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物聯網(IoT)就是將裝置,連線到一起工作的網路。 此前,設計從整體機器轉變為分段機器。 換句話說,物聯網就是微處理和將較大的系統,拆分為各種較小的系統。 透過這樣做,管理網路、升級和維護網路變得更加容易。
在製造業中,工業物聯網(IIoT)很重要,原因有很多。 物聯網分析是最重要的之一。 製造商需要資料來了解他們的效能狀態,以及是什麼讓他們變慢了。 從那裡,他們可以做出決定來提高業務效率。 這個過程甚至可以透過將 IIoT 系統與人工智慧相結合來實現自動化。
然而,仔細考慮 IIoT 技術如何應用於你的業務很重要。 以新的和創新的方式,將技術結合在一起,是保持企業競爭力的最佳方法之一。 重要的是要考慮今年 2025 年,現有的製造物聯網趨勢,以瞭解這些技術究竟如何使你受益。
趨勢#1:連線技術
物聯網技術在製造業中,最大的瓶頸之一是頻寬。 網路中的所有這些裝置一次可以交換多少資料? 一次可以通訊的資料越多,這些系統在替代設定中就越快、越高效。 網路速度對於即時應用程式和邊緣運算的成功非常重要。 然而,如果資料不需要以最快的速度進行通訊,那麼可能不需要極高的頻寬。 評估你的製造業務需求很重要,這樣您才能選擇最佳選項。
有線 IIOT 解決方案
對於最一致和最快的解決方案,有線 IIoT 連線,是希望將多個物聯網裝置,連線到網路的製造商的最佳選擇。 這些使用 EtherCAT、乙太網/IP 和 Profinet 協議。USB 連線的速度和範圍有限,因此通常使用類別電纜來擴充其範圍。 在更遠的情況下,光纖電纜可用於連線相距數英里的工業設施。
有線解決方案比無線技術更成熟,具有經過驗證的可靠性和抗噪性。 然而,這些連線最大的缺點是實體組件。 佈線會佔用空間,有環境限制,而且設定更耗時。 有線連線也增加了布線的附加成本。
無線物聯網解決方案
為了多功能性和易於設定,無線連線要有效得多。 雖然無線連線本質上容易受到不一致的影響,但根據使用的無線連線類型,可以減輕這種情況。 在 2025 年,有幾種技術正在使用並正在興起製造 IIoT 系統:
連線類型 | 頻率 | 範圍 |
藍牙 | 2.4千兆赫 | 10米(30英尺) |
無線網路 | 5千兆赫 | 室內57.9米(190英尺) |
齊格比 | 2.4千兆赫 | 10-100米(32.8-328英尺) |
藍牙低功耗是一項比 Wi-Fi 和 Zigbee 更有效率的技術。 對於行動式和電池供電的裝置來說,這是一個不錯的選擇。 然而,由於能源限制,一次可以傳輸的資料更少。 它也受到藍牙和老式 Wi-Fi 網路,可能使用的 2.4 GHz 範圍內的干擾,影響了裝置的工作方式。
Zigbee 是一種替代連線類型,最適合低資料吞吐量的電池供電感測器。 這依賴於連線多個路徑的節點。 需要一箇中央樞紐協調員,這增加了系統的複雜性。
Wi-Fi 對工廠的機器感測器具有更大的潛力。 藉助 5 GHz 接入點,這些點可以為 190 英尺外的裝置提供高速連線。 為了提供最大的覆蓋範圍,多個信標可以分佈在整個工廠生產線。 這可能是支援固定位置電纜供電的 IIoT 感測器的最佳方式。 由於不需要額外的通訊佈線,因此可以監控機械的 IIoT 感測器的設定很簡單。 高速 Wi-Fi 連線是 2025 年工廠工業物聯網應用的最佳解決方案之一。
趨勢#2:預測性維護和分析
製造中心的故障成本極高。 透過人工智慧提供的預測性維護,組織可以節省數百萬美元。 然而,如果沒有關於它們正在評估的機器的高品質資料,工業機器學習演算法就無法發揮作用。 工業物聯網感測器,可以透過機器網路收集資料。 然後,這些資料可用於辨識哪些機器,需要先發制人地安排維護,以及何時進行維護。
