2077導(dǎo)語
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，就是把人、數(shù)據(jù)和機(jī)器連接起來。也就是說，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三要素，是人、數(shù)據(jù)、機(jī)器。人和人的連接，就是傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)；物和物（機(jī)器）之間的連接，就是近來發(fā)展迅速的物聯(lián)網(wǎng)；而網(wǎng)絡(luò)存在的核心，自然就是數(shù)據(jù)中蘊(yùn)藏的巨大價(jià)值?？梢钥闯?，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)其實(shí)并太多沒有新的技術(shù)，更多的是架構(gòu)的整合，從而把互聯(lián)網(wǎng)中成熟的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)移植到工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用中，用于效率的提升。
設(shè)備集成網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：
圖.典型工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)
典型的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，就是通過建立多個(gè)局域網(wǎng)，然后通過交換機(jī)、路由器將各個(gè)子網(wǎng)匯聚到企業(yè)核心交換機(jī)，從而打通設(shè)備與設(shè)備之間，設(shè)備與系統(tǒng)服務(wù)之間的網(wǎng)絡(luò)，做到數(shù)據(jù)集成共享。
這種架構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)相對(duì)穩(wěn)定、安全，缺點(diǎn)就是布線施工以及運(yùn)維管理成本較高。
MES集成網(wǎng)絡(luò)的要求：
對(duì)于MES而言，由于是直接服務(wù)于車間的系統(tǒng)，與設(shè)備之間存在大量的、直接的數(shù)據(jù)采集交互，所以穩(wěn)定高效的網(wǎng)絡(luò)是必須的。
這其中就涉及到以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：
-
設(shè)備自身網(wǎng)絡(luò)接口：工廠網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)都是基于以太網(wǎng)的，所以設(shè)備想要接入這個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)，必須具備以太網(wǎng)接口，現(xiàn)在大多數(shù)設(shè)備也都已經(jīng)具備該接口或可通過配置以太網(wǎng)模塊來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入。
-
局域網(wǎng)的搭建：工廠網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，是由多層局域子網(wǎng)匯聚而成的，這其中包含了設(shè)備局域網(wǎng)，線體局域網(wǎng)，車間局域網(wǎng)，再到機(jī)房局域網(wǎng)，辦公局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)逐級(jí)上傳，所以在搭建局域網(wǎng)時(shí)，需要考慮各個(gè)子網(wǎng)之間的交互，避免出現(xiàn)由于前期設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致數(shù)據(jù)限流或無法通訊的情況。
-
網(wǎng)絡(luò)安全：網(wǎng)絡(luò)安全是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的保障，如果沒有嚴(yán)密的安全保障體系，上層的應(yīng)用就無從談起，網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的價(jià)值就難以得到良好的應(yīng)用，甚至?xí)p害企業(yè)的核心利益。
5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)近年來熱度不斷上升，國家政策不斷利好，行業(yè)市場(chǎng)增速快，潛力巨大，對(duì)我國工業(yè)現(xiàn)代化將起到巨大的推動(dòng)作用。
5G工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)：
圖.5G+工業(yè)網(wǎng)絡(luò)基本架構(gòu)
在當(dāng)前的大浪潮下，企業(yè)紛紛準(zhǔn)備投入到5G工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中去，網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商也紛紛亮出自家的建設(shè)方案，這其中的基礎(chǔ)架構(gòu)均包含了以下幾點(diǎn)：
-
5G基站：企業(yè)在規(guī)劃工廠5G網(wǎng)絡(luò)前，需要考慮所要實(shí)施的廠區(qū)是否在對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商的5G信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)，還要考慮所選擇的模式是否被當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施所支持；
-
設(shè)備接口：在選擇接入5G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景時(shí)，需要考慮業(yè)務(wù)所涉及的各類設(shè)備是否支持5G傳輸協(xié)議，否則還需額外配置5G接口轉(zhuǎn)換設(shè)備；
-
場(chǎng)景選擇：對(duì)于制造業(yè)來說，當(dāng)前在工廠車間能夠使用5G的場(chǎng)景還比較受限，更多的偏向于管理層系統(tǒng)或硬件，對(duì)于直接控制生產(chǎn)的工業(yè)設(shè)備，由于其本身的特殊性，在5G應(yīng)用方面還未較為普及。
5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景：
圖.5G+工業(yè)互聯(lián)應(yīng)用平臺(tái)架構(gòu)思路
當(dāng)前5G在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，更多的集中在如整車制造、機(jī)加工、能源電力等自動(dòng)化、信息化程度較高的行業(yè)，這里以汽車制造業(yè)為例進(jìn)行簡單分析。
