工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下，聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)需要端到端的信息通道，一直延伸到最底層的現(xiàn)場層級。數(shù)據(jù)和信息需要在全球范圍內(nèi)可得，并在各個(gè)組件之間智能自主地進(jìn)行交換。IEC標(biāo)準(zhǔn)IO-Link作為一個(gè)信道，大約在10年前建立起來，而時(shí)間見證了技術(shù)的逐漸成熟。它表現(xiàn)出色，在世界各地被廣泛使用。根據(jù)增長預(yù)測，IO-Link正在成為全球標(biāo)準(zhǔn)。
近年來，人們一直在談?wù)摗肮I(yè)4.0”，那么這個(gè)術(shù)語意味著什么？工業(yè)4.0解決方案又需要滿足哪些要求？IO-Link如何助力？
過去幾個(gè)世紀(jì)的工業(yè)生產(chǎn)，深受幾次工業(yè)革命的影響。從機(jī)械化（工業(yè)1.0）開始，隨著大規(guī)模生產(chǎn)（工業(yè)2.0）和自動化（工業(yè)3.0），現(xiàn)在正朝著第四次工業(yè)革命的方向發(fā)展，其中包括機(jī)器、傳感器、執(zhí)行器和控制系統(tǒng)之間，通過一個(gè)共享的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)行自動交互，如互聯(lián)網(wǎng)。這需要全球化的數(shù)據(jù)和信息，還需要以智能自主的方式在各個(gè)生產(chǎn)組件之間交換數(shù)據(jù)和信息，這意味著必須具備直達(dá)工廠最底層的傳感器/執(zhí)行器層級的通信通道。
Q1:
為什么IO-Link被認(rèn)為是第四次工業(yè)革命的先驅(qū)？它有什么優(yōu)勢？
任何工業(yè)4.0應(yīng)用的開發(fā)，都要求提供綜合傳感器數(shù)據(jù)的可用性，這些數(shù)據(jù)提供需要的信息。作為獨(dú)立于制造商的通信技術(shù)，近年來在應(yīng)用中使用IO-Link變得越來越普遍，并作為工業(yè)4.0中要求的全球化可用數(shù)據(jù)和信息的基礎(chǔ)。IO-Link確保即使最簡單的傳感器和執(zhí)行器也可以在整個(gè)工廠結(jié)構(gòu)中提供過程數(shù)據(jù)以及識別診斷數(shù)據(jù)。在這之前需要現(xiàn)場總線連接復(fù)雜的傳感器系統(tǒng)，因此IO-Link可以保證從最底層的現(xiàn)場級到控制級的可靠的集成通信通道。
IO-Link的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是獨(dú)立于現(xiàn)場總線，因此可以集成到任何網(wǎng)絡(luò)中。作為世界上僅有的獨(dú)立于制造商和獨(dú)立于現(xiàn)場總線的技術(shù)之一，IO-Link是未來工業(yè)4.0應(yīng)用的理想選擇。
Q2:
工業(yè)4.0應(yīng)用須滿足哪些要求？IO-Link如何提供？
生產(chǎn)工廠對工業(yè)4.0追求的目標(biāo)是明確的——生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量最大化和停機(jī)時(shí)間最小化，未來工廠已經(jīng)將這些目標(biāo)納入設(shè)計(jì)考慮中。在這種情況下經(jīng)常使用諸如“狀態(tài)監(jiān)測”和“預(yù)測性維護(hù)”之類的術(shù)語。但在回答這些重要的工業(yè)4.0問題時(shí)，關(guān)鍵點(diǎn)是什么？——答案是數(shù)據(jù)透明化，只有相關(guān)數(shù)據(jù)有效可用的情況下才能做出明智的決策。在傳感器/執(zhí)行器層級進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，這些數(shù)據(jù)也是機(jī)器生產(chǎn)過程中主動干預(yù)的基礎(chǔ)。有關(guān)下一次生產(chǎn)停工、易損部件的實(shí)時(shí)狀態(tài)、傳感器狀態(tài)等信息，可能在未來的創(chuàng)新生產(chǎn)4.0中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
除工業(yè)以太網(wǎng)外，倍加福還將IO-Link用作所有新開發(fā)產(chǎn)品的通信標(biāo)準(zhǔn)。這樣就確保了倍加福傳感器是為工業(yè)4.0應(yīng)用而準(zhǔn)備的理想化產(chǎn)品。
IO-Link除了具備跨制造商的標(biāo)準(zhǔn)化接口之外，還支持三個(gè)基本功能——識別、參數(shù)配置和診斷，這是成功開發(fā)智能設(shè)備、面向未來生產(chǎn)的關(guān)鍵。
Q3:
工業(yè)4.0將為我們帶來怎樣全新商業(yè)模式？IO-Link將扮演什么角色？
工業(yè)4.0需要從傳感器到云的端到端集成數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)流經(jīng)由傳感器，傳至智能云端解決方案。支持IO-Link的傳感器為下一代工廠提供穩(wěn)定且面向未來的基礎(chǔ)。通過將傳感器數(shù)據(jù)集成到云生態(tài)系統(tǒng)中，可以創(chuàng)建新的業(yè)務(wù)模式。
在應(yīng)用商店中，專門從事特定軟件服務(wù)的外部公司，可以提供他們開發(fā)的應(yīng)用。憑借豐富的IO-Link產(chǎn)品系列，從傳感器、主站模塊和網(wǎng)關(guān)組件到支持云的軟件單元和軟件服務(wù)，倍加福提供從現(xiàn)場層級到云的端到端解決方案，這是創(chuàng)新工業(yè)4.0應(yīng)用至關(guān)重要的準(zhǔn)備步驟。
Q4:
為將IO-Link接入IT環(huán)境，我們正在做哪些準(zhǔn)備？
工業(yè)M2M通信協(xié)議，如OPCU UA或JSON對象，為IT層級到現(xiàn)場層級的端到端通信，提供了解決方案。
IO-Link Community正在開展工作，為數(shù)據(jù)和功能模式制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，以便將來的傳感器/執(zhí)行器連接到位于自動化層級之上的IT系統(tǒng)。OPC UA映射IO-Link的最終配套規(guī)范計(jì)劃在年底前發(fā)布，已經(jīng)開始實(shí)施參考系統(tǒng)。IO-LinkCommunity進(jìn)行JSON中映射IO-Link的數(shù)據(jù)模型工作。
Q5:
倍加福如何搭建“通往IT層級的橋梁”？將為用戶開辟哪些新機(jī)遇？
通過適當(dāng)?shù)闹髂K，可以實(shí)現(xiàn)IO-Link現(xiàn)場設(shè)備與IT層級基礎(chǔ)設(shè)施的連接，例如倍加福的支持多協(xié)議的現(xiàn)場模塊ICE1和并行地與控制面板通信的邊緣網(wǎng)關(guān)，在中間層級沒有任何中斷。傳感器數(shù)據(jù)可以在云平臺或本地系統(tǒng)中使用。
倍加福子公司Neoception開發(fā)了一種軟件服務(wù)，可在各種平臺上運(yùn)行，該軟件使用IODD（標(biāo)準(zhǔn)IO設(shè)備描述文件）解釋來自IO-Link傳感器的數(shù)據(jù)。此服務(wù)為在云平臺上的應(yīng)用提供傳感器數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化訪問。應(yīng)用軟件可用于記錄設(shè)備的狀態(tài)（狀態(tài)監(jiān)測），允許設(shè)備操作人員計(jì)劃預(yù)測性維護(hù)的操作，而無需深入研究傳感器其本身。
