)備數(shù)據(jù)，企業(yè)資產(chǎn)管理（EAM）系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)化維護(hù)管理系統(tǒng)（CMMS）在基于狀態(tài)的維護(hù)方案中使用這些數(shù)據(jù)。IIoT 不直接涉及設(shè)備維護(hù)，而是依靠上述管理系統(tǒng)來(lái)完成它們的工作。

IIoT 的擴(kuò)展功能可更好地將這些系統(tǒng)連接在一起，并提供對(duì)資產(chǎn)維護(hù)更大的可見(jiàn)性。可以使用 IIoT 實(shí)現(xiàn)基于狀態(tài)的維護(hù)（CBM）報(bào)警。維護(hù)活動(dòng)可以與生產(chǎn)計(jì)劃掛鉤，并與特定訂單、操作、批次和質(zhì)量結(jié)果掛鉤。通過(guò)分析維修前后的多個(gè)批次，可以對(duì)單個(gè)批次的影響進(jìn)行更深入的分析。

也可以根據(jù)更多的參數(shù)和 KPI 指標(biāo)來(lái)對(duì)故障成本進(jìn)行分析。還可以更詳細(xì)地分析預(yù)防性維護(hù)、推遲甚至取消維護(hù)，對(duì)關(guān)鍵 KPI（如成本、按時(shí)交付和客戶滿意度）的實(shí)際影響。

自動(dòng)化系統(tǒng)中的分析部分通常是關(guān)于壓力、溫度、流量和速度等關(guān)鍵制造參數(shù)的各種圖表。有了 IIoT，分析就不再僅僅是一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)的幾個(gè)圖表或圖形，而是包括描述性、診斷性、預(yù)測(cè)性和規(guī)定性數(shù)據(jù)，并使用來(lái)自非常廣泛來(lái)源的數(shù)據(jù)。

這就允許這些分析根據(jù)客戶、庫(kù)存、訂單、時(shí)間表、維護(hù)、成本、勞動(dòng)力和其它據(jù)來(lái)映射制造數(shù)據(jù)。它提供了一個(gè)更好的運(yùn)營(yíng)績(jī)效整體視圖，允許對(duì)實(shí)際上市時(shí)間、成本變化、材料變化、質(zhì)量趨勢(shì)、客戶滿意度趨勢(shì)、供應(yīng)商質(zhì)量和供應(yīng)鏈績(jī)效等進(jìn)行分析。

4

物品標(biāo)識(shí) ：RFID、條形碼集成

條形碼和射頻識(shí)別（RFID）是生產(chǎn)制造運(yùn)營(yíng)中最常見(jiàn)的兩種識(shí)別技術(shù)。過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)經(jīng)常使用條形碼和 RFID 閱讀器作為其自動(dòng)化活動(dòng)的一部分，但這些活動(dòng)的范圍往往有限。

IIoT 擴(kuò)展了條形碼和 RFID 的使用，并將其與過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)集成在一起。這允許條形碼和 RFID 應(yīng)用于生產(chǎn)制造運(yùn)營(yíng)的多個(gè)環(huán)節(jié)，例如管理原材料和包裝材料庫(kù)存、整個(gè)工廠的在制品庫(kù)存和產(chǎn)成品庫(kù)存。

它還允許條形碼和 RFID 技術(shù)在整個(gè)生產(chǎn)制造運(yùn)營(yíng)中獲得更普遍的應(yīng)用，支持過(guò)程中每個(gè)步驟所用材料的可追溯性。通過(guò) IIoT 條形碼和 RFID 技術(shù)能夠收集和共享產(chǎn)品、材料、在制品、位置和移動(dòng)數(shù)據(jù)，同時(shí)支持對(duì)這些材料進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。

5

持續(xù)改進(jìn) ：產(chǎn)品和過(guò)程數(shù)據(jù)聚合

所有生產(chǎn)制造運(yùn)營(yíng)都有一個(gè)持續(xù)改進(jìn)的流程。精益制造和六西格瑪是兩種常見(jiàn)的改進(jìn)過(guò)程。過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)向其提供有關(guān)生產(chǎn)制造活動(dòng)的數(shù)據(jù)，來(lái)支持這些持續(xù)改進(jìn)過(guò)程。

IIoT 通過(guò)將產(chǎn)品數(shù)據(jù)和過(guò)程數(shù)據(jù)（包括來(lái)自過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)、MES 和 ERP 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，以及可能來(lái)自許多其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)）聚合到正確的人手中，將其提升到一個(gè)新的水平。這正是作為持續(xù)改進(jìn)過(guò)程的一部分所需要的，以識(shí)別問(wèn)題，分析問(wèn)題的根本原因，實(shí)施所需的改進(jìn)，然后確認(rèn)這些改進(jìn)的有效性。

IIoT 是對(duì)生產(chǎn)制造過(guò)程的補(bǔ)充

過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)將繼續(xù)存在，它們不會(huì)消失，并且需要它們來(lái)提供制造過(guò)程的實(shí)時(shí)閉環(huán)監(jiān)管控制。IIoT是對(duì)這些過(guò)程的補(bǔ)充，而不是取代它們的手段。

IIoT 擴(kuò)展了過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)，為其提供了額外功能，以新的方式使用其數(shù)據(jù)，并與許多其它來(lái)源的數(shù)據(jù)相結(jié)合。它提供了過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)之外的一些功能，同時(shí)仍然允許這些系統(tǒng)做它們最擅長(zhǎng)的事情。

過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)以及 IIoT 的協(xié)同工作，其效果要優(yōu)于各部分獨(dú)自工作的總和。IIoT 是一個(gè)倍增器，與過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)一起，提供了超出任何一方各自所能提供的能力。

關(guān)鍵概念：?

■ 雖然智能制造包含的內(nèi)容遠(yuǎn)不止IIoT，但I(xiàn)IoT已經(jīng)成為幾乎所有智能制造應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)。

■ IIoT擴(kuò)展了過(guò)程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)，為其提供了額外功能，使之以新的方式使用其數(shù)據(jù)。

思考一下：?

在哪些方面，IIoT 對(duì)你的設(shè)施影響最大？

審核編輯：劉清