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便捷的LoRa物联网服务,助力企业迈向智能高效的工业4.0时代

2019-05-22 14:25
拓宝科技
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5月14日,以“云物智联·引领数字经济新发展”为主题的2019中国云计算和物联网大会在重庆开幕,大数据在工业领域的发展引发专家关注。

工业物联网既是工业大数据的重要来源,也是工业大数据重要的应用场景。工业物联网这几年可以说是锣鼓喧天、彩旗飘扬,三天两头开大会,隔三差五上新闻。之所以如此,是因为工业对于一个国家来说,拥有极其重要的战略地位,也通常是体量最大的产业之一,即大家常说的“工业强则国强”。

不就是一卖机床的吗?

前阵子热播的《都挺好》中,有这样一幕:

留学归国的富二代小蒙很叛逆、不想接班,原因是嫌自己家里做的生意太low。“不就是一卖机床的吗?我同学家里的生意都是光鲜亮丽的,就我家干这个,说出去都不好意思。”

便捷的LoRa物联网服务,助力企业迈向智能高效的工业4.0时代

几番回合后,苏明玉用一段慷慨激昂的话修正了小蒙的理解:

“我问你,小到你的车,大到航空火箭,哪一个不是在机床上,一个零件一个零件生产出来的?经过你父亲这代人的努力,中国的机床行业从零开始,早就做到了世界产值第一,是,虽然我们的核心技术是来自于德国和日本,但是众诚正在做的,就是要后来居上,从技术和质量上超越他们。机床强则工业强,工业强则国强。”

中国经济异军突起,已然成为世界经济增长的引擎,其根本就在于中国高速增长的制造工业实力。如今,更值得我们关注的是,如何推动制造业高质量发展,鼓励数字化智能化改造,促进技术升级,助力传统产业转型升级。

物联网的边界

物联网可以分为消费级物联网和工业级物联网,这两类对物联网性能的要求差别很大。消费级物联网的场景与消费者的生活息息相关,比如智能家居、可穿戴设备等,连接方式上以GPRS、WiFi和蓝牙等为主,最主要的性能要求是低功耗。

但在工业物联网领域,情况并不一样。工业各垂直领域行业特性迥异,知识壁垒很高,而且工业制造流程对可靠性和稳定性要求非常高。LoRa是当前最成熟、稳定的广域物联网通讯技术,具有远距离、低功耗和易于部署等特性,但一般来说,应用LoRa进行物联网通讯开发难度大、周期长、进入门槛高。

工业物联网介绍

2011年,德国率先提出了工业物联网的概念——“工业4.0”;2016年我国在“中国制造2025”中提出工业物联网的目标。什么是工业物联网?工业物联网是将具有感知、监控能力的各类采集、控制传感器或控制器,以及物联网、云计算、大数据等技术不断融入到工业生产过程各个环节,从而大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。

便捷的LoRa物联网服务,助力企业迈向智能高效的工业4.0时代

早前,阿里巴巴曾在广东惠阳设立了一个智能仓库,利用工业物联网技术为60台自动导引运输车提供动力,处理该仓库70%的工作量。据介绍介绍,配备上这项技术后能够使一名员工在一次轮班中分拣3000件产品,使用这项技术之前一次轮班只能分拣1500件产品,效率提高了100%。工业物联网给企业节省了时间和成本,提高了经营效率,这也多亏了政府近年来提供的支持:

2017 年11 月27 日,国务院《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》中再次指出要加快建设和发展工业互联网,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,发展先进制造业,支持传统产业优化升级,工业大数据在制造业的应用进一步贯彻落实。

2018年6月,工业和信息化部发布《工业互联网发展行动计划(2018-2020 年)》,提出到2020年底我国将实现“初步建成工业互联网基础设施和产业体系”的发展目标,具体包括建成5个左右标识解析国家顶级节点、遴选10个左右跨行业跨领域平台、推动30万家以上工业企业上云、培育超过30万个工业APP等内容。

LoRa在工业物联网的应用

工业物联网在每个行业的特性差异巨大,物联网与每个行业的结合,也都要根据行业自身特性来调整,但在每个行业的实际应用中基本分为以下三个层次:

1. 数据采集与展示

数据采集主要是将工业设备传感器上采集到的数据信息传输到云平台,并用可视化的方式将数据呈现出来。现在的大部分工业设备,例如数控机床、风力发电机、工业车辆等,自身就带有大量传感器,并提供集中的数据接口,部分老旧设备或者有特殊的数据需求场景,可单独加装类似DTU的无线数据传输终端,搭建数据采集与应用之间的桥梁。

便捷的LoRa物联网服务,助力企业迈向智能高效的工业4.0时代

数据采集的难点在于,面对大量不同种类不同品牌的工业设备时,设备数据协议的适配和兼容。DTU同时提供 RS232 和 RS485 接口,可直接连接串口设备,实现数据透明传输功能;低功耗设计,可实现数字量输入输出、模拟量输入、脉冲计数等功能,可快速帮助集成商、开发者实现各种场合的传感数据采集,免去大部分兼容性差的问题。

