物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在航空中的應(yīng)用是怎樣的

在全球范圍內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)如同20年前的互聯(lián)網(wǎng)，已經(jīng)成為當(dāng)前產(chǎn)業(yè)界、學(xué)術(shù)界和工程界的熱點(diǎn)，未來物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將達(dá)到超萬億美元的規(guī)模。在美國先進(jìn)制造業(yè)、德國工業(yè)4.0和中國制造2025等國家戰(zhàn)略的帶動(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連同大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)、云平臺(tái)技術(shù)、認(rèn)知計(jì)算技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)作為核心技術(shù)融入到智能制造技術(shù)體系。

物聯(lián)的樸素含義是物與物之間的信息通信，信息通信包括有線和無線兩種方式，最早的無線通信是從“無線射頻識(shí)別”技術(shù)發(fā)展而來。無線射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)明于二戰(zhàn)。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域

圖2 設(shè)備互聯(lián)應(yīng)用開發(fā)與運(yùn)行示范平臺(tái)

無線射頻識(shí)別技術(shù)在戰(zhàn)后得到迅猛發(fā)展，1990年，IBM實(shí)驗(yàn)室取得了高頻RFID專利，為大規(guī)模商業(yè)推廣提供了基礎(chǔ)。2000年，麻省理工學(xué)院Auto-ID實(shí)驗(yàn)室第一次提出“物聯(lián)網(wǎng)”術(shù)語，之后物聯(lián)網(wǎng)在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛共識(shí)，但是由于技術(shù)與應(yīng)用的快速演進(jìn)，一直以來，物聯(lián)網(wǎng)的定義與內(nèi)涵在世界范圍內(nèi)沒有一致的描述，但其內(nèi)涵有逐步擴(kuò)大的趨勢。隨著各國對(duì)智能制造的廣泛認(rèn)同，智能制造賦予了物聯(lián)網(wǎng)新的內(nèi)涵，智能制造對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提出了更高的要求。

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

世界各國圍繞物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用開展了大量的研究工作，如國際組織ITU、OASIS、W3C、IEEE，美國NIST組織，歐洲的ETSI組織等，一些行業(yè)聯(lián)盟相繼成立，共同組織開展研究工作。通過對(duì)各方研究成果分析，可以總結(jié)出物聯(lián)網(wǎng)的如下關(guān)鍵技術(shù)：

· 物聯(lián)技術(shù)：這里的“物”是指除與應(yīng)用系統(tǒng)之外的一切事物，在制造領(lǐng)域指包括外部供應(yīng)鏈以及內(nèi)部加工生產(chǎn)過程中的全部生產(chǎn)要素。

· 唯一標(biāo)識(shí)技術(shù)：確保接入網(wǎng)絡(luò)的“物”具備唯一標(biāo)識(shí)，典型技術(shù)包括EPC技術(shù)、IPV6技術(shù)。

· 泛連接技術(shù)：是指在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)， “物”都可以保持在線狀態(tài)。

· 傳感/驅(qū)動(dòng)技術(shù)：傳感器與驅(qū)動(dòng)器是實(shí)現(xiàn)雙向信息傳遞的基本條件。

· 嵌入式智能技術(shù)：通過內(nèi)嵌智能芯片與微操作系統(tǒng)，結(jié)合基于網(wǎng)絡(luò)的分布式計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的嵌入式智能。

· 互操作技術(shù)：從機(jī)器與機(jī)器技術(shù)發(fā)展而來，是指“物”與“物”之間能夠?qū)崿F(xiàn)互操作。

· 自配置技術(shù)：未來連入物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量達(dá)到百億級(jí)，因此自配置技術(shù)將極大提高設(shè)備接入效率。

· 可編程技術(shù)：是指基于內(nèi)嵌的編程與運(yùn)行環(huán)境，實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)編程與升級(jí)能力。

· 安保與隱私防護(hù)：是指物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)層面的安全保障及隱私防護(hù)。

·互聯(lián)網(wǎng)接入：互聯(lián)網(wǎng)接入也作為物聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)，正如公有云和私有云的區(qū)分，物聯(lián)網(wǎng)也可僅作為局域網(wǎng)絡(luò)或廣域?qū)Ｓ芯W(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)與智能制造的關(guān)系

物聯(lián)網(wǎng)涉及領(lǐng)域廣泛，從應(yīng)用視角看，物聯(lián)網(wǎng)是一種基礎(chǔ)設(shè)施，物聯(lián)網(wǎng)適用于所有業(yè)務(wù)領(lǐng)域；從技術(shù)視角看，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)是一種使能技術(shù)，基于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)組合構(gòu)建的系統(tǒng)規(guī)模沒有嚴(yán)格要求，可以小到智能家居系統(tǒng)，也可以大到智慧城市平臺(tái)。根據(jù)IEEE總結(jié)的物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涵蓋了所有領(lǐng)域（見圖1）。在各國的智能制造架構(gòu)中，一致認(rèn)為賽博物理系統(tǒng)（Cyber-Physical System，CPS）是智能制造的核心。賽博物理系統(tǒng)大量應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息空間與物理空間的深入融合，打通橫向供應(yīng)鏈、縱向企業(yè)各層級(jí)、實(shí)現(xiàn)端到端價(jià)值鏈的集成。

針對(duì)航空智能制造的物聯(lián)技術(shù)驗(yàn)證

中航工業(yè)已經(jīng)發(fā)布《中國航空工業(yè)集團(tuán)公司智能制造架構(gòu)（V1.0）》，明確需求導(dǎo)向、頂層規(guī)劃、示范帶動(dòng)和整體推進(jìn)的總體發(fā)展思路，成立智能制造創(chuàng)新中心，未來將突破三大關(guān)鍵技術(shù)、落實(shí)七項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。智能制造創(chuàng)新中心將在集團(tuán)公司統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下統(tǒng)籌開展智能制造發(fā)展規(guī)劃、架構(gòu)設(shè)計(jì)、技術(shù)體系建設(shè)、關(guān)鍵共性技術(shù)研究和驗(yàn)證、試點(diǎn)示范項(xiàng)目的篩選和推薦、解決方案開發(fā)、技術(shù)交流、國際合作和培訓(xùn)、服務(wù)實(shí)施以及最佳實(shí)踐模式的總結(jié)、提煉與推廣。

當(dāng)前，智能制造創(chuàng)新中心圍繞物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，以連接、連續(xù)、測量和優(yōu)化為遞進(jìn)層級(jí)，面向航空行業(yè)典型裝備，基于工控網(wǎng)與辦公網(wǎng)絡(luò)，搭建設(shè)備互聯(lián)應(yīng)用開發(fā)與運(yùn)行示范平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)、透視與優(yōu)化的應(yīng)用構(gòu)建（見圖2）。

隨著新技術(shù)、新應(yīng)用的不斷引入，物聯(lián)網(wǎng)的概念將持續(xù)演進(jìn)，也會(huì)將大量的新技術(shù)納入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系，智能制造創(chuàng)新中心將持續(xù)跟蹤前沿技術(shù)，推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在航空智能制造的深入應(yīng)用。