在數(shù)字化和自動(dòng)化的今天，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）在工業(yè)環(huán)境中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。尤其在制造業(yè)、物流等領(lǐng)域，從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)到制造，再到后期的維護(hù)與運(yùn)營(yíng)，都離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)的支持。然而，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用并不是一成不變的，不同的應(yīng)用場(chǎng)景、需求與策略，都可能對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的具體實(shí)現(xiàn)方式產(chǎn)生影響。本文將深入探討物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)環(huán)境中的兩種不同應(yīng)用方式：“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”（IIoT）與“工業(yè)內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)”（IoT4I）。

在工業(yè)流程（例如制造或物流任務(wù)）中，物聯(lián)網(wǎng)傳感器的運(yùn)用方式，以及如何將環(huán)境背景融入核心業(yè)務(wù)流程之間，存在著至關(guān)重要的差別。這便揭示了“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)”(IIoT) 和“工業(yè)內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)”（也可能稱之為“IoT4I”）之間的區(qū)別。盡管這兩個(gè)詞匯（IIoT 和 IoT4I）有時(shí)會(huì)交替使用，但實(shí)則分別描述了工業(yè) 4.0 領(lǐng)域中迥然不同的應(yīng)用方式。理論上，這些應(yīng)用采用不同的無(wú)線技術(shù)進(jìn)行交付。

為了更好的理解，可以查看用于關(guān)鍵 IIoT 操作的高功率工業(yè) LTE 和 5G，以及用于 IoT4I 場(chǎng)景的更直接的低功耗廣域 (LPWA) IoT 標(biāo)準(zhǔn)，例如 LoRaWAN、Sigfox 和以公用事業(yè)為中心的 WiSUN。前者 (IIoT) 涉及到的數(shù)據(jù)量大、種類(lèi)多樣且傳輸速度快，只有 5G-IoT 才能滿足這些需求；后者 (IoT4I) 則用于工業(yè)場(chǎng)所中更離散的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，能夠通過(guò)一系列短距離室內(nèi)技術(shù)（例如 BLE 和 Wi-Fi）以及運(yùn)行在 2G 和 4G 上的基于蜂窩的廣域 (LPWA) 系統(tǒng)以及 5G-RedCap 來(lái)提供良好的服務(wù)。

物流用例主要用于基于傳感器的物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)追蹤，同時(shí)也用于調(diào)度高帶寬移動(dòng)機(jī)器人（AGV、AMR等），這實(shí)際上屬于后一類(lèi) IoT4I 類(lèi)別；并非集成的流程綁定 IIoT 功能。工業(yè) ODM 應(yīng)用程序也是如此，它提供了機(jī)器監(jiān)控即服務(wù)（由機(jī)器制造商提供以增加新收入）；實(shí)際上，目前正在為工業(yè)勞動(dòng)力帶來(lái)新價(jià)值的流行遠(yuǎn)程 AR 輔助工具也屬于此類(lèi)。

其中一些 IoT4I 用例是由公共蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施支持的；許多其他公司正在為新的私人 LTE 和 5G 設(shè)施提供資金。例如，空中客車(chē)公司正在積極推動(dòng)私有 5G 基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)；他們利用私人蜂窩網(wǎng)絡(luò)可靠且可預(yù)測(cè)地連接各種手機(jī)、耳機(jī)、平板電腦和機(jī)器人。其初始用例列表如下：移動(dòng)設(shè)備連接到本地制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）；用于遠(yuǎn)程協(xié)助和檢查的增強(qiáng)和虛擬現(xiàn)實(shí)（AR 和 VR）應(yīng)用；以及機(jī)器人、車(chē)輛（AGV）和運(yùn)輸飛機(jī)零件的“移動(dòng)平臺(tái)”。

