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工业4.0背景下,无线网络和信息化在工厂环境中的思考

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-07-11  来源:头条号/爱学习的程序员  浏览次数:50
       信息化的主要组成部分有数字化,计算,控制,网络等。信息化的程度依赖于信息化的成本,收益,信息化实施的能力和信息化使用的能力。

比如从ERP系统为例来说,ERP关系到企业的订单、财务、人事、客户关系等,直接影响企业的财务管理,收益比较高,ERP系统又在行业里大量应用,具备良好的实施能力,多年的ERP产业发展,也具备较为成熟的产品形态,也因此具备可接受的引入成本,同时ERP的使用者往往属于工厂、企业的管理人员,具备较高的素质,有足够的能力来使用ERP系统。从网络的角度看,ERP系统可以主要通过有线网络和WIFI实施。运行的环境也接近于常见的IT系统。

如果看MES系统,它对接的生产制造环节,问题领域更加复杂,生产制造不像财务等方面标准化程度高,概念模型化程度高,它的运行环境需要更多的依赖于各种PLC控制的自动化设备,其实还需要大量没有数字化、计算化、连入网络的部分配合。而MES系统涉及的生产环节,很多操作人员的基本素质根据行业不同差异性较大,总体上信息化能力不如ERP环节的人员。因为MES系统非标的特点很显著,难以形成规模化效应显著降低成本。

一些信息化技术,比如平板电脑,因为可以触屏操作,又和智能手机的操作方式接近,可以降低信息化使用的能力要求,对各个工位进行信息化提供了良好的条件。AR/VR等技术也可以起到类似作用。

无线网络可以使设备联网摆脱线缆的约束,使得联网更加简单,布局更灵活。对于AGV小车、叉车等移动物体,还需要一定的移动性能力要求,wifi之类的无线宽带技术 存在一定的性能问题。

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NB-IoT之类的蜂窝物联网有哪些特点和问题呢?

无线、超低能耗、超大容量:NB-IoT和loRa比,有哪些竞争优势和问题呢?

·NB-IoT是运营商主导的网络,运营在授权频段上,LoRa运营在开放频段上,可以由企业自主建设。这里比拼的运营商网络和企业网络的特点。

·运营商的网络,质量好,覆盖广,这是优点,费用相对高,这是缺点。数据必须通过运营商网络,网络和应用对运营商依赖较强,一方面是优点,可以使用运营商一揽子打包的网络服务和后台的云端服务,缺点是失去了一定的独立掌控权,和某些方面业务的灵活度。

·另一方面,如果借鉴wifi经验的话,在开放频段上的方案,生态系统往往是企业、行业客户的生态链,能够提供更多、更灵活的业务方案,反馈也更加及时,对企业的生产、业务也会提供更灵活的支持。反之,运营商网络的生态系统对于企业和行业客户的理解要薄弱很多。这背后的生态系统是很重要的考量点。这可能是蜂窝物联网在行业应用中最大的问题。

·覆盖广觉得是蜂窝物联网的优势,kindle的AT&T方案,移动POS机,这些应用要使用蜂窝网络,就是因为覆盖广和网络质量好。如果企业生产的洗衣机、冰箱、空调,销往全国,需要联网,又不需要用户配置的话,蜂窝物联网可以充分利用运营商网络的全国网络,甚至漫游的全球网络,这是开放频段技术无法提供的。

超低能耗,带来的优势是可以把无源设备接入网络,只要电池供电就可以。这个技术也一定程度上面临着无线供电技术的挑战,在工厂这样环境中,有些场景,电源可能并不远,只需要解决最后1米的供电就可以。

·eMTC的VoLTE功能,如果不考虑和公网的电话连接,voLTE是成本高、复杂,而且不灵活的语音服务。在企业环境下,有很高、更便宜,更灵活,对业务支持更贴近的VoIP方案。

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5G网络的应用

·移动性和可靠的网络质量是另外一类,比如AGV小车,需要移动性的支持,在穿越仓库等遮拦物的时候,也需要有着可靠的网络质量。

·5G网络声称的低延迟,高可靠性,是由运营商来运营和保障的,除了问题,该如何处理?这和企业自建开放频段的网络有很大不同。

·企业自建网络,网络属于企业,由供应商建设和维护,如果出了问题,或者网络问题带来的影响,这是企业供应链管理的问题。

·如果使用运营商网络,在高实时,高可靠性、高风险环境下出了问题,该如何分清责任?汽车行业非常关心这个问题,在工业制造领域,这个问题或许没有汽车行业那么关注,但是在某些场景下,这也是个问题。

·把网络交给运营商,意味着企业失去了一定的控制力,运营商如何让企业放心

·把网络交给运营商,也意味着企业失去了灵活性,运营商如何能打造出一个对企业和行业友好的、具备丰富经验和能力的生态系统,能够在网络、信息系统、和企业业务之间更好的连接和服务。

如果综合来看,信息化的成本,收益,信息化实施的能力和信息化使用的能力,这些都需要整个生态系统的努力,尤其是最后给客户交付企业方案的合作伙伴。在这方面,WIFI,企业IP网这些行业的巨头和伙伴占据了先机。

现在大部分企业还在进行自动化改造,企业生产工艺、流程的改进主要靠工程师来完成。未来信息化、工业4.0进展到一定程度,软件开始掌管越来越多的控制,变化的部分会越来越多的通过软件来实现。软件会带来高度定制化、快速变更、灵活适应等新能力,同时工厂也需要越来越多的信息化人员,在软件领域进行的快速迭代,敏捷开发,DevOps(研发运维一体化),远程更新,灰度发布,软件即服务,微服务这些理念和实践都将会带入到工业制造领域,改变生产制造,改变生产和消费者的关系。

既懂工业,还懂信息化,又懂用户的人是行业发展所急需的。

 
关键词: 无线网络 信息化
 
 
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