物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與其在制造業(yè)上的應用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與其在制造業(yè)上的應用“十五年周期定律”

IBM前CEO郭士納：計算模式每隔15年發(fā)生一次變革1965年——大型機的商業(yè)應用1980年——個人計算機的普及1995年——互聯(lián)網(wǎng)革命2010年——？？IBM前CEO郭士納預測：計算模式每隔15年發(fā)生一次變革；2010年以物聯(lián)網(wǎng)為標志；歐盟網(wǎng)絡企業(yè)和RFID司物聯(lián)網(wǎng)總監(jiān)Peter.Friess預測：2015年到2020年間顯現(xiàn)對經(jīng)濟發(fā)展刺激作用；易觀國際分析：物聯(lián)網(wǎng)最主要的推動力只有兩個：政府與電信運營商；未來物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)是應用層面的行業(yè)用戶；美國權(quán)威咨詢機構(gòu)forrester預測到2020年：(物物互聯(lián)業(yè)務：人與人通信業(yè)務)比將達到30:1；物聯(lián)網(wǎng)將擁有30萬億元通信大市場；物聯(lián)網(wǎng)概念的提出物聯(lián)網(wǎng)概念最早出現(xiàn)于比爾蓋茨1995年《未來之路》一書，該書提出了“物-物”相聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)雛形，只是當時受限于無線網(wǎng)絡、硬件及傳感設備的發(fā)展，并未引起世人的重視。1998年，美國麻省理工學院（MIT）創(chuàng)造性地提出了當時被稱作EPC系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”的構(gòu)想。衣服會“告訴”洗衣機對顏色和水溫的要求公文包會提醒主人忘帶了什么東西司機出現(xiàn)操作失誤時汽車會自動報警1999年，美國Auto-ID首先提出物聯(lián)網(wǎng)（TheInternetofthings）的概念，主要建立在物品編碼、射頻識別（RadioFrequencyIDentification，RFID）技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎上。和通訊，實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。這時對物聯(lián)網(wǎng)的定義很簡單：把所有物品通過射頻識別（RFID）等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)智能化識別管理。物聯(lián)網(wǎng)概念的提出2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進行交換。射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應用。物聯(lián)網(wǎng)概念的提出2009年1月28日，奧巴馬就任美國總統(tǒng)后，與美國工商業(yè)領袖舉行了一次“圓桌會議”，作為僅有的兩名代表之一，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”這一概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎設施。當年，美國將新能源和物聯(lián)網(wǎng)列為振興經(jīng)濟的兩大重點。

物聯(lián)網(wǎng)概念的提出2009年8月7日溫家寶總理在無錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心視察并發(fā)表講話，“在傳感網(wǎng)發(fā)展中，要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術(shù)”，提出了“感知中國”的理念，這標志著政府對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關(guān)心與支持力度已提升到國家的戰(zhàn)略層面。2010年初，我國正式成立了傳感（物聯(lián)）網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，2010年3月2日，上海物聯(lián)網(wǎng)中心正式揭牌。

物聯(lián)網(wǎng)概念的提出物聯(lián)網(wǎng)的定義物理網(wǎng)是通過各種信息傳感設備及系統(tǒng)（傳感網(wǎng)、射頻識別系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器等）、條碼與二維碼、全球定位系統(tǒng)，按約定的通信協(xié)議，將物與物、人與人、人與物連接起來，通過各種接入網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)進行信息交換，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種信息網(wǎng)絡。這個定義的核心是，物聯(lián)網(wǎng)的主要特征是每一個物件都可以尋址，每一個物件都可以控制。物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)所解決的傳統(tǒng)意義上的互聯(lián)網(wǎng)沒有考慮的問題是：對于任何物品的連接問題。物聯(lián)網(wǎng)可以在任何時間、環(huán)境，任何物品、人、企業(yè)、商業(yè)，采用任何通信方式（包括匯聚、連接、收集、計算等），以滿足所提供的任何服務的要求。