物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合發(fā)展的嶄新階段。未來10年內(nèi)，全球物聯(lián)網(wǎng)將創(chuàng)造10多萬億美元的價(jià)值，約占全球經(jīng)濟(jì)的1/10，并與城市管理、生產(chǎn)制造、汽車駕駛、能源環(huán)保等形成數(shù)個(gè)千億級(jí)規(guī)模以上的細(xì)分市場(chǎng)。

其中，工業(yè)制造領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級(jí)成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力， 世界各國(guó)紛紛發(fā)布相關(guān)的戰(zhàn)略舉措，搶占新一輪發(fā)展戰(zhàn)略機(jī)遇。有分析認(rèn)為，到2020年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在整體物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的占比將達(dá)到25%，規(guī)模將突破4500億元。

本期筆者推薦來自中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)白皮書，深入挖掘物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景，從終端和平臺(tái)兩大維度分析技術(shù)和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，介紹標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)程并羅列創(chuàng)新用例。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)和六大典型特征

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，中國(guó)制造2025、美國(guó)先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃、德國(guó)工業(yè)4.0等一系列國(guó)家戰(zhàn)略的提出和實(shí)施，在此背景下， 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，可以說是智能制造的基石（支撐級(jí)技術(shù)體系）， 成為全球工業(yè)體系智能化變革的重要推手。

中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院指出：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)即通過工業(yè)資源的網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)互通和系統(tǒng)互操作， 實(shí)現(xiàn)制造原料的靈活配置、制造過程的按需執(zhí)行、 制造工藝的合理優(yōu)化和制造環(huán)境的快速適應(yīng)， 達(dá)到資源的高效利用，從而構(gòu)建服務(wù)驅(qū)動(dòng)型的新工業(yè)生態(tài)體系。

用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，將對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、 經(jīng)營(yíng)和管理模式帶來深刻變革，提高生產(chǎn)制造效率，提升產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)附加值，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，有力推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式由生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施一般包括四個(gè)實(shí)施階段：

1、智能的感知控制階段

即利用基于末端的智能感知技術(shù)（傳感器、REID、無線傳感網(wǎng)絡(luò)等）隨時(shí)、 隨地進(jìn)行工業(yè)數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備控制的智能化；

2、全面的互聯(lián)互通階段

通過多種通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通手段（工業(yè)網(wǎng)關(guān)、短距離無線通信、低功耗廣域網(wǎng)和OPC UA等）整合信息化共性技術(shù)和行業(yè)特征，將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、安全、高效地傳遞出去；

3、深度的數(shù)據(jù)應(yīng)用階段

即利用云計(jì)算、 大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、 分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的深度開發(fā)應(yīng)用，從數(shù)據(jù)倉庫中提取隱藏的預(yù)測(cè)性信息，挖掘出數(shù)據(jù)間潛在的關(guān)系，快速而準(zhǔn)確地找出有價(jià)值的信息，有效提高系統(tǒng)的決策支持能力；

4、創(chuàng)新的服務(wù)模式階段

主要利用信息管理、智能終端和平臺(tái)集成等技術(shù)，提供定制服務(wù)、增值服務(wù)、運(yùn)維服務(wù)、升級(jí)服務(wù)、培訓(xùn)服務(wù)、咨詢服務(wù)和實(shí)施服務(wù)等方面，廣泛應(yīng)用于智能工廠、智能交通、工藝流程再造、環(huán)境監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程維護(hù)、設(shè)備租賃等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范領(lǐng)域，全方位構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的服務(wù)模式生態(tài)圈，提升產(chǎn)業(yè)價(jià)值，優(yōu)化服務(wù)資源。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系主要以下四塊：

1、感知控制技術(shù)

主要包括傳感器（測(cè)量或感知特定物體的狀態(tài)和變化，并轉(zhuǎn)化為可傳輸、可處理、可存儲(chǔ)的電子信號(hào)或其他形式的信息）、射頻識(shí)別（非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)）、多媒體、工業(yè)控制（SCADA系統(tǒng)、DCS和PLC）等， 是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署實(shí)施的核心；

2、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

三大主流技術(shù)是工業(yè)以太網(wǎng)、短距離無線通信技術(shù)、低功耗廣域網(wǎng)，核心技術(shù)包括時(shí)間同步、確定性調(diào)度、跳信道、路由和安全技術(shù)等，可以使得工業(yè)傳感器的布線成本大大降低，有利于傳感器功能的擴(kuò)展， 是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通的基礎(chǔ)；

3、信息處理技術(shù)

主要包括數(shù)據(jù)清洗、 數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等，為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的提供支撐；

4、安全管理技術(shù)

包括加密認(rèn)證、防火墻、入侵檢測(cè)等，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署的關(guān)鍵。

目前，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)為：

1、終端智能化

包括底層傳感器設(shè)備自身向著微型化和智能化的方向發(fā)展，以及工業(yè)控制系統(tǒng)的開放逐漸擴(kuò)大，使得工業(yè)控制系統(tǒng)與各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)作成為可能；

