工业无线，风起云涌

　　在苹果公司联合创始人和创新大师斯蒂芬•乔布斯去世之后，我读到的印象最深刻的文章是《斯蒂芬•乔布斯如何改变汽车行业》（刊登在《福布斯》杂志上）。

　　斯蒂芬•乔布斯不仅改变了计算机和娱乐产业，他还对汽车产生了巨大的影响。现在，人们看到自己的汽车就仿佛是起居室的延续。《福布斯》杂志驻底特律首席代表Joann Muller解释道：“可能没有哪一种外部设备或者公司，像苹果的iPod和iPhone这样对汽车的娱乐系统产生如此重大的影响。

　　iPod将统治了汽车娱乐几十年的CD机淘汰进了垃圾堆，并且很快成为车载音乐的默认设备，以至于“集成iPod”甚至成为几乎所有汽车制造商的关注点，变成了一个重要的汽车词汇。最近更是由于iPhone的强势，苹果再一次改变了汽车娱乐的规则。有谁还需要安装在仪表盘上售价2000美元的导航系统？为什么不使用iPhone的导航插件呢？现在，我们只是刚刚开始看到插件的影响，苹果几乎只是靠一己之力就影响了汽车制造商和他们的电子策略。而苹果的iPad现在也已经开始为昂贵的后排座椅娱乐系统拉起了丧钟。

　　我们也开始看到与消费品相关的创新正在蔓延到工业自动化的世界。在21世纪，工程、制造、车间和运营经理、维护工程师和其他工厂工作人员，都需要随时随地的查看当前的运营数据。

　　英维思运营管理公司的Wonderware事业部，已经发布了SmartGlance来弥补移动通讯上的鸿沟。这是一款移动插件，可以直接向用户的智能手机提供更新频率到每一分钟的关键车间数据报告和分析。

　　报告的生成和传输基于云技术，非常安全，可以保证随时随地查看车间数据，支持更快的决策，以及更加顺畅的合作。这一插件与Wonderware数据库以及其他数据源兼容。

　　SmartGlance融合了两项重要的移动计算技术：智能手机和云计算，可以使用工业网络数据，非常适合流程、电力和制造行业。来自车间的数据可以发送给云，用户可以使用装备苹果或者黑莓操作系统的设备连接数据。该插件还可以将数据转化为更容易理解的报告，可以随时随地查看。Wonderware英国和爱尔兰地区事业部经理Susan Roche说：“因为可以使用电子邮件分享报告，对于现场管理来说就可以更快更好的进行决策。”

　　然而，现实一点的话，我们应该认识到要让更加保守的控制工程和工业自动化行业接受这些创新，还是需要漫长的过程。

　　“尽管摩尔定律指出处理速度会在每18个月翻一番，然后价格下降一半，但是对于工业控制创新来说这还是猴年马月的事情。我要说的是，也许某一件事情在IT或者消费电子领域只要一年就可以接受，而在工业自动化这里却需要七年”，开这个玩笑的是John Kowal，他是ISA成员，也是机器自动化与控制组织（OMAC）的董事之一。

　　“我们还应该避免下一次‘现场总线战争’，这种情况现在看起来又要发生在集成安全网络当中了，”Kowal提醒说：“我们需要推动自动化技术与制造更加紧密的结合，无论是在发达或者发展中国家都是如此。”

　　M2M连接

　　也许人与人直接的互联网和物联网之间最可能的聚合方式就是使用现在无线厂商的全新机器对机器（M2M）产品。一份由Machina研究公司发布的最新报告显示，M2M的数量将从2010年的10亿个增加到2020年的120亿个，其中有23亿个将会用于无线广域网络连接。移动网络运营商预计在2020年将会从7140亿欧元的M2M市场中拿到400亿欧元的收益。

　　

　　尽管潜力巨大，但是要实现M2M还是一项非常复杂的任务。

　　“我们现在谈论M2M，有点像第二次工业革命”，报告的合作者Matt Hatton说到。在未来的十年当中，联网设备的增长将会从根本上改变我们生活和工作的方式。随着这种改变而来的，是灵活的服务提供商开拓自己市场的机会，是聪明的企业革命性改变工作方式的机会。”