對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)層層面的認認識從技術(shù)層層面上看看，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)是指指物體通通過智能能感知裝裝置，經(jīng)經(jīng)過傳輸輸網(wǎng)絡，，到達指指定數(shù)據(jù)據(jù)處理中中心，實實現(xiàn)人與與人、物物與物、、人與物物之間信信息交互互與處理理的智能能化網(wǎng)絡絡。傳感網(wǎng)和和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)是對同同一概念念的不同同表述，，其實質(zhì)質(zhì)沒有什什么區(qū)別別，兩者者都是以以智能傳傳感器，，RFID等客觀世世界標識識和感知知技術(shù)，，借助于于無線通通信技術(shù)術(shù)、互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)、移移動通信信網(wǎng)等實實現(xiàn)人與與物理世世界的信信息交互互。對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)應用層層面的認認識縱觀信息息網(wǎng)絡發(fā)發(fā)展應用用過程，，可以認認為物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)網(wǎng)絡的應應用延伸伸，物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)不是是網(wǎng)絡而而是應用用和業(yè)務務。它是是信息網(wǎng)網(wǎng)絡上的的一種增增值應用用，主要是在在提升數(shù)數(shù)據(jù)傳送送效率、、改善民民生、提提高生產(chǎn)產(chǎn)率、降降低企業(yè)業(yè)管理成成本等方方面發(fā)揮揮重要作作用。應用是技技術(shù)進步步的源動動力，只只有具有有廣闊的的應用前前景，技技術(shù)才能能得以發(fā)發(fā)展。作為消費費者，物物聯(lián)網(wǎng)到到底給我我們帶來來了什么么？諸如：①①自動化化，降低低成本和和效率，，提升企企業(yè)的綜綜合競爭爭能力；；②信息息的實時時性，借借助通信信網(wǎng)絡，，及時獲獲得遠端端的信息息；③有有利于安安全生產(chǎn)產(chǎn)，及時時發(fā)現(xiàn)和和消除安安全隱患患，便于于實現(xiàn)安安全監(jiān)管管；等等等。物聯(lián)網(wǎng)的的EPC體系結(jié)構(gòu)構(gòu)隨著全球球經(jīng)濟一一體化和和網(wǎng)絡化化進程的的加快，，為滿足足對單個個物品的的標識和和高效識識別，美美國麻省省理工學學院的自自動識別別實驗室室（Auto-ID）在美國國統(tǒng)一代代碼協(xié)會會的支持持下，提提出要在在計算機機互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的基礎礎上，利利用RFID、無線通通信技術(shù)術(shù)，構(gòu)造造一個覆覆蓋世界界萬物的的系統(tǒng)，，同時提提出了電子產(chǎn)品品代碼（ElectronicProductCode，EPC的概念）），即每每個對象象都將賦賦予一個個唯一的的EPC，并由采采用射頻頻識別技技術(shù)的信信息系統(tǒng)統(tǒng)管理，，彼此聯(lián)聯(lián)系，數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸和數(shù)據(jù)據(jù)儲存由由EPC網(wǎng)絡處理理。EPCGlobal對于物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的描描述是：：一個物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)主要要由EP編碼體系、射射頻識別系統(tǒng)統(tǒng)及信息網(wǎng)絡絡三部分組成成。物聯(lián)網(wǎng)的EPC體系結(jié)構(gòu)—EPC編碼體系物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的的是全球物品品的信息實時時共享。顯然然要做的是實實現(xiàn)全球物品品的統(tǒng)一編碼碼，即對在地地球上任何地地方生產(chǎn)出來來的任何一件件物品，都要要給它打上電電子標簽。在在這種電子標標簽攜帶有一一個電子產(chǎn)品品代碼，并且且全球唯一。。電子標簽代表表了該物品的的基本識別信信息，例如，表示示“A公司于B時間在C地點生產(chǎn)的D類產(chǎn)品第E件”。目前歐歐美支持的EPC編碼和日本支支持的UID編碼是兩種常常見的兩種電電子編碼體系系。物聯(lián)網(wǎng)的EPC體系結(jié)構(gòu)—射頻識別系統(tǒng)統(tǒng)射頻識別系統(tǒng)統(tǒng)包括EPC標簽和讀寫器器。EPC標簽是編號的的載體，當EPC標簽貼在物品品上或內(nèi)嵌在在物品中時，，該物品與EPC標簽中的產(chǎn)品品電子代碼就就建立了一對對一的映射關(guān)關(guān)系。EPC標簽從本質(zhì)上上來說是一個個電子標簽，，通過RFID讀寫器可以對對EPC標簽內(nèi)存信息息進行讀取。。這個內(nèi)存信信息通常就是是產(chǎn)品代碼。。產(chǎn)品代碼經(jīng)經(jīng)讀寫器報送送給物聯(lián)網(wǎng)中中間件，經(jīng)處處理后存儲在在分布式數(shù)據(jù)據(jù)庫中。用戶戶查詢物品信信息時只要在在網(wǎng)絡瀏覽器器的地址欄中中，輸入物品品的名稱，生生產(chǎn)商等數(shù)據(jù)據(jù)，就可以實實時獲悉物品品在供應鏈中中的狀況。