从自动化理论看工业互联网——物联网

​在2018年底，曾经构思了系列文章从自动化理论看工业互联网，原计划写三部分内容：介绍自动化理论在日常生活中的应用（以第五项修炼介绍）、自动化理论在供应链管理中的应用、自动化理论在物联网中的应用。

但于2019年初加入SAP后，一直忙于学习SAP丰富的知识，这系列的文章就中断了，但一直还是想写一写我是如何利用自动化理论学物联网的。

自动化理论中，最重要的就是闭环控制，大部分内容讨论的是通过闭环控制，实现自动控制系统的稳定性。看一下闭环控制原理：

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在这个图中，被控对象是控制目标。而控制器、执行器和传感器都是为了实现被控对象能够达到控制目标。因而自动化原理中最核心的是 控制器 、 执行器 和 传感器 。

在拿一张物联网的架构图，我学习物联网的时候，最早用的是IBM的一张原理图：

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这张图中，物联网的架构中，包括感知与识别， 控制与管理，模型与分析。

其中感知与识别对应着 传感器 ，控制与管理对应着 执行器 ，模型与分析对应着 控制器 。

物联网的架构完全可以对应上控制原理的基本架构。

物联网的架构与自动控制原理有很多相似之处，但物联网相对于自动化设备要复杂：

1、早期自动化应用于设备处传感器、控制器、执行器都是控制单一设备，不需要识别被控设备。但是物联网系统管理的设备多，对设备管理时，需要识别设备，因而物联网需要有识别功能，可以是通过ID识别，也可以通过IP识别。

2、早期自动化都是本地执行有了DCS之后，才有集中管理，分散控制的，所以控制器相对简单。但是物联网需要将信息集中处理，大大增加了复杂度：需要网络支持，需要人工智能技术来实现控制功能，考虑多个设备之间的联动关系。所以物联网相对于自动化原理，复杂性大部分体现在控制器上。现在集中讨论的大数据、智能分析、人工智能、机器学习，通讯协议、通讯网络，所有的目标都是为了实现控制器的功能。

3、物联网在控制器人工智能、大数据分析等应用还不完善，可以直接控制设备非常少，现在物联网的执行器，还是通过事件触发，交由人来处理。因而物联网通过事件驱动的模式会比较普遍：如果未发生异常，不需要人来处理，发生异常会抛事件来让人处理。随着智能技术的发展控制器完善，执行器将越来越多的自动处理。

以上分享的自动化原理，都是早期控制单个设备的原理。自动化应用也在不断完善。比如发展出DCS系统：集散控制系统。其原理是集中管理，分散控制。

设备的控制，还是通过控制回路实现；但对控制设备的管理则集中到中控室，控制回路中的传感器信息上传到中控室，集中监控；对设备控制参数，也可以通过中控室来控制。

可以简单理解为： DCS系统是一个企业内使用的物联网简单系统 。如果将DCS管理的设备实现跨企业的集中管理，同时利用数据实现智能化，就是物联网系统。

在2013年参观陕鼓集团时，他们演示的旋转控制设备远程监控系统，是非常典型的物联网应用，陕鼓的这套系统，就是借鉴了DCS原理实现的。

本文是从自动控制原理看工业互联网系列的第六篇。

物联网 (IoT) 正在改变无数行业，建筑也不例外。

物联网的真正价值在于这些“事物”产生和收集的数据，找到利用这些数据的方法是该行业成功的关键，但许多建筑公司没有能力将数据转化为可 *** 作的结果。

根据 Dodge Data & Analytics 和 Triax 最近的一份报告，大约四分之三的承包商认为物联网驱动的安全和风险数据可以帮助控制工人的风险，大约一半的人认为它可以降低其他风险，例如与财产损失和建筑缺陷相关的风险。

为了使数据更易于访问，打破孤岛，并解决软件工具无法相互通信的问题，技术先进的公司也在转向基于云的项目管理平台。

物联网需要宽带才能实现 4K 视频传输、预测性维护、3D 映射、实时自动化、增强现实 (AR) 等。更大容量、更高速的数据传输将来自 5G 蜂窝网络。

5G 有三种主要模式。2019 年最广泛可用的模式是增强型移动宽带，是对 4G 的渐进式改进。一个有趣的 5G 变体是大规模机器类型通信 (mMTC)，它支持电池寿命长的低功耗设备——比如 GPS 设备、RFID 标签和用于监控混凝土固化的智能传感器。mMTC 的出现可以提高这些传感器的可靠性和可用性。

很快，使用无人机的公司数量将超过不使用无人机的公司。根据 JBKnowledge 的 2019 年建筑技术报告，2019 年有 43% 的公司在工地上使用了无人机，比前一年增加了 5%。

无人机在许多应用中的投资回报率正变得越来越清晰。无人机在现场勘察、进度监控、检查、体积分析、3D 模型生成等方面发挥着重要作用。一些公司正在向更具创新性的方向推动无人机的使用。例如，现在获得牵引力的是装有红外传感器以发现热泄漏的无人机。

