産業用モノのインターネットは、あらゆる種類の収集、制御センサまたはコントローラの感知および監視機能、およびモバイルCommunication、インテリジェント分析およびその他の技術を工業生産プロセスのすべての側面に統合し、製造効率を大幅に向上させ、製品品質を向上させ、製品コストと資源消費を削減し、最終的には伝統的な産業をインテリジェント化の新しい段階にアップグレードすることです。応用形態から、産業用モノのインターネットの応用は、リアルタイム性、自動化、組込み（ソフトウェア）、セキュリティ、および情報の相互接続性などの特徴を有する。

IIoTは、企業がより迅速かつより良い意思決定を行うのに役立つため、重要であり、それがもたらす変化は、多くの企業が進行中のデジタルトランスフォーメーションプロジェクトと密接に関連しています。

IIoTはコンシューマIoTと混同されるべきではありませんが、コンシューマIoTのコア哲学はIIoTと基本的に同じです。センサーとオートメーションを使用して効率を向上させます。

関連データによると、2025年までに、世界の産業用モノのインターネットへの接続数は138億に達し、そのうちグレーターチャイナの接続数は41億に達し、世界市場の約3分の1を占めます。同時に、産業情報技術部によると、中国の産業用モノのインターネット市場の年間収益成長率は約25%で、2018年には300億元を超えました。これは、モノのインターネットと産業用モノのインターネットが急速な発展の時代に入っていることを示しています。

産業用モノのインターネット技術の研究は、オートメーション、Communication、コンピューティング、および管理科学の分野を含む学際的な工学です。

産業用IoTの普及には、多くの重要な技術的問題が必要です。

産業用モノのインターネットに必要な技術：

センサー技術。

安価で高性能なセンサは、産業用モノのインターネットアプリケーションの礎石であり、産業用モノのインターネットの発展には、より正確で、よりスマートで、より効率的で、より互換性のあるセンサ技術が必要です。インテリジェントデータ収集技術は、センサ技術開発の新しい方向性です。情報のユビキタス化は、産業用センサやセンシングデバイスに高い要求をもたらします。具体的には、小型化：コンポーネントの小型化は、資源とエネルギーを節約する必要があります。インテリジェント：自己校正、自己診断、自己学習、自己意思決定、適応、自己組織化などの人工知能技術を備えています。低消費電力とエネルギー取得技術：バッテリー、太陽光、風、temperature、振動などの電源モード。

機器互換技術

ほとんどの場合、企業は既存の産業システムに基づいて産業用モノのインターネットを構築しますが、産業用モノのインターネットで使用されるセンサが元の機器に適用されているセンサと互換性があることを実現する方法は、産業用モノのインターネットの推進が直面する問題の1つです。センサの互換性は、主にデータフォーマットとCommunicationプロトコルの互換性を指し、互換性の鍵は規格の統一です。現在、Profibus、Modbusプロトコルなどの産業用フィールドバスネットワークで一般的に使用されており、互換性の問題を解決しており、ほとんどの産業機器メーカーは、これらのプロトコルに基づいてさまざまな種類のセンサ、コントローラなどを開発しています。近年、産業用ワイヤレスセンサネットワークアプリケーションの普及に伴い、現在の産業用ワイヤレスWirelessHART、ISA 100.1 1 a、wIA-PAの3つの主要規格は、IEEE 80 2.1 5.4ワイヤレスネットワークプロトコルと互換性があり、既存のCommunicationプロトコルと互換性のあるトンネリングメカニズムを提供し、産業用モノのインターネットシステムの構成と機能を豊かにします。

