淺析物聯(lián)網(wǎng)在智能工廠應(yīng)用前景
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在計算機、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的推動下,工業(yè)通信技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了20世紀(jì)六七十年代的模擬儀表控制系統(tǒng)、20世紀(jì)八九十年代的集散控制系統(tǒng)(DCS)和20世紀(jì)末的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)階段,正朝著智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向不斷發(fā)展。
隨著測控系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大,降低投資和使用成本成為工業(yè)通信技術(shù)發(fā)展新階段的迫切要求。據(jù)美國市場研究機構(gòu)Freedonia集團統(tǒng)計,2001年全球工業(yè)用傳感器的市場份額是110億美元,而安裝和使用成本(主要是布線成本)超過1000億美元,成為阻礙工業(yè)通信技術(shù)發(fā)展的主要難題。在這一背景下,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN,WirelessSensorNetwork)的低成本、易用、泛在感知等特征引起了人們廣泛的關(guān)注。
目前以WSN、M2M、RFID為核心,結(jié)合應(yīng)用端專業(yè)領(lǐng)域知識的物聯(lián)網(wǎng),已成為近期諸多產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵趨勢。尤其是對于需要滿足分散、多點、大范圍的資料收集與運算需求,進一步使“物”變得智能化的產(chǎn)業(yè)或市場,更是物聯(lián)網(wǎng)一展身手的所在。而對制造工廠而言,邁向智能化與信息化的“智能工廠”,更是達到增效節(jié)能與更安全的途徑。
物聯(lián)網(wǎng)與工廠生產(chǎn)設(shè)備的融合
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前正逐漸融入到各行各業(yè),從原物料的探勘、生產(chǎn)、物流到送達工廠的整個過程,所有的貨物及裝備都嵌有電子標(biāo)簽,讓不同的設(shè)備可以互相溝通,人和物品以及物品之間都能夠彼此進行交流,成為網(wǎng)絡(luò)的一部分,包括原物料的采購、庫存、銷售等領(lǐng)域,都可通過完善優(yōu)化的供應(yīng)鏈管理體系,進而提高效率,降低成本。
此外,物聯(lián)網(wǎng)與工廠生產(chǎn)設(shè)備的融合,可以對工廠在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的各種污染源,進行實時監(jiān)控。把傳感器應(yīng)用到設(shè)備、油氣管道中,可以感知危險環(huán)境中工作人員、設(shè)備機器、周邊環(huán)境等方面的安全狀態(tài)信息等。還可對危險物品的運輸進行監(jiān)控,對每一批運輸、每一批物料的特征進行描述,如此一來,就可以追蹤到每一個貨柜或散貨中的原物料,提供更多的安全保障。
除了對?;愤M行全程跟蹤和監(jiān)控,工廠在制造過程中,對于水、油、氣的運輸及設(shè)備遠(yuǎn)程控制的需求,也因為油電雙漲的趨勢,必須變得比過去更加謹(jǐn)慎。而利用RFID可以追蹤和管理油氣資源設(shè)施間的輸送環(huán)節(jié),提高油氣運輸安全性,并可利用RFID可以遠(yuǎn)程遙控油氣管道的閥門開關(guān),平衡油氣流動,進而使設(shè)備的管理更加智能化。
物聯(lián)網(wǎng)為各行各業(yè)提供前所未有的新機遇
以美國Valero能源公司為例,Valero的總資產(chǎn)能在10年內(nèi)由50億美元快速增加至1200億美元,關(guān)鍵在就在于通過智能工廠解決方案,有效的保持管理控制能力,并最大限度發(fā)揮出了業(yè)務(wù)集成力。
Valero首席信息官HalZesch指出,在工廠內(nèi)有一個數(shù)字化大屏幕,屏幕上包含Valero位于三個國家所有工廠的信息,持續(xù)監(jiān)控著20000個資料流程的情況,并對所有信息進行實時匯總。屏幕上還有一個實時報警裝置,通過屏幕上的電子儀表,就可以知道每桶油的能耗是否超過了計劃用量。此外,每名決策人員還可以隨時隨地通過數(shù)據(jù)終端設(shè)備,獲取所需信息。導(dǎo)入智能工廠解決方案后,工廠每年可以因此節(jié)省1.2億美元到2億美元的成本。
此外,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于制造最上游的原物料采集及探勘,也有相當(dāng)?shù)某尚АR允a(chǎn)業(yè)為例,數(shù)碼油田的推動,就是產(chǎn)業(yè)高度關(guān)注的方向。數(shù)碼油田其實就是一種全面信息化的油田,即以信息技術(shù)為手段,全面實現(xiàn)油田實體和企業(yè)的數(shù)碼化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和視覺化。
物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)碼油田的核心應(yīng)用之一,就是油井生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可通過傳感器、攝像頭等設(shè)備,對油氣井生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集,并通過傳輸終端把信息發(fā)送至生產(chǎn)管理部門,對信息進行分析管理,掌握油井生產(chǎn)狀況,進行必要的遠(yuǎn)程控制,以實現(xiàn)油田高效開發(fā)、降低消耗、安全生產(chǎn)、減輕員工勞動強度、提高工作效率和管理水平等目標(biāo)。
不論是?;肺锪鳌⒂蜌忾_發(fā)、智能工廠還是數(shù)碼油田,物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展目前已為各行各業(yè)信息化進程,提供前所未有的新機遇。根據(jù)研究機構(gòu)iDate估計,2012年在全球?qū)⒂?.9億的機器設(shè)備會通過物聯(lián)網(wǎng),進行連接和信息共享。
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在智能工廠具有廣泛的應(yīng)用前景
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在智能工廠,具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用前景,經(jīng)濟效益和社會效益明顯。導(dǎo)入物聯(lián)網(wǎng)的智能工廠,至少可以實現(xiàn)以下五個功能,即:電子工單、生產(chǎn)過程透明化、生產(chǎn)過程可控化、產(chǎn)能精確統(tǒng)計、車間電子看板。通過這五大功能,不但可實現(xiàn)制造過程信息的視覺化,對于生產(chǎn)管理和決策也會產(chǎn)生許多作用。
如計劃與工廠現(xiàn)場信息共享,可以用更科學(xué)的方式排定生產(chǎn)流程;促進生產(chǎn)現(xiàn)場與支持協(xié)調(diào)同步,減少停機損失;及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備人員等異常,快速做出回應(yīng);提高人均效率,減少人工使用;自動采集加工績效,創(chuàng)造公平的勞動環(huán)境;資料采擷和利用,支持企業(yè)管理層面的科學(xué)決策。
導(dǎo)入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能工廠,可以將企業(yè)信息化的效能,延伸到生產(chǎn)工廠,直達最底層的生產(chǎn)設(shè)備,并通過實時監(jiān)控和預(yù)報警機制,彌補企業(yè)管理資源的不足,而詳盡的原始資料,可讓企業(yè)了解如何快速、大幅度地降低生產(chǎn)成本,持續(xù)地提供管理水平、經(jīng)營績效和綜合競爭力,推進傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
(審核編輯: 小王子)
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