這些都是IoT4I應(yīng)用；在專用蜂窩網(wǎng)絡(luò)方面，它們由工業(yè)版 5G（5G4I，如果你喜歡的話）提供服務(wù)，該版本主要依靠其寬帶 (eMBB) 和傳感器 (mMTC) 功能。從根本上講，它們并不完全依賴于下一代 5G（工業(yè) 5G）的 IIoT 應(yīng)用程序，因?yàn)楣I(yè) 5G 的 URLLC 功能將在后續(xù)的 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)版本中得到更強(qiáng)有力的交付，從 2023 年底/2024 年初的第 17 版正式開(kāi)始。

這些空中客車(chē)應(yīng)用程序由其私有 LTE /5G 部署推動(dòng)，屬于 IoT4I 陣營(yíng)，并且可以通過(guò)通用 LTE 技術(shù)提供良好的服務(wù)，甚至可以通過(guò)現(xiàn)有（版本 15 / 16）5G 系統(tǒng)提供更好的服務(wù) - 只要設(shè)備可用。最后，現(xiàn)實(shí)是這樣的：IoT4I 涵蓋了更廣泛的企業(yè)應(yīng)用程序，其中許多應(yīng)用程序在 LPWA 網(wǎng)絡(luò)空間中已經(jīng)很熟悉，并且其中許多應(yīng)用程序正在受到新的專用 LTE/5G 網(wǎng)絡(luò)的歡迎；IIoT 面向工業(yè)生產(chǎn)和流程，被譽(yù)為工業(yè) 4.0 的終極化身，但它是一個(gè)混亂的生態(tài)系統(tǒng)，需要數(shù)年（2030/31）的技術(shù)和團(tuán)隊(duì)合作才能實(shí)現(xiàn)。

德國(guó) Software AG 的首席技術(shù)官 Bernd Gross 在公司中主要負(fù)責(zé)物聯(lián)網(wǎng)和分析業(yè)務(wù)，提供了各種工業(yè)機(jī)器制造商所需的數(shù)據(jù)管理工具。他認(rèn)為，實(shí)際上，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就是一個(gè)巨大的集群，其中包含 Dürr、DMG MORI、Zeiss 等公司，風(fēng)力渦輪機(jī)制造商 Nordex 和 Enercon，醫(yī)療設(shè)備制造商 Boston Scientific 和 Eppendorf，以及眾多的物聯(lián)網(wǎng)提供商，比如 AWS、德國(guó)電信、微軟、SAP、西門(mén)子等等。他深深地了解了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所面臨的問(wèn)題。

他表示：“這個(gè)過(guò)程比想象中要復(fù)雜得多，需要大量的手動(dòng)咨詢和專業(yè)服務(wù)?！?nbsp;Software AG 對(duì) IIoT 的定義做出的調(diào)整引起了 Gross 的關(guān)注，這家德國(guó)公司出于內(nèi)部目的將所有這些工業(yè)機(jī)器制造商劃為一類(lèi)，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的名義下銷(xiāo)售聯(lián)網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控服務(wù)，盡管他們的機(jī)器數(shù)據(jù)并未直接提供給生產(chǎn)線。他解釋說(shuō)：“我們將風(fēng)力渦輪機(jī)和電梯等定義為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。我們并不把工廠車(chē)間視為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，即使其中一些機(jī)器正在工廠車(chē)間使用。這就是其他人對(duì)工業(yè) 4.0（和 IIoT）的理解?！?/p>

“在工廠車(chē)間的例子中，你必須去看所有的機(jī)器、整個(gè)生產(chǎn)線，這些都來(lái)自于多個(gè)供應(yīng)商。為了做到這一點(diǎn)，你需要具備不同的技能，任何人都不可能單獨(dú)完成所有這些任務(wù)。我們的策略是與系統(tǒng)集成商合作伙伴，將我們的技術(shù)應(yīng)用于能源管理、性能管理、工作流程管理等領(lǐng)域。這個(gè)領(lǐng)域有很多投資，但對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，作為一個(gè)產(chǎn)品公司，這是一種合作伙伴關(guān)系。而根據(jù)我們的定義，與設(shè)備制造商合作的 IoT4I 是我們的主戰(zhàn)場(chǎng)，也是我們發(fā)展最快的領(lǐng)域。”