ネットワーク技術

ネットワークは産業用モノのインターネットを構成する中核の1つであり、データはシステムの異なるレベル間でネットワークを介して転送されます。ネットワークは、有線ネットワークと無線ネットワークにminかれており、有線ネットワークは一般的にデータ処理センタークラスタサーバ、工場内のローカルエリアネットワーク、フィールドバス制御ネットワークの一部に使用され、高速、高帯域幅のデータ伝送チャネルを提供することができます。産業用ワイヤレスセンサネットワークは、センサネットワーキングとデータ伝送技術のためのワイヤレス技術の新しい使用であり、ワイヤレスネットワーク技術のアプリケーションは、産業用センサの配線コストを大幅に削減することができ、センサ機能の拡張に資するので、国内外の多くの企業や科学研究機関の注目を集めています。従来の有線ネットワーク技術は成熟しており、多くの場面で検証されています。しかし、無線ネットワーク技術が産業環境に適用されると、次のような問題に直面します。産業現場の強い磁気干渉、オープンな無線環境は産業機械を攻撃の脅威に対してより脆弱にし、一部の制御データをリアルタイムで伝送する必要があります。有線ネットワークと比較して、産業用ワイヤレスセンサネットワーク技術は、開発段階にあり、それは産業現場環境で使用される伝統的なワイヤレスネットワーク技術の欠点を解決し、高信頼性、高リアルタイム性、高セキュリティを提供し、主な技術が含まれます：適応周波数ホッピング、確実なCommunicationリソーススケジューリング、無線ルーティング、低オーバーヘッド高精度時間同期、ネットワーク階層データ暗号化、ネットワーク異常監視とアラーム、および機器認証。

情報処理技術

産業情報の爆発的な成長は、産業用モノのインターネットのための大量のデータを生成する産業生産プロセスは、これらのデータを効果的に処理、分析、記録する方法、工業生産のための指導的な推奨事項の結果を抽出することは、産業用モノのインターネットのコアであり、困難です。現在、業界には多くのビッグデータ処理技術があります。SAPのBWシステムは、企業の生産と運用にビッグデータがもたらす問題をある程度解決します。データ融合とデータマイニング技術の発展は、大量情報処理をよりインテリジェントかつ効率的にしました。モノの産業用インターネットのユビキタス知覚のcharacteristicは、環境データの分析とユーザー行動のモデリングを通じて、人々が知覚されるオブジェクトになることを可能にし、生産設計、製造、管理プロセスにおける人、人と機械と機械の間の人間の行動、環境と状態の知覚を達成することができ、より正確な分析結果を得るために、工業生産プロセスの細部の変化をより現実的に反映します。

セキュリティ技術

モノの産業用インターネットのセキュリティは、主にデータ収集セキュリティ、ネットワーク伝送セキュリティおよびその他のプロセスを含み、情報セキュリティは、冶金、石炭、石油およびその他の産業でデータを収集するなど、企業の運営のための重要な役割を果たしており、データ収集および伝送プロセスにおける情報の正確性を確保する方法は、実際の生産に適用される産業用モノのインターネットです。 ^[2] 

応用分野

製造業サプライチェーンマネジメント

モノのインターネット技術の企業は、ビッグデータ分析を通じて、原材料の調達、在庫、販売およびその他の情報をタイムリーに把握することができ、また、原材料の価格動向、需給関係などを予測することができ、サプライチェーン管理システムの改善と最適化に役立ち、サプライチェーン効率を向上させ、コストを削減します。エアバスは、サプライチェーンシステムにセンサーネットワーク技術を適用することで、世界の製造業で最大かつ最も効率的なサプライチェーンシステムを構築しました。

生産プロセスの最適化

産業用モノのインターネットのユビキタス知覚特性は、生産ラインプロセス検出、リアルタイムパラメータ収集、材料消費監視の能力とレベルを向上させ、データの分析と処理を通じて、インテリジェント監視、インテリジェント制御、インテリジェント診断、インテリジェント意思決定、インテリジェントメンテナンスを実現し、生産性を向上させ、エネルギー消費を削減することができます。鉄鋼企業は、さまざまなセンサーとCommunicationネットワークを適用して、生産プロセス中に加工製品の幅、厚さ、temperatureをリアルタイムで監視し、製品品質を向上させ、生産プロセスを最適化します。

