我们要更深入地了解物联网这一概念以及它对制造企业的影响。物联网和其他所有能够连接互联网的系统(计算机、便携式计算机、平板电脑、掌上电脑以及智能手机)一起,被称为万物互联(IoE或者IoA)。 无线射频识别技术早已面世,但经历了漫长的等待之后,带有通信功能的部件和设备才陆续出现。基础射频识别标签既简单又便宜,但它们只能标注基础的ID。当然还有比较昂贵的带些智能的射频识别标签,可以实现访问控制、小额支付等功能。它们凭借电场上的读取器获取能量,然后启动和自我识别,然后和读取器无线交换信息。 无线射频识别技术已经走过了一段漫长的道路,目前市场上除此之外还有其他多种通信技术以及获取能量的技术。2013年3月万亿传感器峰会提出,消费者传感器的数量已经从2007年(iPhone诞生之年)的1千万上升到2013年的100亿。2013年10月在斯坦福召开的峰会上,组织者们预测,到2022年智能传感器的总量将达到1万亿。 你的智能手机就是(较为复杂的)多传感器系统的实例。它可能配有一到两个摄像头、一个麦克风、一个触摸屏、一个重力感应器、一个GPS系统,可能还有其他部件。它可以通过蓝牙、Wi-Fi以及移动电话网络来实现通信,还可以通过屏幕实现视觉交流,通过麦克风和扬声器实现听觉交流。 在运动领域已经有可以记录我们每个动作的装置了。这些装置里的传感器包括陀螺仪、指南针、加速计、GPS技术等。当然还有很多用于其他领域的装置,如用来监测地下或大城市一氧化碳水平的装置以及用来监测空气中其他危险气体和颗粒水平的装置。 目前,密歇根大学的一支团队正在研究一种可穿戴的蒸汽传感器,可以持续监测有肺病、糖尿病、高血压或贫血的病人。美国通用汽车公司也正在研发一种汽车上用的监测装置,可以确保你的眼睛一直看着路面。用不了多久,许多装置就可以持续监测你的每次呼吸和每个动作了,你会乐在其中的。 智能手机、平板电脑和普通计算机是将传感器和人类实现交流的理想装置。将来也许有一天,当你的冰箱出现问题时,它会向你的智能手机哭诉。如果将一个摄像头和一个扬声器连接到家庭安全系统,再连接到互联网,你就可以随时随地监控你家的情况并通过扬声器和你的狗说话。我还见过一个可以放进花盆泥土里的小型传感装置,你可以指定植物生长的需求,这一装置就明白要监测什么了,每次你经过花盆时,它会告诉你的智能手机植物需要什么。 2012年,爱立信公司的一些人试图弄清楚物联网的可用性,其用户体验中心和乐高机器人合作,开发出机器人来验证他们的想法以及物联网概念的可用性。他们认为机器人或简单装置可以互相交流,正如移动世界大会上埃里克森和乐高所做的那样。 例如,有的机器人能根据颜色将袜子进行分类,然后就不同袜子应选用的正确清洗程序与洗衣机进行交流。一些泥土传感器在检测到植物缺水时能向浇水机器人发出报告。造型像狗一样的取报纸机器人“报童2.0”能在门铃响起时去取回报纸。 当然,这些例子只是玩具机器人,其功能不见得都能实现。在我的生活中,门铃响的时候,真的狗会扑上去咬邮递员。如果“报童2.0”听到邮箱的声音就能去取回报纸,情况应该会好一些。虽然这些例子不一定切合实际,但能让你对爱立信公司那些人的想法有所了解。 在工厂环境下,有很多这样的功能都是有用的。例如,供应商最近送来一货车零部件,这些零部件需要安装到你的产品中,这时如果知道该怎样将这些零部件分类纳入制造产品的机器就太好了。如果这些零部件能够与控制生产程序的系统进行交流,并且可以通过可见定位光来定位,那么系统就可以给负责人员发送信息,告诉他下一次该取哪一个零部件,去哪里取以及要安装到哪里。 现在市场上有越来越多的智能传感器能够和外界交流,从制造业和自动化的角度来说,这一趋势十分重要。零部件和机器的无线通信可以节约很多布线成本,为制造业的自动化提供更大的灵活性。 随着传感器价格的下降,专利应用的数量上升了。基础射频识别标签的价格已经降到了10美分,加速计或压力传感器之类的微型机电装置的价格也下降了大约90%。在许多自动化项目中,出于安全考虑,我不想通过Wi-Fi或蓝牙把机器上的传感器和控制器连接起来。现在有一些通信协议是通过一根电缆来实现通信的,这根电缆也用于向传感器输送信号。这意味着将来在各装置之间以及各传感器之间只有一根有线环路输送能量和信号,而不是通过电源和中央控制器来连接所有的传感器和传动器。 例如,为了控制机头方位,你可以为每根轴配置微型控制器,仅用一根电缆连接主控制器和三个轴控制器。主控制器只须发布机头的下一个方位,轴控制器读取数据然后做出回应。 此外,如果工厂中的零部件也是智能的,你能做的就更多了。我在这里先举个简单的大规模定制的例子,后面会举更复杂的例子。例如,你所在的城市有一家制造业企业可以“定制你自己的软饮”(MYOSD)。如果你买12瓶即可免费送货。让我们来看一下这是怎么运作的。 你可以到MYOSD的网页定制你想要的饮料。你可以从大量经典配方中选择,也可以定制自己的配方。最好是在你知道的一些配方之上进行改动,使它更符合你的口味。你可以给它取个名字,网页应用会储存你的配方,下一次你再光顾的时候可以再次选择这个配方或者进行改动,你想怎么改动都行。 这个新型业务最困难的地方在于要确保你定制的配方味道不会太糟糕。 你的订购提交后(你可以订购12瓶配方不同的饮料),配方就会下载到芯片上,然后贴到瓶子上。每个瓶子在生产过程中都带有一个配方芯片。瓶子通过所有的填充站,装进制定的配料和水,最后充气。接下来带有你给定制饮料所取名字的标签会被打印出来,自动贴到瓶子上。 在生产线末端,你的12瓶饮料会自动打包进一个盒子,贴上带有你名字和地址的标签。第二天早上这些饮料会被送到你的家门口。 令人激动的是,这一新型业务并不需要什么新技术,用到的技术都是现成的,只须在软件开发方面稍加用心就可以了。据我所知,这个业务还没有人尝试,如果知道有这样的业务,请告诉我。 (本文摘自《智慧工厂:大规模定制带给制造者的机遇、方法和挑战》,【瑞士】汉斯·库尔著,机械工业出版社)
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