工廠里每一臺設(shè)備都在產(chǎn)生數(shù)據(jù)，從設(shè)備數(shù)據(jù)的角度來看，可以從龐大的數(shù)據(jù)背后挖掘、分析設(shè)備意外停機(jī)的形成原因、良品率提高的方式等，還能找出更好的設(shè)備維護(hù)方式，從而提高工廠整體的生產(chǎn)效率，這是工業(yè)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)的價(jià)值。那么設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、傳輸、監(jiān)測成為其中關(guān)鍵步驟，在市場需求不斷更新以及技術(shù)提升中，物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)就此出現(xiàn)，要更好地了解它的價(jià)值和出現(xiàn)的契機(jī)，要從設(shè)備機(jī)器數(shù)據(jù)的采集、傳輸、監(jiān)測過程發(fā)展歷程說起。
在工業(yè)發(fā)展早期，數(shù)據(jù)采集的意識才剛剛出現(xiàn)的時(shí)候，由于
傳感器的匱乏加上傳輸技術(shù)的落后，大多都是依靠人工進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)量。人工計(jì)量的弊端不言而喻，耗時(shí)耗力并且能夠檢測的范圍是非常狹窄的，所以人工計(jì)量的方式很快就被工廠生產(chǎn)的需求給淘汰。
初期的本地監(jiān)測，數(shù)據(jù)采集的首次嘗試
真正意義上的數(shù)據(jù)監(jiān)測應(yīng)該從本地監(jiān)測開始。通過有線網(wǎng)絡(luò)將設(shè)備總控和
PLC或者 HMI連接起來，進(jìn)行本地的人機(jī)交互和信息交換，設(shè)備上的數(shù)據(jù)比如設(shè)備軸承溫度、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)直接顯示在 PC或者 HMI上面。
而顯示器需要近距離地安裝在設(shè)備總覽旁邊，同時(shí)需要人員一天24小時(shí)的監(jiān)控以及反饋。此時(shí)，人工的力量還是占了主導(dǎo)地位，如果依靠肉眼監(jiān)測終端顯示的數(shù)據(jù)并且要做出比較及時(shí)的反饋，工人需要輪班制不說，數(shù)據(jù)的反饋其實(shí)還是非常滯后和不精準(zhǔn)的。作為管理人員也無法及時(shí)了解工廠的數(shù)據(jù)，給出相應(yīng)的決策判斷。
由此可以看出本地監(jiān)測的實(shí)際意義不大，只是停留在簡單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作上。
以太網(wǎng)出現(xiàn)，延伸物理傳輸距離
由于本地監(jiān)測局限性太大，人們開始把以太網(wǎng)等有線寬帶技術(shù)運(yùn)用在數(shù)據(jù)采集、傳輸上，數(shù)據(jù)的傳輸在范圍上有了一定的延伸。當(dāng)工業(yè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)接入傳感器，通過一定的轉(zhuǎn)換到達(dá)以太網(wǎng)，再到達(dá)終端顯示。就傳輸范圍而言，在原有范圍基礎(chǔ)上是有了一定的拓展。
但是中間存在的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)差異導(dǎo)致通信并不能暢通無阻，且有線網(wǎng)絡(luò)的固有限制就是無法遠(yuǎn)程監(jiān)測，這又一次給工業(yè)數(shù)據(jù)市場提供一個(gè)巨大的需求。如何擴(kuò)大傳輸范圍？如何支持更多的協(xié)議，滿足不同的工業(yè)生產(chǎn)場景？以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸顯然不能夠滿足真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境中對于數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)測需求。
網(wǎng)關(guān)的出現(xiàn)，適配更多協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
真實(shí)的生產(chǎn)環(huán)境本身就很復(fù)雜，加上實(shí)際距離的限制，遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳輸成為了工業(yè)數(shù)據(jù)方面亟待解決的痛點(diǎn)。如何讓數(shù)據(jù)能夠低成本且高效地傳輸?shù)皆苹蛘哌h(yuǎn)程終端，成為行業(yè)重點(diǎn)的研究對象。
伴隨著2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、藍(lán)牙等無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸問題出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)，但多種通信協(xié)議的多重協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)也阻礙了設(shè)備與設(shè)備之間的“對話”。此時(shí)為了能夠適配更多協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)關(guān)的出現(xiàn)非常及時(shí)，在通信協(xié)議和數(shù)據(jù)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器，與網(wǎng)橋只是簡單地傳達(dá)信息不同，網(wǎng)關(guān)對收到的信息要重新打包，以適應(yīng)系統(tǒng)的需求。
網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)換能力結(jié)合無線通信協(xié)議技術(shù)，大大提高了物聯(lián)網(wǎng)延伸距離，但物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也面臨一些獨(dú)特的挑戰(zhàn)。其中一個(gè)挑戰(zhàn)是，受限于系統(tǒng)內(nèi)存、數(shù)據(jù)存儲容量和計(jì)算能力，很多物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)無法直接連接基于 IP的網(wǎng)絡(luò)，這樣就難以做到萬物互聯(lián)。而物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以填補(bǔ)這塊空白，在基于IP的公共網(wǎng)絡(luò)與本地物聯(lián)網(wǎng)之間架起一座網(wǎng)絡(luò)橋梁，使用在不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間。
通俗來講，有了工業(yè)網(wǎng)關(guān)，所謂的 M2M不再是狹義上機(jī)器與機(jī)器的對話，而是設(shè)備、系統(tǒng)、人之間沒有障礙的溝通。
但是溝通沒有障礙，那溝通的效率如何？有效信息有多少？除了數(shù)據(jù)采集、傳輸，能否承擔(dān)更多的功能？由于數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換，再上傳至云端計(jì)算分析，中間的時(shí)差導(dǎo)致無法及時(shí)地反饋實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)….這些都是傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)做的不夠好的地方，理所當(dāng)然也成為了工業(yè)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)突破口。