這些感測器還可以測量機器的溫度、振動和用電量,以估計未來的潛在故障點。
趨勢#3:自動化品質量保證
多虧了工業物聯網網路,品質保證監控可以遠端和自動完成。 這可以大大提高製造業企業的生產力和效率。 可以傳送即時警報,以便更快地反應處理意外機器故障,和其他中斷等問題。 透過 IIoT 裝置的即時影像連線,也支援自動目視檢查等人工智慧工作。 這使得人工智慧能夠檢測缺陷,並在發貨前將其從裝配線上移走。如果沒有物聯網感測器和攝影機,來關注和傾聽決策過程,人工智慧驅動的視覺檢查解決方案是不可能的。
趨勢#4:邊緣運算
邊緣運算是工業物聯網技術領域,最有趣的趨勢之一。 許多行業和企業已經轉向,將處理從本地裝置解除安裝,到為它們進行資料處理的遙遠的伺服器。 雖然這減少了手機或個人電腦等本地裝置必須做的處理量,但當涉及到時間和頻寬時,成本很高。 邊緣運算的目標恰恰相反,儘可能保持接近「邊緣」的處理。
在製造環境中,工廠本地邊緣網路中的幾個裝置可以處理處理,而無需將資料傳送到其他地方進行處理。 這不僅更快、更有效率,而且本質上也更安全。 由於資料永遠不會離開工廠,因此沒有被第三方攔截或恢復的風險。
前瞻性的工業公司透過將邊緣運算和人工智慧,融合到邊緣人工智慧中來利用新機會。Edge AI 概念,允許在物聯網網路邊緣的使用者,附近而不是雲中進行 AI 計算。 這有助於為工業流程帶來即時智慧,提高隱私和加強網路安全,同時降低成本並確保製造流程的持續改進。
趨勢#5:位置追蹤
位置追蹤在製造業有各種應用,所有這些都依賴於工業物聯網技術。 雖然眾所皆知,全球定位系統在大多數戶外環境中都非常有效,但室內定位系統和有全球定位系統干擾的地區,如有高層建築的密集城市,可能更具挑戰性。 戶外解決方案通常屬於物流領域,但室內解決方案屬於製造領域。
即時定位系統(RTLS)基於無線技術,如 Wi-Fi、BLE 信標、UWB 和 RFID。 他們可以幫助確定產品在工廠生產線的位置,從而監控產品從生產過程的開始到結束的進度。 這不僅有助於驗證品質保證,還可以提供額外的資料,來支援數位孿生應用程式。
趨勢#6:能源最佳化
你可能在某個時候徘徊在一個黑暗的房間裡,只是因為燈自己亮了。 起初可能看起來不像,但我們可以從運動感應燈開關中學到很多東西。 他們的目標不僅僅是讓我們更容易開燈。 他們的基本目標是,如果房間不使用,燈就會自己關。 進入工業物聯網的地方是能源最佳化的概念。 我們可以最佳化工廠的燈光,但我們如何最佳化其他裝置的能源消耗?
能源最佳化可以透過各種方式實現,包括密切關注溫度控制系統、工業機械等。EIA 的一份報告顯示,2020 年,美國能源總消耗的 33% 可以歸因於製造業。 能源最佳化不僅對環境更好,而且可以大大節省成本。
透過使用 IIoT 能源最佳化感測器,來監控工廠中裝置,和機器的電氣狀態和使用情況,操作員可以微調過程,並自動最佳化各種裝置的能源使用情況。 然而,這只是拼圖的一塊。 建立更環保的製造流程,將需要的不僅僅是物聯網感測器和電氣資料處理。
物聯網在製造業的未來
歸根究底,工業物聯網的未來取決於許多因素。 由於去年開始的晶片短缺,這仍然困擾著市場,企業能夠以更實惠的價格出售的裝置數量受到限制。 彭博社報導說,隨著最近入侵烏克蘭,對俄羅斯的制裁加劇,短缺將加劇。
然而,這並不意味著 IIoT 裝置無法獲得和實施,現有系統也可以改進。 在混亂時期,創新極其重要。 儘管晶片短缺正在給市場擴張帶來壓力,但那些能夠解決現有硬體和資源問題的人,將在剩餘的短缺過程中保持競爭力。 短缺結束後,這些企業將繼續蓬勃發展,從而獲得更多收益。
擁有一個瞭解你對創新和成功的需求,和願景的軟體開發團隊,對於實現你的目標非常重要。
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