6大工业物联网趋势

“物联网（IoT）的核心是将设备连接到可协同工作的网络中。这是设计从单体机器向分段机器转变的结果。换句话说，物联网的核心是微处理，将较大的系统分割成各种较小的系统。这样一来，网络管理、升级和维护就变得更加容易。

在制造业中，工业物联网（IIoT）之所以重要，原因有很多。其中最重要的是物联网分析。制造商需要数据来了解其性能状况，以及是什么因素导致其性能下降。由此，他们可以做出决策，提高业务效率。通过将 IIoT 系统与人工智能相结合，这一过程甚至可以实现自动化。

不过，重要的是要仔细考虑 IIoT 技术如何应用于您的业务。以创新的方式将各种技术结合在一起，是企业保持竞争力的最佳途径之一。重要的是要考虑到 2024 年今年现有的制造业物联网趋势，以便了解这些技术究竟能如何使您受益。

趋势一、互联技术

制造业物联网技术的最大瓶颈之一是带宽。网络中的所有这些设备一次能交换多少数据？可同时传输的数据越多，这些系统在替代设置中的速度就越快，效率就越高。网络速度对于实时应用和边缘计算的成功至关重要。但是，如果不需要以最快的速度传输数据，则可能不需要极高的带宽。重要的是要评估制造企业的需求，以便选择最佳方案。

01、有线IIOT解决方案

对于希望将多个物联网设备连接到网络中的制造商来说，有线 IIoT 连接是最稳定、最快速的解决方案的最佳选择。它们使用 EtherCAT、Ethernet/IP 和 Profinet 协议。USB 连接的速度和范围有限，因此通常使用类别电缆来扩展其范围。在距离更远的情况下，光纤电缆可用于连接相距数英里的工业设施。

与无线技术相比，有线解决方案更为成熟，具有公认的可靠性和抗噪能力。不过，这些连接的最大缺点是物理组件。布线可能会占用空间，受到环境限制，而且布线比较费时。有线连接还会增加布线成本。

02、无线IIOT解决方案

就多功能性和易于设置而言，无线连接要有效得多。虽然无线连接本身容易出现不一致的情况，但根据所使用的无线连接类型，这种情况可以得到缓解。2024 年，在制造 IIoT 系统中，有几种技术正在使用和兴起：

蓝牙低功耗是一种比 Wi-Fi 和 Zigbee 更高效的技术。它是便携式电池供电设备的最佳选择。不过，由于能量限制，一次传输的数据较少。此外，蓝牙和老式 Wi-Fi 网络可能会在 2.4 GHz 范围内受到干扰，从而影响设备的工作。

Zigbee 是另一种连接类型，最适合数据吞吐量较低的电池供电传感器。它依赖于多个路径互连的节点。需要一个中央枢纽协调器，这增加了系统的复杂性。

对于工厂中的机器传感器来说，Wi-Fi 具有更大的潜力。通过 5 GHz 接入点，这些接入点可以为 190 英尺以外的设备提供高速连接。为了提供最大的覆盖范围，可以在整个工厂车间布设多个信标。这可能是支持固定位置电缆供电的 IIoT 传感器的最佳方式。由于不需要额外的通信布线，因此可以简单地设置 IIoT 传感器来监控机器。高速 Wi-Fi 连接是 2024 年工厂工业物联网应用的最佳解决方案之一。

趋势二、预测性维护和分析

制造中心的故障成本极其高昂。利用人工智能提供的预测性维护，企业可以节省数百万美元。然而，如果没有评估机器的高质量数据，工业机器学习算法就无法发挥作用。工业物联网传感器可以收集整个机器网络的数据。这些数据可用于确定哪些机器需要预先安排维护，以及何时需要维护。

这些传感器还可以测量机器的温度、振动和用电量，以估计未来潜在的故障点。

趋势三、自动化质量保证

借助工业物联网网络，质量保证监控可以远程自动完成。这可以大大提高制造企业的生产力和效率。可以发送实时警报，以便更迅速地应对机器意外故障和其他中断等问题。通过 IIoT 设备进行实时视频连接还可支持人工智能工作，如自动视觉检测。这样，人工智能就能检测出缺陷，并在缺陷被运走之前将其从装配线上清除。如果没有物联网传感器和摄像头为决策过程提供耳目，人工智能驱动的视觉检测解决方案就不可能实现。

趋势四、边缘计算

工业物联网技术领域最有趣的趋势之一是边缘计算。许多行业和企业已转向将本地设备的处理工作卸载到远处的服务器上，由服务器代为进行数据处理。虽然这减少了手机或个人电脑等本地设备的处理量，但在时间和带宽方面成本高昂。边缘计算的目标恰恰相反，即尽可能将处理工作放在 "边缘"。

在制造业中，工厂本地边缘网络中的几台设备可以处理数据，而无需将数据发送到其他地方进行处理。这样不仅速度更快、效率更高，而且本质上也更安全。由于数据从未离开工厂，因此不存在被第三方拦截或恢复的风险。

具有前瞻性的工业公司通过将边缘计算和人工智能融合为边缘人工智能（Edge AI）来利用新的机遇。边缘人工智能概念允许人工智能计算在物联网网络边缘的用户附近完成，而不是在云端。这有助于为工业流程带来实时智能、提高隐私保护和加强网络安全，同时降低成本并确保生产流程的持续改进。

趋势五、位置跟踪

位置跟踪在制造业中有多种应用，所有这些应用都依赖于工业物联网技术。众所周知，GPS 在大多数室外环境中都非常有效，但在室内定位系统和有 GPS 干扰的区域（如高楼林立的密集城市），使用 GPS 则更具挑战性。室外解决方案通常属于物流领域，而室内解决方案则属于制造领域。

实时定位系统（RTLS）基于无线技术，如 Wi-Fi、BLE 信标、UWB 和 RFID。它们可以帮助识别产品在工厂车间的位置，从而监控产品在生产过程中从头到尾的进展情况。这不仅有助于验证质量保证，还能为数字双胞胎应用提供额外的数据支持。

趋势六、能源优化

你可能曾在某个时候走进一间黑暗的房间，却发现灯自己打开了。也许一开始看起来不是这样，但我们可以从动作感应电灯开关中学到很多东西。它们的目标不仅仅是让我们更容易开灯。它们的根本目标是，如果房间里没有人，灯就会自动关闭。这与工业物联网的交叉点是能源优化的概念。我们可以优化工厂的照明，但如何优化其他设备的能耗呢？

能源优化可以通过多种方式实现，包括密切关注温度控制系统、工业机器等。EIA 的一份报告显示，到 2020 年，美国总能耗的 33% 可归因于制造业。能源优化不仅对环境更有利，还能显著节约成本。

通过使用 IIoT 能源优化传感器来监控工厂中设备和机器的电气状态和使用情况，操作员可以对流程进行微调，并自动优化各种设备的能源使用情况。然而，这只是拼图的一部分。要创建更环保的制造流程，需要的远不止物联网传感器和电气数据处理。

制造业物联网的未来

工业物联网的未来最终取决于多种因素。去年开始出现的芯片短缺问题至今仍困扰着市场，这限制了企业以更实惠的价格生产设备的数量。

在混乱时期，创新极为重要。虽然芯片短缺使市场扩张变得紧张，但那些能够利用现有硬件和资源解决问题的企业将在芯片短缺的剩余时间内保持竞争力。芯片短缺结束后，这些企业也将继续蓬勃发展，从而获得更多收益。