2. 数据传输与分析

在数据传输方面,厂房内的设备、环境比较复杂,拓宝科技LoRa网关与 DTU的通信距离最远可达10Km,支持 Wi-Fi、以太网和4G(可选)等多种方式入网,支持国际通用的 LoRaWAN 标准,可作为小型场所 LoRa 组网使用,也可作为 WiFi 路由器使用,其覆盖范围广、使用方式灵活、安装便捷等特点,特别适合工厂设备的智能化改造。LoRa网关可接收来自终端的数据并转发到服务器,接受服务器返回的数据并传送到终端,完成数据的闭环传输与分析。

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3. 工业控制

数据可视化,是客户比较核心的需求,可以通过统一的IoT平台监控在网设备的状态,便于及时了解设备异常信息及设备的远程管理,提高管理人员效率。IoT平台是LoRaWAN 网络的连接管理平台,功能包括网络管理( LoRaWAN 参数)、数据管理(产品模型)、应用管理、设备管理(网关/终端设备)、用户管理(角色、权限)等,并提供应用软件标准开发接口 API,集成商或开发者可快速集成LoRa系统应用,实现工业控制的目标。

便捷的LoRa物联网服务,助力企业迈向智能高效的工业4.0时代

工业物联网的目的就是能对工业过程实施精准控制,基于数据的采集、分析、展示等过程,在云端形成决策,并转换成工业设备可以理解的控制指令,对工业设备进行操作,实现工业设备资源之间的精准信息交互和高效协作。企业借助拓宝科技的LoRa物联网套件“DTU + LoRa网关+ IoT 平台”可便捷的享受LoRa物联网服务,快速实现工业设备定制化开发和智能化升级,极大的企业提升竞争力。

工业物联网应用场景

基于IoT平台采集到的设备数据,进行基本的数据分析,目前比较多应用在故障预测领域。大型工业设备的故障预测一直是难以解决的问题,比如机床、风机等,一旦有大的故障发生,带来的影响以及随后产生的修复成本都是巨大的,实时采集数据并预测设备故障,可以大幅度降低设备故障带来的影响。

另外,也会有一些通用的设备管理及分析功能,像设备的远程开关机、调整状态、远程锁机及解锁等,对设备在线数量分布、设备开工率、设备平均工时、设备区域工作热度等进行分析,可以对售后服务备件市场进行预测分析,从而优化生产计划及库存,这些应用根据具体的领域需求而不同。

作为工业4.0概念的提出者,德国也是第一个实践智能工厂的国家。位于德国巴伐利亚州东部城市安贝格的西门子工厂,就是一个高度数字化的智能工厂。

便捷的LoRa物联网服务,助力企业迈向智能高效的工业4.0时代

在占地10万平方米的厂房内,员工仅有1000名。近千个制造单元,全部通过物联网进行联络,大多数设备都在无人力操作状态下进行挑选和组装。在这个工厂里,每100万件产品中,次品约为15件,可靠性达到99%,追溯性更是达到100%!

在中国,西门子自动化产品成都有限公司工厂(SEWC)的数字化工厂建设基本要求主要包括四项:

1. 速度:每年发布50种新产品,2.5秒生产一台产品,七天24小时达到99.5%交货率;

2. 柔性:每天完成160次转换应对800种不同产品;

3. 质量:每件产品质量情况完全透明化、可视化,质量达到6dpm-A,即过程质量为99.9994%;

4. 效益:产量规模提升4倍下,管理人员零增长,工人每小时效率增长20%。

便捷的LoRa物联网服务,助力企业迈向智能高效的工业4.0时代

据2018年统计SEWC全厂783人,其中蓝领工人达507人,占65%,不盲目追求无人化,一切考虑的出发点是质量与效益来决定采用何种适用先进技术。

物联网是数字化制造的关键组成部分,物和网络是物联网的两大支柱,我们国家作为工业大国,面对人工成本上升、原材料价格波动、贸易竞争日益加剧等种种不利情况,正处在工业转型升级的关键时刻,迫切需要提高效率、降低生产成本。只有坚定不移地推动工业物联网落地,加快更多企业的数字化转型和智能化改造,才有可能让自己在激烈的竞争中立于不败之地。拓宝科技LoRa物联网套件,可快速实现工业设备智能化升级,让工业物联网领域的客户少走弯路,极大的企业提升竞争力,实现后来者居上。

便捷的LoRa物联网服务,助力企业迈向智能高效的工业4.0时代

拓宝科技武汉拓宝科技股份有限公司持续致力于真正实现“万物互联”的新一代物联网技术,拥有完全自主研发的Turbiot? 广域无线物联网系统,支持LoRaWAN和NB-IoT,在此基础上,提供业内领先的拓宝云? 智慧消防解决方案、智慧停车解决方案,已在智慧城市、智慧消防、智慧停车、智慧交通和智慧社区等行业实现大规模商用。

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