　　Machina研究公司的《2010-20年M2M全球预测和分析》报告指出， M2M的连接数量将会占到2020年全球数据连接的一半。到2020年的时候，欧洲将会是M2M部署最多的地区，估计会占到全部连接数量的28%。而最大的两个单一市场将会是中国和美国，它们分别占总体份额的21%和20%。

　　这一巨大的机遇同时也意味着巨大的挑战，报告的合作者Jim Morrish指出：“在我们所分析数百个个应用中，任何一个都有着自己的独特之处。”他所指的应用需求来自设备制造商、服务提供商和系统集成商。

　　在收入方面，M2M的市场将会从2010年的910亿欧元增加到2020年7140亿欧元，年均复合增长率高达22.9%。欧洲将会在2020年带来超过2000亿欧元的收入，而美国将会是收入最多的单一国家，会带来超过1500亿欧元的收入，紧接下来的是中国，市场超过1100亿欧元。

　　根据重读移动网络内部观察者公司发布的报告显示，M2M还会在制造行业激发射频识别（RFID）技术的进一步创新。

　　“包括从航天到油气再到电子行业的很多大型公司，都在使用RFID技术管理多个M2M应用”，重读移动网络内部观察者公司的研究分析师和报告撰稿人Denise Culver指出。他接着说到，如果M2M和RFID解决方案供应商可以投入时间开发更新、价格更便宜的RFID标签的话，他们的机会无限。制造行业使用RFID和M2M技术主要的动因就是提供雇员和系统的生产率和效率。

　　制造企业的库存管理也是RFID和M2M供应商和服务提供商最主要的机会所在。RFID和M2M供应商最大的挑战是标签居高不下的价格，尤其是在今天技术预算不断降低的背景之下。

　　供应商在行动

　　制造执行系统（MES）和企业资源计划系统（ERP）都在越来越多的使用无线数据，用于工厂设备连接和企业网络层的通讯。像EnOcean这些公司可以制造无线模块，通过能源收集装置从周围环境中获取能量。这些装置可以从运动、灯光甚至温度差中汲取能量，驱动工业自动化的全自动充电和免于维护的解决方案。

　　仪表控制公司Spectris收购了红狮控制，最近它又收高了面向工业市场制造柔性工业以太网开关、自动化和无线解决方案的厂商Sixnet。

　　Radiocrafts发布了一款全新的、功能强大的网络协议，可以在低于1 GHz和2.4 GHz的频率下下运行，无需ISM许可。其中的TinyMesh可以在不借助外力的情况下实现自成型和自修复。据称因为其易于使用和自配置的功能，它已经在最短的时间内被市场接受。

　　Radiocrafts技术解决方案经理Hallvard Moholdt说，TinyMesh支持最大的节点网络互操作，可以在自动化应用在降低能源消耗。

　　低功耗蓝牙是由蓝牙SIG开发的一种开放式标准，它的目标是满足无线传感器应用对于超低功耗、快速连接、以及可靠性和安全性方面的需要。低功耗蓝牙的能耗要比传统蓝牙解决方案低10-20倍，短距离数据传输速度却要高出50倍。

　　像Bluegiga这样供应商已经发布了嵌入到客户应用中的开发工具。该公司的能量栈API支持开发人员使用标准的开发工具开发高度客户化的低功耗蓝牙技术。

　　紫蜂联盟最近宣布已经完成并且批准了由联盟成员Convergence Wireless、江森自控、施耐德电气、西门子、英格索兰和Ubilogix共同开发的紫蜂建筑自动化标准。紫蜂是一种绿色的全球性无线标准，可以智能连接和协调多种设备。

　　联盟还宣布发布第十个标准—紫蜂网关，它可以提供一个简单、高性价比的与互联网连接的方式，帮助服务提供商和企业将紫蜂网络与互联网连接。紫蜂网关支持连接基于互联网协议的网络，同时还可以连接各种云服务。

　　与此同时，行业巨头罗克韦尔自动化宣布，通过其面向室外、实时室内和低功耗流程仪表的集成架构系统，支持工业标准无线网络技术。

　　思科系统公司是罗克韦尔的合作伙伴，它为主流的工业自动化提供了全新的无线解决方案。这个领域其他的厂商还包括Data-Linc集团、FreeWave技术、Hiprom和Spectrum控制。

