盘点工业物联网的发展聚焦与趋势

1.数字化是制造的必然

数字化已经是产业共识，传统的物理连接到数字连接使得制造的协同出现更多可能，数字协同也是美国IIC、德国工业4.0和中国制造2025的共同聚焦点，通过工业物联网（IIoT）实现数字化，推动柔性制造，实现大规模定制，进而提升竞争力，赢得全球市场。

图1-数字化是全球制造业的发展聚焦与趋势

2.工业物联网的价值

2.1.资产利用率的提升

IIoT要解决的首要问题是提升资产（机器、产线）的使用效率，这包括对设备的有效使用、低维护成本的需求，以及对于在个性化时代如何连线生产应对“小批量、多品种”的生产协同需求，并且如何在单位产品上的能耗被精确计量以及优化。

图2-IIoT价值用于提高资产利用率

2.2新盈利模式带来收入增加

图3-IIoT价值增加额外收入来源

基于数字化，新的服务模式如融资租赁现在也变得更为常见，提供分时的设计、产线资源的分享，这些都可以为企业带来额外的收入，而这一切依赖于数字化链条的透明连接，从消费、生产到服务。

2.3增强的服务和售后服务

图4-IIoT价值增强服务和售后

为客户带来全生命周期的服务，不仅是一种自身竞争力的提升，对于机器制造商而言，这也是新的业务增长点，通过更好的预测性维护服务、工艺优化与咨询、机器升级等，这些服务依赖于数字化的采集、反馈，另外，还有一个吸引力的地方在于，它也可以通过数据的反馈来优化机器的设计。

3.边缘连接与控制

工业物联网的实现方式有很多，目前边缘计算是一个广泛被接受正在全球主流厂商推进的IIoT架构，贝加莱也是其中边缘计算的积极推动者。

边缘计算是指在物理上介于现场设备与云之间，在服务上强调一定实时性并解决“策略与优化”问题，而其基本的功能则在于连接。

图5-OPC UA是边缘连接的关键

面对传统现场总线的复杂性以及语义互操作的挑战，OPC UA成为了业界的共识，贝加莱在各控制器连接标准上均集成了OPC UA，并且支持MQTT/AMQP的云连接接口标准。

4.数字化构建整个柔性制造的流程覆盖

图6-实现IIoT的边缘计算整体层级

图6则以全景的阐述了IIoT的数字化制造使能层级与路径，基础的现场连接、安全、数据融合、历史数据、商业智能、机器学习到云的长期数据存储，数字化在各个阶段扮演着不同的角色：

贝加莱提供了基础的连接如OPC UA的总线控制将POWERLINK和OPC UA融合，并在未来将TSN与OPC UA融合实现基础的跨平台、满足语义互操作规范的连接，在嵌入式边缘控制器层，X20等控制器实现本地的控制任务与数据存储功能，并通过OrangeBox、APROL作为边缘控制器实现产线、工厂一级的数据采集，并通过BI为企业实现数据呈现、报表、趋势、报警的任务，而通过MQTT/AMQP等软件接口与各种第三方的云进行连接，并实现机器学习、长周期数据的存储。

5.贝加莱落地实现——OrangeBox

OrangeBox是一个为“Brownfield”那些老旧工厂而设计的IIoT解决方案，它扮演一个边缘控制节点的作用，因为Brownfield是大量存在的，而Greenfield在明天也会成为“Brownfield”。

图7-OrangeBox功能组合

OrangeBox是一个“组合”，它借助于贝加莱丰富的软件、硬件技术来实现对工厂的数据采集、连接、处理功能。如图7。

——OrangeBox的硬件是贝加莱控制器

——软件则包括了mapp的功能模块如mappOEE、mappEnergy等

既可以在本地进行OEE计算呈现，也可以提供数据给高一层的数据应用（如MES/ERP，云端服务）通过OPC UA Server的访问。

由于有丰富的现场总线模块，对于老工厂那些复杂的总线贝加莱可以连接，而另一方面如果连总线也是没有的，丰富的I/O采集模块可以解决这些问题。

图8-OrangeBox的电子仪表盘显示

图8则以生产的OEE计算参数，包括速度损失、浪费与返工等的输入来呈现设备与产线整体的性能。

数字化服务于制造业的效率提升，而数字化需要基于开放互联，对机器、产线进行全面的数据采集、数字化建模、才能使能柔性制造。