物聯(lián)網(wǎng)的應用用領域電力負載監(jiān)控、遠程抄表農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控、動物溯源安全平安城市、危險品跟蹤環(huán)保環(huán)境監(jiān)測、污染物處理交通物流調(diào)度、定位導航市政路燈控制、電梯監(jiān)控企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控、設備管理醫(yī)療遠程診斷、老人看護智能樓宇遠程診斷面向智能工廠廠的生產(chǎn)過程程監(jiān)控環(huán)境監(jiān)測協(xié)同供應鏈管管理智能電網(wǎng)現(xiàn)代物流過程程監(jiān)控與跟蹤蹤定位畜牧養(yǎng)殖和電電子監(jiān)管智能家居—云數(shù)據(jù)中心智能家居用戶戶終端系統(tǒng)配配置智能家居物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)云數(shù)據(jù)中中心運營架構(gòu)構(gòu)示意圖物聯(lián)網(wǎng)與制造造業(yè)經(jīng)銷數(shù)據(jù)中心

(后臺)分枝客戶供應商制造運送呼叫中心Web銷售商金融預測物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（后臺）分支經(jīng)銷客戶供應商制造運送呼叫中心Web銷售商金融預測理想的靈活系系統(tǒng)現(xiàn)實性21傳感技術(shù)＋MEMS技術(shù)：制造裝備技術(shù)術(shù)能力的提升升制造裝備制造系統(tǒng)企業(yè)管理RFID+工業(yè)WSN+工業(yè)應用軟件件：設備的互聯(lián)互互通、制造過過程的狀態(tài)檢檢測、物流的的實時監(jiān)控等等，對制造環(huán)境境的感知能力力得到極大的的提升，生產(chǎn)產(chǎn)效率、產(chǎn)品品質(zhì)量取得突突破性的應用用。智能裝備感知制造系統(tǒng)實時企業(yè)管理物聯(lián)網(wǎng)是企業(yè)業(yè)的神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)移動設備RDCRFID/條碼讀寫器倉庫CallerCaller打印機港口物流復雜事件探測測任務提交云計算平臺復雜模式庫事件存儲庫規(guī)則數(shù)據(jù)庫物聯(lián)網(wǎng)EPC信息服務器對象命名服務務器PML服務器數(shù)據(jù)中心面向制造業(yè)供供應鏈的物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)信息服務務平臺工業(yè)智能控制制系統(tǒng)應用示示例在工業(yè)企業(yè)部部門，為了提提高產(chǎn)品的整整體質(zhì)量，及及時、準確地地獲取生產(chǎn)數(shù)數(shù)據(jù)，并對數(shù)數(shù)據(jù)進行及時時分析處理，，減少生產(chǎn)浪浪費，縮短生生產(chǎn)周期，常常需要組建企企業(yè)內(nèi)部的生生產(chǎn)過程控制制管理系統(tǒng)。。作為企業(yè)內(nèi)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)應用用系統(tǒng)設計示示例，下圖示示意了一個基基于RFID技術(shù)的工業(yè)企企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)產(chǎn)監(jiān)控管理系系統(tǒng)的組成。。這個物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)系統(tǒng)主要包包含有GM二維碼（電子子標簽）、RFID讀寫器，中間間件系統(tǒng)和互互聯(lián)網(wǎng)幾個組組成部分。工業(yè)智能控制制系統(tǒng)應用示示例1.利用二維條碼碼與RFID讀寫器感知節(jié)節(jié)點數(shù)據(jù)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場場主要由生產(chǎn)產(chǎn)設備、工作作人員、生產(chǎn)產(chǎn)材料、產(chǎn)品品等構(gòu)成。上上圖中，二維維條碼貼于每每件產(chǎn)品上，，所使用的RFID讀寫器可為手手持式或固定定式，以方便便地應用于生生產(chǎn)過程。中中間件系統(tǒng)含含有EPC數(shù)據(jù)，后端應應用數(shù)據(jù)庫軟軟件系統(tǒng)還包包含ERP系統(tǒng)等。這些些都與互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)相聯(lián)，可及及時有效地跟跟蹤、查詢、、修改或增減減數(shù)據(jù)。當在在某個企業(yè)生生產(chǎn)的產(chǎn)品被被貼上存儲有有EPC標識的RFID標簽后，在該該產(chǎn)品的整個個生命周期，，該EPC代碼將成為它它的唯一標識識，以此EPC編碼為索引就就能實時地在在RFID系統(tǒng)網(wǎng)絡中查查詢和更新產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信信息。2.車間內(nèi)各個流流通環(huán)節(jié)對產(chǎn)產(chǎn)品進行定位位和定時追蹤蹤在車間的每一一道工序都設設有一個RFID讀寫器，并配配備相應的中中間件系統(tǒng)，，聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)。這樣，在在半成品的裝裝配、加工、、轉(zhuǎn)運以及成成品裝配和再再加工、轉(zhuǎn)運運和包裝過程程中，當產(chǎn)品品流轉(zhuǎn)到某個個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的的RFID讀寫器時，RFID讀寫器在有效效的讀取范圍圍內(nèi)會檢測到到GM二維碼的存在在。對于某一個局局部環(huán)節(jié)而言言，其具體工工作流程為：：RFID讀寫器從含有