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PCB板之5G、邊緣計算和物聯(lián)網(wǎng)的未來是工業(yè)4.0的關(guān)鍵推動因素
發(fā)布時間：2020-08-29 閱讀量：2778
物聯(lián)網(wǎng)（IOT）將對幾乎所有行業(yè)產(chǎn)生影響，但對制造業(yè)影響最大。事實上，物聯(lián)網(wǎng)具有將傳統(tǒng)線性系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)互聯(lián)系統(tǒng)的潛力，可能是工廠和其他設(shè)施變革的最大推動力。
與其他行業(yè)一樣，制造業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）努力通過無線連接和支持它的技術(shù)得以實現(xiàn)。今天，物聯(lián)網(wǎng)依賴于低功耗和遠距離，窄帶（NB）標準解決了這一問題。PCB板小編了解到，NB連接可以支持許多物聯(lián)網(wǎng)用例，包括事件檢測器、智能垃圾箱和智能計量。工業(yè)應用包括資產(chǎn)跟蹤、物流跟蹤、機器監(jiān)控等。
但隨著全國范圍內(nèi)5G連接的繼續(xù)建設(shè)，全新水平的速度、效率和性能將有助于解鎖新的物聯(lián)網(wǎng)使用案例。
5G將用于更高的數(shù)據(jù)速率傳輸和超低延遲需求。事實上，BloorResearch的一份2020年報告指出，5G、邊緣計算和物聯(lián)網(wǎng)的未來是工業(yè)4.0的關(guān)鍵推動因素。
例如，根據(jù)MarketsandMarkets的一份報告，IIoT市場預計將從2019年的688億美元增長到2024年的982億美元。預計推動IIoT市場的主要因素有哪些？更先進的半導體和電子設(shè)備，以及云計算平臺的更多使用——這兩者都將被5G時代所推動。
另一方面，根據(jù)BloorResearch的報告，如果沒有5G，實現(xiàn)工業(yè)4.0將存在巨大的網(wǎng)絡(luò)缺口——不僅在為數(shù)十億的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供連接，而且在傳輸和處理將產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)方面。
挑戰(zhàn)不僅僅是帶寬。不同的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將有不同的網(wǎng)絡(luò)需求。一些設(shè)備將要求絕對的可靠性，其中低延遲至關(guān)重要，而其他用例將看到網(wǎng)絡(luò)必須應對比我們之前看到的更高的連接設(shè)備的密度。
例如，在一個生產(chǎn)工廠中，有一天簡單的傳感器可能會收集和存儲數(shù)據(jù)，并與包含應用程序邏輯的網(wǎng)關(guān)設(shè)備通信。在其他情況下，物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)可能需要通過5G協(xié)議從傳感器、RFID標簽、跟蹤設(shè)備甚至更大范圍的移動電話實時收集。
一句話：未來的5G網(wǎng)絡(luò)將有助于在制造業(yè)實現(xiàn)大量物聯(lián)網(wǎng)和IIoT使用案例和收益。展望未來，如果您看到這五個用例隨著當前正在建設(shè)的多頻譜5G網(wǎng)絡(luò)的強大、可靠的連接以及兼容設(shè)備的引入而轉(zhuǎn)變，請不要驚訝。
生產(chǎn)資產(chǎn)的可見性
通過IoT/IIoT，制造商可以連接工廠和倉庫中的生產(chǎn)設(shè)備和其他機器、工具和資產(chǎn)，為經(jīng)理和工程師提供對生產(chǎn)運營和可能出現(xiàn)的任何問題的更多可見性。
資產(chǎn)跟蹤是物聯(lián)網(wǎng)的一項關(guān)鍵功能，它可以方便地定位和監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)施的關(guān)鍵組件。即將到來的是，公司將能夠利用智能傳感器自動跟蹤零件在裝配過程中的移動。通過將操作人員使用的工具與生產(chǎn)中使用的任何機器連接起來，工廠經(jīng)理可以獲得生產(chǎn)產(chǎn)量的實時視圖。