沖焊車間：在沖焊車間的生產(chǎn)過程中，主要以機(jī)器人、機(jī)運(yùn)線、沖壓機(jī)床等設(shè)備為主，且當(dāng)前這些設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口大都是傳統(tǒng)的串口或以太網(wǎng)形式，并不具備5G無線傳輸?shù)哪芰Γ瑫r(shí)這些設(shè)備都直接關(guān)乎生產(chǎn)，在新技術(shù)尚未成熟之前，直接接入5G網(wǎng)絡(luò)仍存在一定的風(fēng)險(xiǎn)；
涂裝車間：與焊裝車間類似，大量的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備，當(dāng)前來看并不太適合5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，但涂裝車間也存在較多能源儀表，這些設(shè)備可能經(jīng)過更換為智能儀表，再接入5G網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控能源消耗，分析能源數(shù)據(jù)的效果；
圖.能源監(jiān)控
總裝車間：總裝車間除了機(jī)運(yùn)線，多數(shù)是人工組裝工位以及檢測(cè)設(shè)備，設(shè)備更加偏向輕量化以及系統(tǒng)化，所以通過改造升級(jí)更容易實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的接入，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程運(yùn)維等；
其他方面：如AGV小車、ANDON呼叫、工控機(jī)站點(diǎn)、各類移動(dòng)端系統(tǒng)等，均在各個(gè)車間尤其是裝配車間，更適合接入5G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)車間內(nèi)部的智能化配送、質(zhì)量檢測(cè)、生產(chǎn)管理、設(shè)備保養(yǎng)等工作。
圖.AGV配送
5G在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)：
正如人們所熟知的，5G的幾個(gè)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：高速度、低功率、低延遲，這些在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中是十分需要的，對(duì)于工業(yè)數(shù)據(jù)的采集效率會(huì)有很大的提升，在工業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用中，也更加具有優(yōu)勢(shì)。
同時(shí)與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)布線相比，更加方便靈活，節(jié)約布線成本。當(dāng)前加上國家政策扶持，也正是企業(yè)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的大好時(shí)機(jī)。
5G在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的挑戰(zhàn)：
工廠5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，由于是起步階段，所以也面臨著諸多挑戰(zhàn)，在真正的落地實(shí)施時(shí)，局限性較大。
-
設(shè)備接口：當(dāng)前大多數(shù)設(shè)備都是只能具備傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并不兼容5G模塊，所以目前主要方案就是進(jìn)行接口的外接改造，從而滿足組網(wǎng)要求，但這樣的改造，存在一定的成本，在改造規(guī)模較大時(shí)，并不比傳統(tǒng)布線的成本低；
-
條件限制：由于5G屬于高頻信號(hào)，它的波長相對(duì)較短，因此企業(yè)建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)必須在附近建立5G基站或者靠近5G基站，否則將會(huì)影響5G信號(hào)的強(qiáng)度，而無法達(dá)到預(yù)期的效果；
-
安全性：5G面向企業(yè)內(nèi)網(wǎng)的建設(shè)大概有3種模式：專網(wǎng)模式、企業(yè)自建核心網(wǎng)，基站與公網(wǎng)共享模式和核心網(wǎng)用戶面功能下沉模式。其中專網(wǎng)最為安全可靠，但是目前中國沒有專用頻段；企業(yè)自建模式，相對(duì)安全，但成本較高；下沉模式，是目前使用最多的建網(wǎng)模式，也就是核心網(wǎng)和基站都是與運(yùn)營商共享的。
在這種模式下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與5G、邊緣計(jì)算等新技術(shù)的融合以及第三方協(xié)作服務(wù)的深度介入增加了信息泄露、數(shù)據(jù)竊取的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備種類多、數(shù)量多，安全能力參差不齊，由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備軟件更新緩慢、用戶及廠商通常無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)或修復(fù)漏洞，導(dǎo)致設(shè)備漏洞較多，這也使得工廠控制安全受到威脅，網(wǎng)絡(luò)攻擊可從IT層滲透到OT層，會(huì)造成工業(yè)系統(tǒng)中斷等風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)前5G+ 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)從單點(diǎn)局部的特色業(yè)務(wù)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榧苫?、系統(tǒng)化的應(yīng)用。雖然面臨著諸多挑戰(zhàn)，但相信通過不斷的發(fā)展與完善，運(yùn)營商、工業(yè)方案提供商、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的自動(dòng)化裝備提供商等一起合作，制定相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，必然可以發(fā)揮5G 優(yōu)勢(shì)，使之真正服務(wù)于工業(yè)企業(yè)，從而促進(jìn)中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
與此同時(shí)，漢思作為專業(yè)的MES系統(tǒng)提供商，特別是在汽車制造行業(yè)中，十幾年的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)讓我們更加專業(yè)，對(duì)于車間自動(dòng)化設(shè)備集成、數(shù)據(jù)采集分析等也已形成較為完整的體系。我們注重行業(yè)最新的發(fā)展趨勢(shì)，跟隨時(shí)代步伐，不斷升級(jí)自身產(chǎn)品，在數(shù)據(jù)采集、IOT平臺(tái)方面也已擁有較為成熟的產(chǎn)品，并在先后為廣汽、北汽、吉利、奇瑞捷豹路虎、五十鈴、國金、東風(fēng)、長安等大型車企提供智能制造解決方案，贏得客戶的廣泛認(rèn)可。
