哈挺机床全球系统架构师：数控机床物联网解决方案剖析

作者： Martin Nobs 哈挺(HARDINGE)全球系统架构师

对于所有新技术，采用速度比行业专家期许的要慢。但这对于工业4.0的支持技术之一的物联网（IoT），无疑是正确的。在制造业中，物联网也称为工业物联网（IIoT），它有望改变行业范式。

我们今天的熟悉工作方式可能会因此而发生翻天覆地的变化，这无疑将令所有人恐慌和畏惧。对于制造商来说，在做出重大改变之前要谨慎，直到有可靠的用例为止。那一天正在到来。

许多早期采用者正在从实施IIoT技术中收获智能工厂的好处。贝恩公司的研究表明，物联网(IIoT)的工业部分-包括制造、基础设施、建筑和公用事业领域的软件、硬件和系统解决方案-继续快速增长，到2021年规模可能翻一番，超过2000亿美元。

工业4.0与IIoT的连接

工业4.0不仅仅是一个营销术语。它是一系列技术的集合，给制造业带来了翻天覆地的变化。根据管理咨询公司BCG的说法，工业4.0是一种进化，它允许跨机器收集和分析数据，从而实现更快，更灵活，更高效的流程，从而以更低的成本生产更高质量的产品。

在接下来的十年中，数字制造技术将使公司能够连接实物资产并在整个价值链中创建数据流，这些数据流将链接产品生命周期的各个阶段，从设计，采购，生产到分销，销售点，和最终用户。

工业4.0的支持技术之一是IIoT，它是一组技术的集合，包括传感器，软件，网络，云计算和分析。这些元素的结合使每台机器都变得智能。

IIoT的工作原理

每个IIoT解决方案包括以下五个基本功能：

数据采集：数据采集的主要形式是通过传感器。传感器持续监控和收集有关能源使用以及环境和操作条件(如温度、振动、完成时间、停机时间等)的数据。传感器最终将嵌入到数控机械中，并成为标准产品的一部分。

对于今天想要利用工业互联网（IIoT）优势的公司来说，采购新的带传感器的设备取代所有现有的机器不是一个明智的选择。一种低成本的替代方案是用外部设备改造机器，使其与IIoT兼容。这些设备固定在设备上，包含传感器、连接和控制。

连接性：传感器和改造设备使用硬连线或无线信号连接到网络。无线安装消除了与专用布线相关的成本和复杂性，并允许将机器放置在布线受限或成本过高而无法实施的区域。

IIoT中使用的常见无线协议有蜂窝数据、WiFi、近场通讯(NFC)、Zigbee和蓝牙(低功耗)。选择使用哪种协议取决于多种因素，包括环境、距离、位置、IIoT平台等。

边缘计算：从机器收集的海量数据会给网络带来压力。在设备上预处理数据并只将有价值的数据发送到云中进行存储要高效得多。网络管理器（也称为网关或路由器）是一种软件和硬件设备，位于IIoT网络的边缘，并且位于工厂和Internet /云之间。它是工厂和云平台之间的连接点。

控制网络管理器/网关的软件执行多种功能。它会汇总和预处理从传感器和IIoT设备收集的数据，然后再将其发送到云进行存储和在IIoT应用中使用。它还从IIoT应用程序接收数据和指令，这些数据和指令被传递回IIoT设备，这些设备可以触发机器中的某些类型的操作，例如将其关闭。

云数据处理和存储：需要存储数据，以便在IIoT应用中使用。制造商使用这些数据来揭示机器操作中的模式。例如，也许每天下午2点。某些机器会出现振动，或者生产出现无法解释的停顿。一旦发现了这一趋势，就可以找出根本原因，并采取行动加以纠正。

IIoT应用程序：远程监控和预测性维护等应用程序分析收集的数据，并以仪表板格式显示结果。仪表板是主要的用户界面，它提供了一种理解复杂数据的简单方法。它以图形或用户友好的方式显示关键性能指标(KPI)，如效率/低效和其他指标。它提供了关于机器操作的见解，以指导未来的决策。

现在是学习更多有关IIoT并了解利用实施智能技术所带来的好处所需的投资的好时机。IIoT将提高CNC机床的效率，帮助减少浪费和降低成本。通过预测性维护，还可以减少停机时间。效率的提高和停机时间的减少转化为更多的盈利能力。

关于作者

马丁·诺布斯:Martin Nobs是哈挺(Hardinger Inc.)的全球系统架构师，该公司是先进金属切削解决方案的国际提供商，包括CNC车床、铣床和磨床，以及工件夹具和机床附件。