生産設備の監視管理

生産設備の健全性監視のためのセンシング技術の使用は、生産プロセスにおける様々な産業機械設備の使用をタイムリーに追跡することができ、ネットワークを介して処理のための機器メーカーのデータ分析センターにデータを集約し、効果的に機械の故障診断、予測、迅速かつ正確な故障原因の位置決め、メンテナンス効率を向上させ、メンテナンスコストを削減することができます。GEOil Gasグループでは、さまざまな製品に対応したi-Center Integrated Service Centerを世界中に13カ所設置し、センサーやネットワークを介した機器のオンライン監視やリアルタイム監視、メンテナンスやトラブルシューティングのソリューションを提供しています。

環境モニタリングとエネルギー管理

産業用モノのインターネットと環境保護機器の統合は、産業生産プロセスで発生する様々な汚染源と汚染管理リンクの重要な指標のリアルタイム監視を実現することができます。化学、軽工業、火力発電所などの企業にセンサネットワークを展開することで、企業の排出データをリアルタイムで監視するだけでなく、インテリジェントなデータアラームを通じて排出異常をタイムリーに検出し、対応する生産プロセスをStopし、突然の環境汚染事故を防止することができます。通信事業者は、汚染管理のためのIoTベースのリアルタイム監視ソリューションの推進を開始しています。

産業安全生産管理

“安全な生産”は現代産業の最優先事項です。産業用モノのインターネット技術は、鉱山機器、石油·ガスパイプライン、鉱山機器などの危険な作業環境にセンサーを設置することにより、オペレータ、機器、周辺環境の安全状況情報をリアルタイムで監視し、生産環境の安全要素を包括的に取得し、既存のネットワーク監視プラットフォームを体系的でオープンで多元的な統合ネットワーク監視プラットフォームにアップグレードし、効果的に産業生産の安全を保証します。 

産業用モノのインターネットIIoTの応用

産業におけるモノのインターネットの応用を抽象化すると、4つのレベルに要約できます。

データ収集と表示、基本的なデータ分析と管理、ディープデータ分析とアプリケーション、産業制御。

データ収集と表示：主に産業機器のセンサーで収集したデータ情報をクラウドプラットフォームに送信し、データを視覚的に提示します。

基本的なデータ分析と管理：一般的な分析ツールの段階にバイアスされ、垂直領域の深い業界知識に基づくデータ分析、クラウドプラットフォームによって収集された機器データに基づいて、機器性能指標の異常アラート、障害コードクエリ、障害原因の相関分析などのSaaSアプリケーションを生成しません。これらのデータ分析結果に基づいて、機器のスイッチ、状態調整、リモートロック、ロック解除などの一般的な機器管理機能もあり、これらの管理アプリケーションは特定の分野のニーズに応じて異なります。

詳細なデータ分析とアプリケーション：詳細なデータ分析は、特定の分野の業界知識を含み、特定の分野の業界専門家が実装する必要があり、機器の分野とcharacteristicに応じてデータ分析モデルを確立します。

産業制御：産業用モノのインターネットの目的は、産業プロセスの正確な制御を実装することです。上記のセンサーデータの収集、表示、モデリング、分析、アプリケーションなどのプロセスに基づいて、クラウド上で意思決定を形成し、産業機器が理解できる制御コマンドに変換し、産業機器のOperationを実行し、産業機器リソース間の正確な情報相互作用と効率的なコラボレーションを実現します。

産業分野には多くの垂直産業が含まれており、各産業のcharacteristicは大きく異なり、モノのインターネットと各産業の組み合わせも、業界独自のcharacteristicに応じて調整する必要があります。現在は主に大企業によって採用されていますが、ハードウェアやサービスの価格が下がるにつれて、より広く採用される可能性があります。

