導(dǎo)讀:讓我們來看看藍(lán)牙技術(shù)在 IIoT 中當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)、克服這些挑戰(zhàn)的可能解決方案,以及使用遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)和藍(lán)牙集中管理系統(tǒng)提高可擴(kuò)展性、靈活性、安全性和易管理性的好處。
物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 正在通過托管和可擴(kuò)展的數(shù)字解決方案幫助全球各行各業(yè)提高效率。 更具體地說,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 側(cè)重于連接石油和天然氣、水電以及制造業(yè)等關(guān)鍵行業(yè)的機(jī)器和設(shè)備。 在工廠中,連接傳感器在機(jī)器上的應(yīng)用被用來收集有價(jià)值的數(shù)據(jù),用于狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)測性維護(hù)。 目標(biāo)是使用這些數(shù)據(jù)來改善整體運(yùn)營并更快、更準(zhǔn)確地做出業(yè)務(wù)決策。 狀態(tài)監(jiān)測的一個組成部分是提供可用于預(yù)測性維護(hù)的數(shù)據(jù)。 但是,要使預(yù)測性維護(hù)在工業(yè)環(huán)境中有效,需要以下組件:
機(jī)器傳感器
通信協(xié)議/網(wǎng)關(guān)
資料庫
預(yù)測分析工具
使用傳感器來監(jiān)控機(jī)器的想法并不是特別新鮮。 多年來,工廠一直在測量和跟蹤設(shè)備性能參數(shù),并評估了從設(shè)備效率到維護(hù)以及整體運(yùn)營的所有方面。 IIoT 的不同之處在于,由于智能傳感器的激增、無線網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)的采用以及數(shù)據(jù)分析應(yīng)用程序的增加,現(xiàn)在可以大規(guī)模采用。
IIoT 中智能傳感器激增的部分原因是使用低功耗藍(lán)牙。 我們中的許多人都認(rèn)為藍(lán)牙是一種面向消費(fèi)者的技術(shù),但該技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于 IIoT。
這樣做的幾個原因包括低功耗、低成本、普遍性和互操作性。 然而,盡管它在 IIoT 中得到廣泛采用,但仍然存在一些挑戰(zhàn)。
讓我們來看看藍(lán)牙技術(shù)在 IIoT 中當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)、克服這些挑戰(zhàn)的可能解決方案,以及使用遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)和藍(lán)牙集中管理系統(tǒng)提高可擴(kuò)展性、靈活性、安全性和易管理性的好處。
藍(lán)牙 IIoT 挑戰(zhàn)
在不斷努力改善制造運(yùn)營和績效的過程中,許多工業(yè)企業(yè)已將狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)測性維護(hù)方法作為其運(yùn)營戰(zhàn)略的一部分。
該策略的一個重要組成部分是選擇無線協(xié)議。 有許多連接選項(xiàng)可供選擇,每個選項(xiàng)都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性,但藍(lán)牙低功耗的無處不在提供了巨大的競爭優(yōu)勢。
對于使用低功耗藍(lán)牙作為其運(yùn)營戰(zhàn)略一部分的工業(yè)企業(yè),有一些限制因素阻止工廠人員獲得緩解任何設(shè)備問題所需的實(shí)時可見性。 以下是工業(yè)企業(yè)持續(xù)面臨的幾項(xiàng)藍(lán)牙技術(shù)挑戰(zhàn)。
數(shù)據(jù)收集是一個耗時的過程
大多數(shù)藍(lán)牙設(shè)備都受到短距離連接的限制; 因此,只有當(dāng)有人在現(xiàn)場并在附近檢查、監(jiān)控設(shè)備并從設(shè)備收集數(shù)據(jù)時,才會進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲。