制造商可以利用工廠內(nèi)這些更高級別的可見性，通過使用儀表盤和最新的物聯(lián)網(wǎng)生成的數(shù)據(jù)，快速識別和解決瓶頸，幫助實現(xiàn)更快、更高質(zhì)量的生產(chǎn)。
預測性維護
確保工廠設(shè)備和其他資產(chǎn)處于良好的工作狀態(tài)是制造商的首要任務(wù)。一個故障會導致生產(chǎn)的嚴重延誤，而這反過來又會導致意外的設(shè)備維修或更換的嚴重損失，以及由于延遲甚至取消訂單而令客戶不滿。保持機器的運轉(zhuǎn)可以顯著降低運營費用，使生產(chǎn)過程更加順暢。
通過在整個工廠的機器上部署無線傳感器，然后將這些傳感器連接到互聯(lián)網(wǎng)上，管理人員就能夠在某個設(shè)備實際發(fā)生故障之前就發(fā)現(xiàn)它何時開始出現(xiàn)故障。
由無線技術(shù)支持的新興物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可以感知設(shè)備中的警告信號，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給維護人員，以便他們能夠主動維修設(shè)備，從而避免重大延誤和成本。此外，電路板廠認為，制造商還可以從中受益，例如潛在的更安全的工廠環(huán)境和更長的設(shè)備使用壽命。
提高產(chǎn)品質(zhì)量
想象一下，在整個制造周期內(nèi)，通過環(huán)境傳感器發(fā)送高質(zhì)量關(guān)鍵條件的數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品進行連續(xù)監(jiān)控，可以幫助制造商制造出質(zhì)量更好的產(chǎn)品。
當達到質(zhì)量閾值或空氣溫度或濕度等條件不適合生產(chǎn)食品或藥品時，傳感器可以向車間主管發(fā)出警報。
供應鏈管理與優(yōu)化
對于制造商來說，供應鏈正變得越來越復雜，尤其是當他們開始在全球擴張業(yè)務(wù)時。新興的物聯(lián)網(wǎng)使公司能夠監(jiān)控整個供應鏈上的事件，通過跟蹤卡車、集裝箱甚至單個產(chǎn)品等資產(chǎn)，提供對實時數(shù)據(jù)的訪問。
制造商可以使用傳感器來跟蹤和監(jiān)控庫存，因為它們在供應鏈中從一個位置移動到另一個位置。這包括生產(chǎn)產(chǎn)品所需的供應品的運輸，以及成品的交付。制造商可以提高對產(chǎn)品庫存的可見性，以提供更準確的材料可用性和向客戶發(fā)運產(chǎn)品的時間表。對數(shù)據(jù)的分析還可以幫助公司通過發(fā)現(xiàn)問題區(qū)域來改善物流。
數(shù)字孿生
物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)將使制造商有可能創(chuàng)建數(shù)字孿生——物理設(shè)備或產(chǎn)品的虛擬副本，制造商可以在實際構(gòu)建和部署設(shè)備之前使用這些虛擬副本來運行模擬。由于物聯(lián)網(wǎng)提供的實時數(shù)據(jù)流源源不斷，制造商可以創(chuàng)造一個基本上任何類型產(chǎn)品的數(shù)字孿生體，這將使他們能夠更快地發(fā)現(xiàn)缺陷并更準確地預測結(jié)果。
這可能會帶來更高質(zhì)量的產(chǎn)品，還會降低成本，因為產(chǎn)品一旦發(fā)運就不必召回。電路板小編獲悉，從數(shù)字復制品中收集的數(shù)據(jù)可以讓管理人員分析系統(tǒng)在現(xiàn)場各種條件下的工作情況。
隨著一系列潛在的應用，這五個潛在的用例中的每一個都可以徹底改變制造業(yè)。為了實現(xiàn)工業(yè)4.0的全部承諾，制造業(yè)的技術(shù)領(lǐng)導者需要了解物聯(lián)網(wǎng)將帶來的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，以及5G的未來如何應對這些挑戰(zhàn)。