5 Gは産業用モノのインターネットIIoTに最適なパートナーです

IIoTはまだ主にパイロットとパイロット段階にあり、大規模な投資を行っているのは一握りの大手メーカーだけです。センサーが小型で安価になり、特に5 Gネットワークが普及するにつれて、5 Gの大帯域幅、低遅延、広カバレッジのcharacteristicにより、従来の4 Gネットワークでは達成できなかった産業用インターネットシナリオが5 G時代に可能になり、IIoTへの関心が高まり続ける可能性があります。

例えば、港湾ターミナルでは、鋼鉄ブームがターミナルと船舶の間で大型貨物を搬送·積載する際には、遅延や精度誤差を最小限に抑えるとともに、異常をいち早く検知し、エッジ側で迅速に対応する必要があります。別の例では、高温リスクの高い製鉄所は緊急に無人運転を実現する必要があり、数千度の溶融鋼を瞬時に正確にダンプすることができ、その遅延は数ミリ秒と低く、これも4 G時代にはアラビアの夜です。

上記のシナリオでは、ネットワーク遅延と安定性に対する厳しい要件があるので、なぜ安定した高速有線モードを採用しないのでしょうか？実際、有線方式は簡単に見えますが、実際には問題があります。有線ネットワークの展開は比較的複雑であるため、その後のアップグレードにも多くの作業が必要です。有線ネットワークの使用は条件付きであり、産業用モノのインターネット環境は複雑で多様であり、有線ネットワークはどこにでも配置できません。相対的に言えば、5 Gに代表されるワイヤレスネットワークは、接続のより費用対効果の高い方法です。

機械、生産ライン、機械設備など、産業分野の設備投資は膨大であり、生産プロセスの障害によるダウンタイムは、しばしば生産ライン全体、さらには製品のリードタイム全体に影響を及ぼします。

安定性を確保するために、産業分野の制御システムは依然としてローカルであり、多数のハードウェアおよびソフトウェアシステムが展開されています。これは、制御システム全体が非常に複雑で巨大な投資につながり、一方で、システムの柔軟性とスケーラビリティを制限します。今日の消費者需要の急速な変化において、生産システムの更新は消費者需要の変化に追いつくことができず、多くの新しい機会を逃すことにつながります。

さらに、産業用モノのインターネットの分野における現在のモバイルCommunicationシステムのアプリケーションは深くはありませんが、4 Gはインターネット速度が大幅に改善されており、いつでもビデオを視聴するユーザーのニーズを満たすことができますが、ネットワークの信頼性と遅延は改善の余地があり、産業シーンの要件を満たすことはできません。

産業シナリオでの4 Gのアプリケーションは、クラウドにデータをアップロードする方法として、リアルタイム要件が高くないシナリオでより多くの場合があります。たとえば、工場内の工作機械は5-10秒ごとにデータを収集し、これらのデータは一般的に統合端末に集約され、端末から4 G経由でクラウドプラットフォームに送信されます。

産業分野におけるCommunicationシステムのこれらのニーズは、5 G技術規格を非常に低遅延で満たすことができ、産業分野におけるリアルタイム監視と制御の要件を保証します。信頼性の高いネットワーク品質は、産業システムの安定性要件を確保します。広帯域幅は、高精細3 Dビデオ、さらにはAR伝送を達成することができ、遠隔制御の分野での操作精度を大幅に向上させます。

産業分野では、高信頼性で低遅延のCommunicationシステムが不可欠です。物事の産業用インターネットのアプリケーションは、データ収集ディスプレイの表面にとどまることができ、それによって拡張されたいくつかの管理機能は、Communicationシステムの安定性と遅延が要件を満たすことができない産業システムの制御およびその他のコア分野に関与することは困難です。

研究機関によると、IIoTの可能性は無限大です。GSMA Intelligenceが発表したレポートによると、通信業界における5 GとIoTの将来の市場機会は、個人ユーザーよりも企業に依存しています。モノのインターネットの観点からは、現在の家電製品やスマートホームなどのシナリオがモノのインターネットの主なものですが、将来のエンタープライズ市場の可能性は無限大です。製造業から電力産業まで、5 GとIoTは、多様なビジネスニーズを満たす新たな機会を創出します。