虽然许多无人机都是通过远程控制 *** 作的，但建筑和工业部门开始越来越多地使用自主或半自主 *** 作的无人机。

由于人工智能 (AI)、相机和其他传感器的综合，新的物联网应用开始占据主导地位，包括自动监控。该技术旨在帮助公司提高安全性、安保性和合规性。

来自 INDUSAI 和 SmartVidio 等公司的工具使用机器学习和图像识别软件来搜索照片和视频——有时是实时的——目的是识别活跃工作场所的危险情况，例如工人没有佩戴适当的个人防护装备或以危险方式使用设备。

可穿戴设备的采用相对较慢，但正在加速发展。根据 USG Corporation 和美国商会发布的 2019 年第四季度商业建筑指数，接受调查的承包商中只有不到 6% 现在使用可穿戴设备，但 33% 预计在未来三年内使用它们。

成本通常是采用任何新技术的障碍，但在某些情况下，保险公司可以减轻负担。例如，为了帮助公司采用可穿戴设备，一些保险公司正在提供具有成本分摊功能的试点计划。毕竟，更安全的工地对每个人都是双赢的。

物联网在工业领域的应用有制造业供应链管理、质量控制、车间监控、数字孪生、库存管理。

1、供应链管理

物联网设备使用GPS来有效跟踪各种商品及其交付。利用物联网技术将传感器连接到产品上，使企业能够准确预测送货时间，并消除送货相关的问题。

此外，物联网增加了企业资源计划，以消除手工 *** 作文档的需求。企业资源计划使管理部门的跨渠道可视性成为可能，它帮助评估生产活动。

2、质量控制

机械、设置和性能的状态共同直接影响商品的质量，它们都可以通过制造商可以集成到物联网网络中的独特传感器进行跟踪。

物联网网络实时披露任何故障，使运营商能够采取适当的行动阻止质量下降，这可能会因制造有缺陷的产品而影响该行业的盈利能力。

3、车间监控

在物联网的帮助下，制造业可以访问、识别和规范制造执行过程，使该部门能够跟踪从开始到成品的生产过程。

物联网还有助于发现潜在的棘手情况、机器问题和可能造成损害的不当员工行为。物联网系统中的人工智能、尖端传感器和摄像头实现了所有这些。

4、数字孪生

产品的数字孪生是由于物联网而创建的。管理层可以利用它来收集产品数字孪生的数据，以评估其功效、效率和准确性。

此外，数字孪生还改进了资产管理和故障管理等流程，帮助行业预测基线完成情况，并在截止日期前有效完成生产。

5、库存管理

使用物联网技术可以简化和自动化库存跟踪。 *** 作人员可以远程跟踪每个库存项目的状态、位置和移动，这有助于缩短订购库存和发货之间的时间。

物联网与自动化专业密切相关、相辅相成，共同促进了信息化时代的来临。
所谓自动化，是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动的进行 *** 作或运行。广义地讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。而物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。物联网分为三个层次：感知层，网络层，应用层。之所以说它们二者息息相关，是因为物联网需要自动化作为坚强后盾，才能发挥它的作用。
物联网时代的到来，推动了自动化专业的发展，同时特为自动化带来新挑战：
1、资金和成本问题。实现物联网,首先必须在所有物品种嵌入电子标签等存储体,并需安装众多读取设备和庞大的信息处理系统,而这必然导致大量的资金投入。
2、、技术标准问题。物联网中非常重要的技术是射频识别技术(RFID),利用该技术,无需人的干预,通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享，而国际社会各公司都在使用自己的标准，因此需要设立标准。
3、产业化问题,物联网的产业化必然需芯片商、传感设备商、系统解决方案厂商、移动运营商等上下游厂商的通力配合,而在各方利益机制及商业模式尚未成型的背景下,物联网普及仍相当漫长。
4、物联网时代的到来，将为信息安全带来新的挑战。信息储存及安全难以保障,由网络世界延伸到物质世界物联网可以将洗衣机,电视,碎纸机,电灯,微波炉的等等家用电器连接成网,并能通过网络对这些东西进行远程 *** 作。这是一种便捷。但是,随之而来的是:安全威胁也由网络世界延伸到到物质世界。
信息产业经过多年的高速发展，经历了计算机、互联网与移动通信网两次浪潮，物联网被称为世界信息产业第三次浪潮，代表了下一代信息发展技术，被世界各国当作应对国际金融危机、振兴经济的重点技术领域。物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升，将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用，使人与物智慧对话，创造一个智慧的世界。

错误。
根据查询百度题库试题显示：自动化不属于物联网的基本特征。答案错误。自动化属于物联网的基本特征。
自动化（Automation）是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、 *** 纵控制，实现预期的目标的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。

虽然大家对物联网这个概念比较陌生，但是这些技术已经围绕在我们身边了，好比是交警的无线智能摄像头以及无线智能测速，物流里面的RFID技术，无线识别技术，又好比智能楼宇家居的智能中控系统（远程监控家电，人体智能识别等），又好比远程医疗，这些慢慢地普及于我们的生活里面，可以说，上个世纪是互联网带动全球的发展的第三次信息革命，那么第四次信息革命就是物联网了，而物联网在很大一部分应用时楼宇自动化，两者相互关联。
好了，回答这么多，这5分应该给我了吧^-^ !!!

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