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工業物聯網
作者: 由你创
阅读量：48
什麼是工業物聯網（IIoT）？
工業物聯網是指將連網的感測器、儀器、設備和電腦整合到工業流程和系統中，透過數據收集、交換與分析，以實現遠程監控、預測性維護、流程優化與自動化控制的網絡體系。它不僅是「連接設備」，更是透過數據驅動決策，創造新的商業模式與價值。
IIoT 與消費級物聯網的主要區別
| 特性 | 工業物聯網 (IIoT) | 消費級物聯網 (IoT) |
|---|---|---|
| 核心目標 | 提升運營效率、確保安全、降低成本、創造B2B價值 | 提供個人便利、娛樂、提升生活品質（B2C） |
| 環境要求 | 極端環境（高溫、高濕、震動）、高可靠性與穩定性 | 一般家庭或辦公室環境 |
| 安全性 | 極度重要，關乎生產停擺與工安事故，要求極高 | 重要，主要關乎個人隱私 |
| 通訊協議 | 多樣化，常見 Modbus, OPC UA, PROFINET, MQTT | 以 Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee 為主 |
| 數據處理 | 即時性與低延遲要求極高，需進行複雜的邊緣計算 | 對即時性要求相對寬鬆 |
工業物聯網系統的核心架構
- 設備與感知層（邊緣層）
- 組成： 工業感測器（溫度、壓力、振動）、PLC（可程式邏輯控制器）、工業電腦（IPC）、CNC機床、機器手臂、RFID讀取器等。
- 功能： 從物理世界採集數據（如設備轉速、能耗、良率）並執行控制指令。
- 網絡與連接層
- 功能： 將邊緣設備的數據安全、可靠地傳輸到雲端或本地數據中心。
- 有線技術： 乙太網（Ethernet）、光纖。
- 無線技術： 5G（提供超高可靠低延遲通訊，適用於AGV小車、AR遠程維修）、Wi-Fi 6、LoRaWAN（適用於遠距離、低功耗的設備監控）。
- 平台層（雲端/本地數據中心）
- 功能： 系統的「大腦」，負責數據匯聚、管理、分析與應用支持。
- 工業物聯網平台（IIoT Platform）： 如 AWS IoT SiteWise、Microsoft Azure IoT、Siemens MindSphere、由你創科技的自研平台。
- 核心能力：
- 設備管理： 大規模設備的接入、認證與OTA遠程更新。
- 數據庫： 使用時序數據庫（Time-Series Database）高效存儲海量傳感器數據。
- 數據分析與AI： 進行機器學習（ML），實現預測性維護、質量分析、產線優化等。
- 數字孿生（Digital Twin）： 創建物理實體的虛擬映射，用於模擬、分析和遠程診斷。
- 應用與服務層
- 功能： 將數據洞察轉化為可操作的應用，為不同角色的用戶提供價值。
- 常見應用：
- SCADA/HMI系統： 監控與數據採集系統，提供可視化的人機界面。
- 預測性維護（PdM）： 分析設備振動、溫度數據，預測潛在故障，在問題發生前安排維修。
- 資產追踪： 實時監控工廠內物料、半成品、工具的位置與狀態。
- 能源管理： 精細化監控能耗，發現節能機會。
- 品質管控： 利用視覺檢測AI或生產參數分析，實時發現產品缺陷。
工業物聯網的主要應用場景
- 智能工廠： 實現生產線柔性化、透明化，優化生產排程，提升整體設備效率（OEE）。
- 預測性維護： 避免無預警停機，大幅降低維護成本。
- 智慧能源： 對電網、風力發電機、石油管道進行遠程監控與優化。
- 智慧物流與倉儲： 透過AGV小車、無人叉車和智能貨架，實現倉儲自動化。
- 智慧城市基礎設施： 智能電網、智慧路燈、橋樑結構健康監測。
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