雖然模糊的定義使得情況變得復(fù)雜，但其實(shí)質(zhì)含義是一樣的。在這兩個(gè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中，哪一個(gè)將會(huì)更大、更重要、更具有革命性呢？報(bào)告進(jìn)一步探討了這一點(diǎn)，目前的關(guān)鍵是，各種不同類(lèi)型的普通物聯(lián)網(wǎng)案例——而非復(fù)雜的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)案例——正在推動(dòng)企業(yè) 5G 的發(fā)展。（例如，大眾汽車(chē)的問(wèn)題主要在于將 5G 融入到 IIoT 敘述中。）

無(wú)論是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還是工業(yè)內(nèi)部物聯(lián)網(wǎng)，都在各自的領(lǐng)域內(nèi)起著至關(guān)重要的作用。5G 技術(shù)的發(fā)展也正推動(dòng)著物聯(lián)網(wǎng)向更高級(jí)別、更廣泛的領(lǐng)域進(jìn)行拓展。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，如何根據(jù)自身的實(shí)際需求和目標(biāo)，選擇并優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，將是他們?cè)谖磥?lái)數(shù)字化和自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中需要不斷面對(duì)和思考的問(wèn)題。盡管當(dāng)前 5G 在關(guān)鍵的工業(yè) 4.0 應(yīng)用中的使用尚未普及，但隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)和市場(chǎng)的日益成熟，這種局面有望在未來(lái)得到改變。讓我們拭目以待，看看物聯(lián)網(wǎng)和 5G 能在工業(yè)環(huán)境中創(chuàng)造出怎樣的奇跡。

總的來(lái)說(shuō)，不難看出，在企業(yè)場(chǎng)所中基于傳感器的 IoT4I 應(yīng)用和協(xié)作工業(yè) 4.0 系統(tǒng)中的復(fù)雜 IIoT 系統(tǒng)之間，存在著一個(gè)利用專用網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的雙速物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。其中后者的發(fā)展速度較慢，但可能仍將定義 5G 時(shí)代的數(shù)字革新。Dantuluri 從是德科技公司對(duì)此表示了自己明智的看法，他說(shuō)：“如果你細(xì)分工業(yè) 4.0 的用例，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一些基本的應(yīng)用?！?/p>

他指出：“螺絲刀和其他類(lèi)型的工業(yè)扭矩設(shè)備等正在與 5G 連接得越來(lái)越多，但這些只是連接模塊的簡(jiǎn)單替換，從 WI-Fi 切換到 5G。其他大型物聯(lián)網(wǎng)用例包括連接 AGV 和 HMI（人機(jī)界面，允許操作員與機(jī)器和控制器交互的圖形顯示器）。無(wú)論在何處部署私有 5G，這些設(shè)備都正在快速地接入到 5G 網(wǎng)絡(luò)。”

他繼續(xù)說(shuō)道：“但是，這些和將 PLC（可編程邏輯控制器，控制制造過(guò)程的工業(yè)計(jì)算機(jī)）接入到 5G 網(wǎng)絡(luò)完全不同，后者是一個(gè)關(guān)鍵的應(yīng)用，控制著價(jià)值數(shù)百萬(wàn)美元的生產(chǎn)。所以，是的，如果你將工業(yè) 4.0 的應(yīng)用細(xì)分為不那么關(guān)鍵和更關(guān)鍵的應(yīng)用，那么現(xiàn)在 5G 只是用于連接那些不太關(guān)鍵的應(yīng)用。企業(yè)需要一段時(shí)間才會(huì)信任 5G 去支持那些更為關(guān)鍵的應(yīng)用?！?/p>