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    工業4.0背景下 無線網絡和信息化在工廠環境中的思考

    放大字體??縮小字體 發布日期:2017-07-11??來源:中國機電產品交易網??作者:邢學海
    核心提示:信息化的主要組成部分有數字化,計算,控制,網絡等。信息化的程度依賴于信息化的成本,收益,信息化實施的能力和信息化使用的能力。
      信息化的主要組成部分有數字化,計算,控制,網絡等。信息化的程度依賴于信息化的成本,收益,信息化實施的能力和信息化使用的能力。
     
      比如從ERP系統為例來說,ERP關系到企業的訂單、財務、人事、客戶關系等,直接影響企業的財務管理,收益比較高,ERP系統又在行業里大量應用,具備良好的實施能力,多年的ERP產業發展,也具備較為成熟的產品形態,也因此具備可接受的引入成本,同時ERP的使用者往往屬于工廠、企業的管理人員,具備較高的素質,有足夠的能力來使用ERP系統。從網絡的角度看,ERP系統可以主要通過有線網絡和WIFI實施。運行的環境也接近于常見的IT系統。
     
      如果看MES系統,它對接的生產制造環節,問題領域更加復雜,生產制造不像財務等方面標準化程度高,概念模型化程度高,它的運行環境需要更多的依賴于各種PLC控制的自動化設備,其實還需要大量沒有數字化、計算化、連入網絡的部分配合。而MES系統涉及的生產環節,很多操作人員的基本素質根據行業不同差異性較大,總體上信息化能力不如ERP環節的人員。因為MES系統非標的特點很顯著,難以形成規模化效應顯著降低成本。
     
      一些信息化技術,比如平板電腦,因為可以觸屏操作,又和智能手機的操作方式接近,可以降低信息化使用的能力要求,對各個工位進行信息化提供了良好的條件。AR/VR等技術也可以起到類似作用。
     
      無線網絡可以使設備聯網擺脫線纜的約束,使得聯網更加簡單,布局更靈活。對于AGV小車、叉車等移動物體,還需要一定的移動性能力要求,wifi之類的無線寬帶技術存在一定的性能問題。
     
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      NB-IoT之類的蜂窩物聯網有哪些特點和問題呢?
     
      無線、超低能耗、超大容量:NB-IoT和loRa比,有哪些競爭優勢和問題呢?
     
      ·NB-IoT是運營商主導的網絡,運營在授權頻段上,LoRa運營在開放頻段上,可以由企業自主建設。這里比拼的運營商網絡和企業網絡的特點。
     
      ·運營商的網絡,質量好,覆蓋廣,這是優點,費用相對高,這是缺點。數據必須通過運營商網絡,網絡和應用對運營商依賴較強,一方面是優點,可以使用運營商一攬子打包的網絡服務和后臺的云端服務,缺點是失去了一定的獨立掌控權,和某些方面業務的靈活度。
     
      ·另一方面,如果借鑒wifi經驗的話,在開放頻段上的方案,生態系統往往是企業、行業客戶的生態鏈,能夠提供更多、更靈活的業務方案,反饋也更加及時,對企業的生產、業務也會提供更靈活的支持。反之,運營商網絡的生態系統對于企業和行業客戶的理解要薄弱很多。這背后的生態系統是很重要的考量點。這可能是蜂窩物聯網在行業應用中最大的問題。
     
      ·覆蓋廣覺得是蜂窩物聯網的優勢,kindle的AT&T方案,移動POS機,這些應用要使用蜂窩網絡,就是因為覆蓋廣和網絡質量好。如果企業生產的洗衣機、冰箱、空調,銷往全國,需要聯網,又不需要用戶配置的話,蜂窩物聯網可以充分利用運營商網絡的全國網絡,甚至漫游的全球網絡,這是開放頻段技術無法提供的。
     
      ·超低能耗,帶來的優勢是可以把無源設備接入網絡,只要電池供電就可以。這個技術也一定程度上面臨著無線供電技術的挑戰,在工廠這樣環境中,有些場景,電源可能并不遠,只需要解決最后1米的供電就可以。
     
      ·eMTC的VoLTE功能,如果不考慮和公網的電話連接,voLTE是成本高、復雜,而且不靈活的語音服務。在企業環境下,有很高、更便宜,更靈活,對業務支持更貼近的VoIP方案。
     
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      5G網絡的應用
     
      ·移動性和可靠的網絡質量是另外一類,比如AGV小車,需要移動性的支持,在穿越倉庫等遮攔物的時候,也需要有著可靠的網絡質量。
     
      ·5G網絡聲稱的低延遲,高可靠性,是由運營商來運營和保障的,除了問題,該如何處理?這和企業自建開放頻段的網絡有很大不同。
     
      ·企業自建網絡,網絡屬于企業,由供應商建設和維護,如果出了問題,或者網絡問題帶來的影響,這是企業供應鏈管理的問題。
     
      ·如果使用運營商網絡,在高實時,高可靠性、高風險環境下出了問題,該如何分清責任?汽車行業非常關心這個問題,在工業制造領域,這個問題或許沒有汽車行業那么關注,但是在某些場景下,這也是個問題。
     
      ·把網絡交給運營商,意味著企業失去了一定的控制力,運營商如何讓企業放心
     
      ·把網絡交給運營商,也意味著企業失去了靈活性,運營商如何能打造出一個對企業和行業友好的、具備豐富經驗和能力的生態系統,能夠在網絡、信息系統、和企業業務之間更好的連接和服務。
     
      如果綜合來看,信息化的成本,收益,信息化實施的能力和信息化使用的能力,這些都需要整個生態系統的努力,尤其是最后給客戶交付企業方案的合作伙伴。在這方面,WIFI,企業IP網這些行業的巨頭和伙伴占據了先機。
     
      現在大部分企業還在進行自動化改造,企業生產工藝、流程的改進主要靠工程師來完成。未來信息化、工業4.0進展到一定程度,軟件開始掌管越來越多的控制,變化的部分會越來越多的通過軟件來實現。軟件會帶來高度定制化、快速變更、靈活適應等新能力,同時工廠也需要越來越多的信息化人員,在軟件領域進行的快速迭代,敏捷開發,DevOps(研發運維一體化),遠程更新,灰度發布,軟件即服務,微服務這些理念和實踐都將會帶入到工業制造領域,改變生產制造,改變生產和消費者的關系。

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