2、聯(lián)接泛在化

工業(yè)控制通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)和工業(yè)無線等多種工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將監(jiān)控設(shè)備與系統(tǒng)， 同生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感器、 變送器、執(zhí)行器、 伺服驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制器，甚至CNC數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和成套生產(chǎn)線等生產(chǎn)裝備連接起來；

3、計(jì)算邊緣化

數(shù)據(jù)不用再傳到遙遠(yuǎn)的云端，更適合實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析和智能化處理，具有安全、快捷、易于管理等優(yōu)勢(shì)， 能更好地支撐本地業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)智能化處理與執(zhí)行， 滿足網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)需求；

4、網(wǎng)絡(luò)扁平化

使信息在真實(shí)世界和虛擬空間之間智能化流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)制造的實(shí)時(shí)控制、精確管 理和科學(xué)決策進(jìn)行了大量的研究與探索。

5、服務(wù)平臺(tái)化

提升連接靈活、擴(kuò)展用戶規(guī)模、增強(qiáng)數(shù)據(jù)的安全性、應(yīng)用開發(fā)的簡(jiǎn)易友好，根據(jù)用戶實(shí)際需求提供設(shè)備遠(yuǎn)程管理、預(yù)防性維護(hù)和故障診斷等服務(wù)。

隨著工業(yè)4.0及智能制造等類似概念的推出， 全球的傳感器市場(chǎng)空間再 次被擴(kuò)寬。據(jù)預(yù)測(cè)， 2016年至2021年，傳感器的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為11%，到2021年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1906億美元。

目前，全球傳感器市場(chǎng)主要由美國(guó)、 日本、德國(guó)的相關(guān)企業(yè)占主導(dǎo)， 比如MEAS傳感器公司、霍尼韋爾公司、凱勒公司、艾默生電氣公司、通用公司等， 不過亞太地區(qū)的傳感器市場(chǎng)也呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

近年來， 我國(guó)在傳感器相關(guān)產(chǎn)業(yè)加入投入， 提高國(guó)有傳感器及儀器儀表的占有率，尤其是高端傳感器品種的市場(chǎng)占有率，目前國(guó)內(nèi)的傳感器及儀器儀表企業(yè)以沈陽儀表科學(xué)研究院、深圳清華大學(xué)研究院、 河南漢威電子等一定的業(yè)績(jī)。為代表目前取得了一定的業(yè)績(jī)。

工業(yè)控制是對(duì)工業(yè)過程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策為目的， 主要是以PLC、DCS等產(chǎn)品形式體現(xiàn)。

目前，PLC市場(chǎng)可以分成美國(guó)（A-B公司、通用電氣公司、莫迪康公司等）、歐洲（德國(guó)的西門子、AEG和法國(guó)的TE）、和日韓（日本的三菱、歐姆龍、松下、富士等，以及韓國(guó)的三星、LG）等三個(gè)流派，占有主要的市場(chǎng)份額。我國(guó)的PLC仍以國(guó)外產(chǎn)品為主， 國(guó)內(nèi)PLC 生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品數(shù)量和生產(chǎn)規(guī)模的還有待于提高。

DCS生產(chǎn)廠家主要集中在美國(guó)、 日本、德國(guó)等。國(guó)外產(chǎn)品（如Honeywell和橫河公司）在我國(guó)DCS市場(chǎng)有一定占有率。 不過近年來國(guó)產(chǎn)DCS的市場(chǎng)占有份額也在飛速提升，我國(guó)涌現(xiàn)出一批DCS產(chǎn)品優(yōu)秀企業(yè)， 如北京和利時(shí)、 上海新華、 浙大中控、浙江威盛、航天測(cè)控、電科院以及北京康拓集團(tuán)等。

工業(yè)領(lǐng)域巨頭的平臺(tái)布局十分積極，包括西門子的MindSphere、通用電氣的Predix、菲尼克斯電氣的ProfiCloud，以及國(guó)內(nèi)三重工的根云、海爾的COSMOPlat、徐工工業(yè)云、航天科工的INDICS等。

與此同時(shí)，IT巨頭也在借助其云平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，通過聯(lián)合上下游企業(yè)，布局工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。如微軟的Azure、亞馬遜的AWS、IBM的Watson、SAP的HANA。 國(guó)內(nèi)的百度、阿里、京東和騰訊也都推出面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)。

除了獨(dú)立布局，展開優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)合作，擴(kuò)展生態(tài)圈也是一種主流的平臺(tái)布局方式。比如2016年GE宣布Predix登陸微軟Azure云平臺(tái)；2017年ABB宣布依托于微軟Azure平臺(tái)提供工業(yè)云服務(wù)， 與IBM在工業(yè)數(shù)據(jù)計(jì)算和分析方面開展合作；西門子也表示MindSphere在云服務(wù)方面已跟亞馬遜AWS、微軟和SAP開展合作。

技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)外巳開展的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作，包括傳感器及儀器儀表的標(biāo)準(zhǔn)、控制類標(biāo)準(zhǔn)（DCS編程語言和接口方面的標(biāo)準(zhǔn)有待制定）、工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（互聯(lián)互通）、工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)（鏈接泛在化）、信息集成標(biāo)準(zhǔn)、信息安全標(biāo)準(zhǔn)等。