我們的制造業正在進入自動化不再僅僅依賴于可編程邏輯控制器的階段，而是由更復雜和更復雜的網絡物理系統補充，這些系統與傳感器和其他組件的連接性要強得多。工業 4.0 的出現帶來了智能自動化，它使用從大量分布式物聯網傳感器節點捕獲的數據以及最新的基于云的服務。

優化制造過程的各個方面將有助于提高生產力水平、減少浪費并抑制運營支出。除此之外，預測性維護可以最大限度地延長正常運行時間并避免計劃外和代價高昂的停機。無線通信技術將在這一數字化轉型中發揮重要作用；但是，選擇使用哪種協議將取決于應用程序的要求。

充分利用數據的價值

打破孤島可以更緊密地整合企業內的運營元素。訪問編譯的數據集將有助于資產管理，確保充分利用所有可用資源，并更好地組織后勤活動。有可能使制造現場的系統對這些數據產生的潛在問題更加敏感。

擁有正確和及時的信息也將確保那里的勞動力的持續安全。從診斷/分析的角度來看，這些數據將顯示設施內的趨勢或模式——有些好，有些不好。例如，微小的工藝改變可能有助于提高產量、提高最終產品質量或延長生產設備的使用壽命。

無線的好處

通過無線連接獲取這些數據比采用有線方式更具吸引力。它部署起來更容易、成本更低，具有更大的實施靈活性，并且可以根據需要進行擴展。根據 ABI Research 的分析，圖 1 詳細介紹了被納入物聯網節點的無線技術。未來幾年，主要技術將是蜂窩物聯網、藍牙和 Wi-Fi。然而，在大約 4-5 年內，5G SA 和 uRLLC 將開始受到關注。

圖 1：已部署的 IoT 連接數量

為推動工業 4.0 制定的標準

Wi-Fi 6 （802.11ax） - 預計將取代僅使用 5 GHz 頻段的 802.11ac，Wi-Fi 6 還使用 2.4 GHz。在北美，FCC 也將開放 6 GHz 頻段，歐洲也打算效仿。由于 OFDMA 技術，Wi-Fi 6 可以支持與更多連接節點的通信，并提供更快的數據吞吐量（由于 MU-MIMO）。

藍牙 5 – 與前幾代相比，藍牙 5 顯著提高了數據速率和傳輸范圍，每比特消耗的功率要少得多。它可以支持某些基于位置的服務，這在工業物聯網環境中可能很有趣——引入了允許確定方向的藍牙 5.1 規范。結果，可以利用到達角和離開角數據。

5G——今天的蜂窩物聯網基于 4G 協議，例如 NB-IoT 和 LTE-M。5G 新無線電 （NR） 承諾提供更大的網絡容量和更高的數據速率，并支持超低（低于 1 毫秒）延遲操作。由此產生的工業自動化基礎設施響應能力的改進，通常是通過專用網絡實施，將具有巨大的價值。它將能夠從遠程位置更好地控制機器人和自動引導車輛。

隨著 5G 的出現，給定區域內連接節點的數量也將有增加的空間，從而減少單個節點消耗的功率。盡管如此，NB-IoT 和 LTE-M 仍有一席之地，可以為明天的制造設施做出貢獻，這些應用不需要如此高性能或成本是一個問題。在開始實施智能工廠之前等待 5G 到來并不是預測性維護和遠程監控用例的可取策略。

今天開始你的旅程

利用今天的物聯網，制造商仍然能夠獲得顯著的競爭優勢。許多關鍵用例可以通過無線技術來解決，這些無線技術已經可用，并且即將推出超可靠和確定性操作所需的更先進的技術。

部署的無線硬件必須提供持續的運行壽命（因為物聯網節點可能位于難以到達的位置）。因此，可靠性和高效的電池使用都至關重要。在許多用例中，它們需要支持長達十年的運行。易于實施和隨后配置的開箱即用解決方案將是最具吸引力的，那些易于與領先云服務提供商的技術集成的解決方案也是如此。向后兼容性也很有價值。

同樣最重要的是來自惡意第三方的傳輸數據的安全性和保護。還應該有充分有效的反克隆機制。通過SARA-R5和SARA-R4、LARA、ANNA、NINA和JODY等平臺，u-blox 提供了廣泛的解決方案組合，以滿足當前和未來的物聯網需求。

作者：Ludger Boeggering，Pelle Svensson

審核編輯：郭婷