Anritsu：拓展工业物联网IIoT在智能工厂的应用白皮书（8页）.pdf

1、拓展工业物联网（IIoT）在智能工厂的应用 无线技术的应用要点白皮书2 利用不断发展的工业物联网技术，打造更加智能化的工厂工业物联网（IIoT）通过将工业仪器和设备连接到网络，实现更加有效的管理和控制。目前，世界各国正积极部署，将工业物联网应用于多种场景中，包括制造工厂、电网和燃气网等工业设施，以及物流和运输行业等。根据美国调查公司 Polaris Market research 在 2022 年 11 月发布的一份调研报告显示，全球智能工厂市场在 2021 年其规模达到 794.1 亿美元。预计未来市场规模将以 10.46%的年复合增长率增长，到 2030 年将达到 1910.2 亿美元。（

2、图 1）图 1：智能工厂的市场规模（来源：Polaris Market Research 的分析）利用 IIoT 可以收集和整合各种设备和设施的状态数据和运行状况，实现统一的管理和控制，从而优化整个工厂。IIoT 的应用起初仅限于小规模和局部范围，但其应用范围和用途正在逐步扩大（图 2）。从最初的“局部工序”将扩展至“整个工厂或生产线”、“整个公司”甚至“整个供应链”。同时，应用层次也将经历下图四个主要阶段，逐步提升至更高层次。Small Start自主化自动化最优化可视化设备工厂公司供应链智能工厂的发展方向制造业数字化转型趋势Small Start图 2：IIoT 的应用从小规模开始，并沿着

3、两条发展轴扩展（DX：数字化转型）为了扩大智能工厂的应用范围和应用场景，有效地从设备和设施中采集数据的系统是不可或缺的。为了满足该需求，就需要用到无线物联网（IoT）。在需要收集数据的地方安装传感器，将数据收集方法无线化，从而更有效地推进智能化。本白皮书将探讨工厂智能化进程中无线 IoT 应用的优势、无线通信技术的发展动向、以及无线化所面临的挑战和相应解决方案。3IIoT 应用的优势IIoT（工业物联网）之所以开始被广泛应用，主要得益于以下几点优势：实现生产现场的可视化管理IIoT 能够整合现场设备、设施、工人、产品、零件、材料等的数字数据。通过分析此类数据，可以发现现场存在的问题。预防潜在故

4、障，避免生产线停工。实现多样化产品的最优生产针对多变的生产需求，IIoT 可以监控生产状态并调整设备设置，实现生产线自动调整，做到快速灵活地响应，提高生产效率。解决熟练工人短缺问题通过利用 IIoT，可以将熟练工程师通过五感感知到的信息以数字数据形式积累,并通过人工智能等手段进行建模，从而实现过去依赖个人经验的工作流程的自动化。实现自主化智能工厂通过利用 IIoT 对整个工厂的设备和设施进行运行控制，可以构建出一家自主化的智能工厂。这样的工厂能够全天候监控工厂内的所有设备，及时发现并响应任何异常。在生产过程中，即使生产相同的产品，生产条件也可能随着时间而发生变化，产品状态也可能发生变化。利用

5、IIoT 收集和分析设备的运行状态和已加工产品的检验结果，可以实现生产条件的自动调整，以适应这些变化。对可持续发展目标的贡献基于 IIoT 的电力管理系统的优势愈加显著，可监控耗电量、调整峰值用电量、并根据情况控制空调和照明设备、生产线和类似操作系统的运行。上述操作将有助于实现既定的可持续发展目标（SDG）。利用数字孪生技术数字孪生技术越来越受欢迎。该技术通过利 IIoT 采集物理空间的信息，虚拟地再现工厂。数字孪生技术可通过人工智能的数据分析和对未来的预测，以及利用增强现实（AR）/虚拟现实（VR）将虚拟空间可视化，虚拟地再现物理空间中的操作。可利用数字孪生技术模拟生产线和生产计划的变化，预

6、测问题，从而提高工厂的生产率。4 IIoT 无线化的必要性本节介绍工厂中使用的网络构成，以及无线通信技术正在扩展的领域及其引入的优势。引入无线技术的工业网络的领域工厂和工业厂房中的工业网络由以下部分组成（图 3）：现场网络：交换设备和设施的控制数据，以及来自检测状态、运行条件和其他变量的传感器数据。控制器间网络：将多台仪器/设备或生产线连接到监控整套设施的系统。信息网络：连接企业管理使用的信息系统和工厂，实现信息的互联互通。通常，现场网络会使用有线电缆连接设备和设施。然而，随着无线物联网技术的便利性日益显现，其应用实例正逐渐增多。正在引入无线物联网的领域PLCPLC设备和设施传感器等HMI工业