工業(yè)4.0描述了通過物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)和服務(wù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)變。工業(yè)4.0概念的提出，旨在提升制造業(yè)的智能化水平，建立具有適應(yīng)性、資源效率及人體工程學(xué)的智慧工廠，在商業(yè)流程及價值流程中整合客戶及商業(yè)伙伴。其技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)實體系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)。

智能制造作為工業(yè)4.0的核心，包括對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT的使用，實時數(shù)據(jù)分析和基于傳感器的監(jiān)控。其主要的應(yīng)用包括如下：

1、數(shù)字孿生 - 用于真實世界的仿真和建模

2、邊緣計算 - 以處理更接近原始數(shù)據(jù)和需要數(shù)據(jù)的地方

3、預(yù)測性維護(hù) – 通過使用IIoT傳感器和預(yù)測性分析來分析數(shù)據(jù)異常，減少停機(jī)時間并提高整體設(shè)備效率

4、協(xié)作機(jī)器人（cobots）- 是可以與人類一起安全工作以增加生命的機(jī)器人生產(chǎn)力并減少重復(fù)性工作

5、無代碼邏輯配置 - 增加可伸縮性并加快部署

6、AR - 通過基于AR的手動組裝指南、資產(chǎn)診斷來提高運(yùn)營效率

大數(shù)據(jù)支撐、高度智能化、效率最大化、業(yè)務(wù)流程透明化等是工業(yè)4.0及智能制造的核心特點及要素。而這其中，大數(shù)據(jù)的支持是實現(xiàn)工業(yè)4.0及智能制造的基礎(chǔ)也是最重要的環(huán)節(jié)。而數(shù)據(jù)連接方式的多樣性、數(shù)據(jù)的可用性以及數(shù)據(jù)的安全性是確保數(shù)據(jù)訪問的核心要素。

對此，SICK推出的TDC-E工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)為工業(yè)4.0及智能制造數(shù)據(jù)訪問和傳輸量身打造。

數(shù)據(jù)連接和訪問

工廠數(shù)據(jù)連接通訊有多種方式，包含使用固定的有線連接和無線解決方案，例如蜂窩，低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）和Wi-Fi。盡管有線以太網(wǎng)連接仍然是大多數(shù)工廠和倉庫的主要數(shù)據(jù)連接方式，但無線連接越來越受到青睞。

這主要因為專用蜂窩技術(shù)將在這些市場中引入移動性、可靠性、確定性網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。工業(yè)4.0工廠和倉庫需要連接大量數(shù)據(jù)輸入，并且需要云服務(wù)來大規(guī)模實時地分析數(shù)據(jù)。

此外，對于未來工業(yè)4.0工廠和倉庫，越來越多的移動組件將被采用，且需要不斷進(jìn)行重新配置，因此單純通過有線連接已無法滿足越來越多的應(yīng)用需求。

對此，SICK推出的TDC-E工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)除了支持傳統(tǒng)的有線以太網(wǎng)進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)通訊外，還支持基于WLAN及蜂窩的移動通訊及數(shù)據(jù)傳輸方式，可大大減少由鋪設(shè)電纜帶來的工作量和成本增加。

數(shù)據(jù)的可用性

對于智能制造而言，其實現(xiàn)的基礎(chǔ)是數(shù)字互聯(lián) - 將整個企業(yè)從底層設(shè)備、現(xiàn)場傳感器到機(jī)器的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、能耗等進(jìn)行采集，并為全局的生產(chǎn)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線僅解決在控制層面的數(shù)據(jù)，而對智能制造則牽扯到全局的優(yōu)化、策略、路徑、規(guī)劃的問題，而這些互聯(lián)又牽扯到基于不同總線協(xié)議及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的訪問和使用，如何采集和使用來自不同接口、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)議的跨平臺數(shù)據(jù)，是智能制造大數(shù)據(jù)處理的一大難題。

為此，OPC-UA協(xié)議為工業(yè)4.0及智能制造的數(shù)據(jù)通訊量身打造。OPCUA是OPC基金會（OPC Foundation）創(chuàng)建的新技術(shù)，更加安全、可靠、中性（與供應(yīng)商無關(guān)），為制造現(xiàn)場到生產(chǎn)計劃或企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)傳輸原始數(shù)據(jù)和預(yù)處理信息。

使用OPC UA技術(shù)，所有需要的信息可隨時隨地到達(dá)每個授權(quán)應(yīng)用和每個授權(quán)人員。為此，TDC-E工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)完美支持OPC-UA通訊協(xié)議，可連接至不同通訊接口，采集不同網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)通過OPC-UA協(xié)議傳輸至上位系統(tǒng)，如SCADA、MES等。

數(shù)據(jù)安全性

隨著互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)的不斷融合，使得企業(yè)的操作系統(tǒng)更為復(fù)雜，數(shù)據(jù)也越來越龐大，各種數(shù)據(jù)安全問題也越來越引起眾多企業(yè)的重視。

為了保護(hù)關(guān)鍵的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，制造商應(yīng)確保技術(shù)供應(yīng)商在整個環(huán)節(jié)上使用強(qiáng)大的加密密鑰實施端到端加密。必須檢查供應(yīng)商的加密是否達(dá)到適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)水平，以及從云計算到邊緣計算的范圍。針對此，TDC-E工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)從多個方面加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性管控，保障數(shù)據(jù)在整個采集和通訊過程中的安全無竊取。