解锁工业4.0：了解5G时代的物联网

物联网（IOT）将对几乎所有行业产生影响，但对制造业影响最大。事实上，物联网具有将传统线性系统转变为动态互联系统的潜力，可能是工厂和其他设施变革的最大推动力。

与其他行业一样，制造业的物联网和工业物联网（IIoT）努力通过无线连接和支持它的技术得以实现。今天，物联网依赖于低功耗和远距离，窄带（NB）标准解决了这一问题。NB连接可以支持许多物联网用例，包括事件检测器、智能垃圾箱和智能计量。工业应用包括资产跟踪、物流跟踪、机器监控等。

但随着全国范围内5G连接的继续建设，全新水平的速度、效率和性能将有助于解锁新的物联网使用案例。

5G将用于更高的数据速率传输和超低延迟需求。事实上，BloorResearch的一份2020年报告指出，5G、边缘计算和物联网的未来是工业4.0的关键推动因素。

例如，根据MarketsandMarkets的一份报告，IIoT市场预计将从2019年的688亿美元增长到2024年的982亿美元。预计推动IIoT市场的主要因素有哪些？更先进的半导体和电子设备，以及云计算平台的更多使用——这两者都将被5G时代所推动。

另一方面，根据BloorResearch的报告，如果没有5G，实现工业4.0将存在巨大的网络缺口——不仅在为数十亿的物联网设备提供连接，而且在传输和处理将产生的大量数据方面。

挑战不仅仅是带宽。不同的物联网系统将有不同的网络需求。一些设备将要求绝对的可靠性，其中低延迟至关重要，而其他用例将看到网络必须应对比我们之前看到的更高的连接设备的密度。

例如，在一个生产工厂中，有一天简单的传感器可能会收集和存储数据，并与包含应用程序逻辑的网关设备通信。在其他情况下，物联网传感器数据可能需要通过5G协议从传感器、RFID标签、跟踪设备甚至更大范围的移动电话实时收集。

一句话：未来的5G网络将有助于在制造业实现大量物联网和IIoT使用案例和收益。展望未来，如果您看到这五个用例随着当前正在建设的多频谱5G网络的强大、可靠的连接以及兼容设备的引入而转变，请不要惊讶。

生产资产的可见性

通过IoT/IIoT，制造商可以连接工厂和仓库中的生产设备和其他机器、工具和资产，为经理和工程师提供对生产运营和可能出现的任何问题的更多可见性。

资产跟踪是物联网的一项关键功能，它可以方便地定位和监控生产设施的关键组件。即将到来的是，公司将能够利用智能传感器自动跟踪零件在装配过程中的移动。通过将操作人员使用的工具与生产中使用的任何机器连接起来，工厂经理可以获得生产产量的实时视图。

制造商可以利用工厂内这些更高级别的可见性，通过使用仪表盘和最新的物联网生成的数据，快速识别和解决瓶颈，帮助实现更快、更高质量的生产。

预测性维护

确保工厂设备和其他资产处于良好的工作状态是制造商的首要任务。一个故障会导致生产的严重延误，而这反过来又会导致意外的设备维修或更换的严重损失，以及由于延迟甚至取消订单而令客户不满。保持机器的运转可以显著降低运营费用，使生产过程更加顺畅。

通过在整个工厂的机器上部署无线传感器，然后将这些传感器连接到互联网上，管理人员就能够在某个设备实际发生故障之前就发现它何时开始出现故障。

由无线技术支持的新兴物联网系统可以感知设备中的警告信号，并将数据发送给维护人员，以便他们能够主动维修设备，从而避免重大延误和成本。此外，制造商还可以从中受益，例如潜在的更安全的工厂环境和更长的设备使用寿命。

提高产品质量

想象一下，在整个制造周期内，通过环境传感器发送高质量关键条件的数据，对产品进行连续监控，可以帮助制造商制造出质量更好的产品。

当达到质量阈值或空气温度或湿度等条件不适合生产食品或药品时，传感器可以向车间主管发出警报。

供应链管理与优化

对于制造商来说，供应链正变得越来越复杂，尤其是当他们开始在全球扩张业务时。新兴的物联网使公司能够监控整个供应链上的事件，通过跟踪卡车、集装箱甚至单个产品等资产，提供对实时数据的访问。

制造商可以使用传感器来跟踪和监控库存，因为它们在供应链中从一个位置移动到另一个位置。这包括生产产品所需的供应品的运输，以及成品的交付。制造商可以提高对产品库存的可见性，以提供更准确的材料可用性和向客户发运产品的时间表。对数据的分析还可以帮助公司通过发现问题区域来改善物流。

数字孪生

物联网的出现将使制造商有可能创建数字孪生——物理设备或产品的虚拟副本，制造商可以在实际构建和部署设备之前使用这些虚拟副本来运行模拟。由于物联网提供的实时数据流源源不断，制造商可以创造一个基本上任何类型产品的数字孪生体，这将使他们能够更快地发现缺陷并更准确地预测结果。

这可能会带来更高质量的产品，还会降低成本，因为产品一旦发运就不必召回。从数字复制品中收集的数据可以让管理人员分析系统在现场各种条件下的工作情况。

随着一系列潜在的应用，这五个潜在的用例中的每一个都可以彻底改变制造业。为了实现工业4.0的全部承诺，制造业的技术领导者需要了解物联网将带来的关键挑战，以及5G的未来如何应对这些挑战。

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