　　思科系统公司是罗克韦尔的合作伙伴，它为主流的工业自动化提供了全新的无线解决方案。

　　IEEE 802.11n（无线-N）标准可以用同样的方式改变无线以太网。根据罗克韦尔自动化的报告显示，它的全双重百兆网络改变了有线以太网，使主流应用的实时控制成为可能。它还对控制器对控制器、互锁以及提升操作员的移动能力具有影响力。

　　在不久的将来，无线技术将会作为有线架构的补充，非常适合车间中的设备部署。罗克韦尔自动化和思科一同开发的“无线到工厂”参考架构，目标就是为车间层提供行动指南和最佳事件案例。通用的标准支持网络互联，提升了通用无线基础架构的功能，进而可以更加高效连接并监控不同的设备。然而，行业的主要挑战还是在于简化M2M的部署流程。

　　“实施一项新的服务，通常需要不同的硬件架构搭配合适的软件，以及设备、IT系统和服务商之间的硬件连接，”弗若斯特苏利文公司供应自动化与流程控制研究团队的研究经理Laurel Donoho说道。

　　整个服务提供商体系的合作，不仅能够提升每一家公司的实力，还可以让人们更加理解新技术，为消费者创造价值。网络门户和社交媒介成为21世纪加强这种合作的强大工具。

　　举例来说，德国电信最近在鹿特丹举办的一次有一百五十名解决方案合作伙伴参加的国际会议上展示了它的M2M伙伴网站网站门户（www.telekom.com/m2m）。合作伙伴都可以使用这个门户，无论其公司的规模和国别。这为全世界的硬件、软件和服务提供商、系统集成和端到端解决方案供应商提供了一个国际化的展示自家M2M应用的平台。

　　这一门户还允许M2M环境新的合作伙伴和用户获取现有产品的信息、寻找合适的合作企业、将自己的想法变成现实。它既可以支持本地门户，也支持跨国贸易。

　　德国电信核心商业产品高级副总裁Rainer Deutschmann说，国际M2M竞争力中心和国际M2M服务联盟帮助企业分析针对特别应用场景的解决方案。M2M门户已经发布了来自16个国家和地区的40个合作伙伴的解决方案（其中包括来自亚洲的中国大陆、印度和中国台湾的产品）。他们在电信M2M竞争力中心的九大应用领域展示多种解决方案。这些领域包括能源、汽车通讯、医疗、商业零售、工业自动化、公共部门、安全、交通与物流以及消费电子。

　　前方的路

　　总的来说，工业自动化领域一个非常明显的趋势就是通过控制网络、以太网、广域和无线网络利用实时数据。无线联网正快速成为工业体系中全面控制和信息基础设施的关键组成部分。重振无线行业的关键前提包括自动化的通讯重连、对反射免疫、减少延迟、提升数据包传输速率。其他可以加分的项目还包括在商业射频技术的基础上使用IP实现长距离通讯和低功耗传感器网络。同时，包括逻辑锁在内的安全服务对于保护运营和智力资产也不可或缺。技术进步是推动成本降低和驱动创新的关键因素。诸如传感器、控制点和其他现场设备这些元件的商业化，连同最大限度提升资产效率和互联网一致性的需要，都推动着M2M应用的创新和不断进步。

　　安装的行业标准一般是六到十八个月（根据规模的不同），但是新技术可以将其缩短到几周，这得益于在多个层次上（设备到设备、设备到数据库（对于内部信息）和设备到应用）的更加紧密的通讯。学术研究网络也正在积极的融入到工业无线应用当中。比如，威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员就开发了一款名    为Airshark的软件解决方案，它可以在充满噪音的环境中、模拟和数字设备都存在的情况下，高度准确的识别出蓝牙和紫蜂设备。

　　风起云涌的无线技术将会继续提供确定性和高速的表现，满足工业生产中对于工人移动和实时通讯的需求。企业内部制造和商业系统的信息聚合，让企业更加敏捷，能够把握创新的基于。IT领域、无线通讯和车间联网方面的专家，需要花更多的时间了解彼此的领域和文化。