這種手動數(shù)據(jù)收集方法成為一個耗時的過程。 此外,在離線時間,有價(jià)值的數(shù)據(jù)沒有以連續(xù)和自動化的方式收集,這可能會產(chǎn)生問題,因?yàn)殄e過故障的可能性很高。
麥肯錫公司進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明,無論是維修、故障還是維護(hù)造成的停機(jī)時間,都會使機(jī)器在 40% 或更多的時間內(nèi)無法使用。 財(cái)務(wù)影響可能會損害組織的底線以及對客戶滿意度的長期負(fù)面影響。
短程連接的局限性
使用藍(lán)牙低能耗等協(xié)議的廉價(jià)短程無線設(shè)備的增長以及物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的興起,使全球各行業(yè)都能從更低的部署成本和更好的運(yùn)營中受益。
然而,關(guān)于范圍和連接性的限制仍然存在。大多數(shù)藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)受到短距離和一對一連接的限制。在有數(shù)千臺機(jī)器同時運(yùn)行的工廠環(huán)境中,必須有大量的網(wǎng)關(guān)來提供必要的覆蓋。
釋放藍(lán)牙在 IIoT 中的潛力
為了讓行業(yè)充分利用狀態(tài)監(jiān)控和預(yù)測性維護(hù)的能力,必須考慮一種全面的方法。轉(zhuǎn)向無線連接解決方案可能會很復(fù)雜,涉及到一系列的考慮因素,包括重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程、重新培訓(xùn)人員以及投資新的工具和技術(shù)。
但是,部署更具可擴(kuò)展性和靈活性的無線解決方案的好處是可以顯著節(jié)省成本。 出于多種原因,藍(lán)牙技術(shù)不斷發(fā)展,現(xiàn)在已被全球各行業(yè)公認(rèn)為一種經(jīng)濟(jì)高效且靈活的無線解決方案。
低功耗和長電池壽命
與 Wi-Fi 相比,Bluetooth Low Energy 消耗的電量少得多,因此電池壽命更長。 例如,低功耗 Wi-Fi 和標(biāo)準(zhǔn) Wi-Fi 設(shè)備的傳輸功率通常在 11mw 到 100mw 左右,Bluetooth Low Energy 的傳輸功率通常在 1mw 左右。
因此,與 Wi-Fi 傳感器的電池壽命相比,藍(lán)牙傳感器的電池壽命可以持續(xù)更長的時間。 這對于使用依靠電池供電的無線傳感器的企業(yè)來說至關(guān)重要。
顯著節(jié)約成本
傳統(tǒng)上,企業(yè)使用有線解決方案來解決連接難題。然而,為整個工廠重新布線和修復(fù)任何損壞的電纜所帶來的高成本和復(fù)雜性并沒有產(chǎn)生積極的投資回報(bào),更不用說在有線解決方案完全投入使用之前所需要的大量規(guī)劃、資金和時間了。
此外,有線解決方案非常復(fù)雜,無法提供工業(yè)環(huán)境所需的靈活性。例如,如果工廠的布局改變,重新布線每個傳感器的過程不僅非常昂貴,而且非常耗時。因此,許多企業(yè)將藍(lán)牙技術(shù)視為其無線解決方案的低成本替代方案。
藍(lán)牙技術(shù)的另一個顯著的成本優(yōu)勢是其芯片和模塊具有競爭力的價(jià)格。預(yù)計(jì)到2023年,每年將有近16億部藍(lán)牙低能耗設(shè)備出貨。其中一個原因是因?yàn)樗{(lán)牙芯片和模塊的成本非常低。與包括Wi-Fi在內(nèi)的其他無線芯片和模塊相比,芯片和模塊的總成本(包括支持組件)要低得多。
互操作性和普遍性
藍(lán)牙協(xié)議非常開放。所有經(jīng)過認(rèn)證的藍(lán)牙設(shè)備都保證能夠相互操作。如今市場上有成千上萬種不同類型的藍(lán)牙傳感器和設(shè)備,并廣泛用于許多不同的應(yīng)用。
此外,藍(lán)牙操作的2.4GHz免執(zhí)照頻帶是全球可用的。因此,沒有必要為每個國家制造不同類型的藍(lán)牙傳感器。
做好準(zhǔn)備
為了成功地為IIoT做好準(zhǔn)備,并從狀態(tài)監(jiān)控和預(yù)測性維護(hù)提供的優(yōu)勢中獲益,設(shè)備制造商和系統(tǒng)集成商在設(shè)計(jì)最終解決方案時必須采取全面的方法。
關(guān)鍵考慮因素應(yīng)包括傳感器選擇、正確的無線協(xié)議和網(wǎng)關(guān),以及便于管理、分析和數(shù)據(jù)安全的管理平臺。