如何快速的理清工业物联网行业脉络

提起物联网，一般人首先想到的无非是智能家居、智能汽车、可穿戴设备等与日常生活息息相关的领域。

消费物联网一词很少被提及，产品却深入人心。他的同胞兄弟工业物联网常常被提起，但由于不直接面向消费者，且概念复杂难懂，逻辑不容易理顺，“真理”只掌握在少数人手中。

一方面是难懂，另一方面又被纷纷看好。2017年物联网的投资支出预测，全球在2020年之前准备投资的三大行业都是工业物联网市场的一部分。2016年中国工业物联网市场规模为1896亿元。到 2020 年，工业物联网在中国整体物联网产业中占比将达到25%，规模突破4500亿元。

​

究竟“工业物联网”为何物，如何快速的理清行业脉络，建立起知识框架，这正是本文所要讲的。

1.怎么来的？

在过去的二百多年中，发生了三次工业革命，目前，我们正处于第四次，也被称之为工业4.0。

​

工业革命的演进

工业1.0：瓦特发明了蒸汽机，由此迎来机械制造时代。

工业2.0：电力的普及，实现了产品的大规模生产。

工业3.0：集成电路的应用，实现自动化生产。

工业4.0：德国政府于2013年率先提出，并上升为国家战略。

与之前的三次革命不同，工业4.0不是由一个发明，如蒸汽动力或集成电路，而是技术进步的融合，是实体物理世界与虚拟网络世界融合的时代。它包括3D打印、虚拟现实和云计算等。

​

物联网、工业4.0等概念既有交集也有差异。随着工业化与信息化的深度融合，企业内部互联互通的需求渐增，通过接入网络进而达到提高产品质量和运营效率的需求更为强烈，工业物联网（简称IIoT，Industrial Internet of Things ）应运而生。

工业物联网将生产过程的每一个环节、设备变成数据终端，全方位采集底层基础数据，并进行更深层面的数据分析与挖掘，从而提高效率、优化运营。

当然，工业物联网是一个渐进发展成熟的过程，在实施中包括四个阶段：

1、智能的感知控制阶段

​

即利用基于末端的智能感知技术，如传感器、REID、无线传感网络等，随时、 随地进行工业数据的采集和设备控制的智能化。

2、全面的互联互通阶段

​

通过多种通信网络互联互通手段，如工业网关、短距离无线通信、低功耗广域网和OPC UA等，整合信息化共性技术和行业特征，将采集到的数据实时、准确地传递出去。

3、深度的数据应用阶段

即利用云计算、 大数据等相关技术，对数据进行建模、 分析和优化，实现多源异构数据的深度开发应用，从数据仓库中提取隐藏的预测性信息，挖掘出数据间潜在的关系，快速而准确地找出有价值的信息，有效提高系统的决策支持能力。

4、创新的服务模式阶段

利用信息管理、智能终端和平台集成等技术，提供定制服务、增值服务、运维服务、升级服务、培训服务、咨询服务和实施服务等方面，实现传统工业智能化改造，提升产业价值，优化服务资源 和激发产业创新。

▼工业物联网的实施阶段全景图

​

2.要用哪些技术？

从系统的角度看，工业物联网的构成模型、各功能模块中主要实体以及模块间的关系，如下图所示：

▼工业物联网参考体系架构

原料、机器设备、环境、作业工人等对象 被 感知控制域的传感器、标签所感知、识别和控制，在其生产、加工、运输、流通、销售等各个环节的信息被获取。采集的数据最终传送给服务提供域，从而实现远程监控、能源管理、安全生产等服务。

工业物联网所需用到的关键技术主要有4大块。

▼工业物联网技术体系

​

技术并非一成不变，而是向前发展的，目前，工业物联网的技术正在朝5个方向发展。

1、终端智能化

包括底层传感器设备自身向着微型化和智能化的方向发展，以及工业控制系统的开放逐渐扩大，使得工业控制系统与各种业务系统的协作成为可能。

2、联接泛在化

工业控制通信网络经历了现场总线、工业以太网和工业无线等多种工业通信网络技术，将监控设备与系统， 同生产现场的各种传感器、 变送器、执行器、 伺服驱动器、运动控制器，甚至CNC数控机床、工业机器人和成套生产线等生产装备连接起来。

3、计算边缘化

数据不用再传到遥远的云端，更适合实时的数据分析和智能化处理，具有安全、快捷、易于管理等优势， 能更好地支撑本地业务的实时智能化处理与执行， 满足网络的实时需求。

​

4、网络扁平化

　工业物联网的体系架构正在简化，系统性能将得到进一步提升的同时降低软件维护成本。建立网络扁平化技术体系，使信息在真实世界和虚拟空间之间智能化流动，实现对生产制造的实时控制、精确管理和科学决策。

　　5、服务平台化

　　工业物联网平台面临着连接设备量巨大、应用环境复杂、用户多元化等问题。提升连接灵活、扩展用户规模、应用开发的简易友好，根据用户实际需求提供设备远程管理、预防性维护和故障诊断等服务。

　　3.跟谁有关？

　　工业物联网的主要玩家分有传感器厂商、工业控制企业以及平台。

　　1、工业控制

　　工业控制是对工业过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策为目的， 主要是以PLC、DCS等产品形式体现。

　　DCS：分散控制系统

　　PLC：可编程逻辑控制器

　　DCS是一个控制“系统”，而 PLC只是一种控制“装置”，两者是“系统”与“装置”的区别。系统可以实现任何装置的功能与协调，从原理上装置可以组成系统。

　　​目前，PLC市场可以分成美国、欧洲和日本等三个流派，并占有主要的市场份额。中国的PLC仍以国外产品为主， 国内PLC 生产厂家在产品数量和生产规模的还有待于提高。

　　DCS生产厂家主要集中在美国、 日本、德国等。国外DCS产品在中国有一定占有率。不过近年来国产DCS的市场占有份额也在飞速提升，中国涌现出一批DCS产品优秀企业，不仅品种数量大幅度增加，而且产品技术水平已经达到或接近国际先进水平。

4.结 语

工业物联网背后的逻辑是日趋成熟的传感器技术、信息技术，这使得工业应用能够向智能化转变。而感知控制和互联互通实现之后，数据将进一步被挖掘，工业制造领域的覆盖面将进一步拓展，塑造功能和形式更多样的，提供个性化服务的生态，激发产业创新。从产业的角度来看，传感器、工业控制、平台相关企业将直接受益。

编辑：黄飞