随着全球制造业的迅速发展，工业物联网（IIoT）正在成为一项变革性技术，逐步改变着传统的制造业模式。IIoT通过将设备、系统和人员连接到一起，实现了数据的实时共享与处理。这不仅提高了制造效率，还为企业带来了前所未有的灵活性和竞争优势。

那么，IIoT究竟如何影响制造业的未来？在本文中，我们将深入探讨IIoT带来的种种优势、在不同层级的应用，以及其面临的挑战。

IIoT对制造业的优势

1. 操作可视化与远程访问

通过IIoT，制造企业可以实时监控生产设备的状态和性能。操作可视化让管理层能够随时随地通过远程平台查看工厂内部的运作情况，及时调整生产线。这种远程访问大幅提升了企业对突发情况的响应速度，尤其是在工厂地理分布广泛的情况下，IIoT的远程管理功能显得尤为重要。

2. 流程优化

借助传感器、自动化系统和大数据分析，IIoT能够对生产流程进行全面优化。例如，通过监控设备的运行状态，系统可以主动调整机器的运行参数，以确保最佳的生产效率和产品质量。此外，流程优化不仅限于生产本身，还延伸至供应链管理、仓储和物流环节。

3. 预测性维护

传统的设备维护往往是在问题出现后才进行，而IIoT的预测性维护能够提前检测设备的潜在故障，从而减少非计划停机时间。通过对设备状态数据的实时分析，系统能够自动发出警报，建议设备何时需要维修或保养，从而大幅降低维护成本，并延长设备的使用寿命。

4. 智能化员工

IIoT不仅优化了机器的运作，也改变了工人的工作方式。智能化员工通过与机器、设备和信息系统的互联，能够获得更多实时的操作数据。这些数据有助于员工更好地理解设备运作情况，并做出更明智的决策。同时，智能穿戴设备等技术也在提升工人的生产效率和安全性。

5. 互联的劳动力

IIoT让制造企业中的所有员工都可以通过一个统一的平台进行沟通和协作，无论他们身处何地。通过移动设备或其他智能终端，工人和管理者可以实时分享信息、解决问题、做出决策。这种劳动力的互联不仅提高了工作效率，也提升了团队的协同能力。

6. 资产管理

IIoT通过传感器和定位技术，能够实时跟踪和管理企业的各种物理资产，包括设备、原材料和成品。这种精确的资产管理能力可以确保企业对库存、设备状态、物流等方面了如指掌，避免了库存过剩或短缺的情况发生。

7. 自动化订单履行

通过将客户订单与生产流程无缝连接，IIoT可以帮助企业实现订单的自动化履行。当订单信息输入系统后，生产设备可以根据需求自动调整产量和生产计划。这种灵活的生产方式能够大大缩短订单交付时间，提升客户满意度。

8. 合规性评估

在制造过程中，合规性是不可忽视的一个关键环节。IIoT能够帮助企业自动化地跟踪和记录生产过程中的各项数据，确保每个生产环节都符合行业规定和法律标准。这种实时的数据记录不仅减少了人为错误，还为未来的审计和质量控制提供了可靠的依据。

IIoT在制造业不同层级的应用

传感器层级

在制造业的基础层级，传感器是一个重要角色。IIoT中的传感器可以实时收集设备的温度、湿度、压力等数据。这些数据经过处理后，能为上层系统提供重要的生产信息，并为预测性维护、流程优化等提供依据。

控制层级

控制层级是制造过程中的核心部分。IIoT在这一层级的应用体现在对设备和生产流程的自动控制。通过传感器数据的反馈，控制系统能够动态调整生产参数，从而实现更精确的生产控制，确保产品质量的稳定性。

监督层级

在监督层级，IIoT通过提供实时数据和生产分析，帮助管理者全面掌控工厂运作。监督系统不仅能够监测设备的运转状态，还能生成各类报告，为管理者的决策提供支持。通过这一层级的监控，企业可以更好地管理生产过程，并提高整体运营效率。

操作层级

在操作层级，IIoT赋能生产线上的工人和技术人员，使他们能够更高效地操作和维护设备。通过实时数据的反馈，工人可以更快地做出反应，及时处理设备故障或生产异常情况。这不仅提升了生产效率，还降低了人为错误的发生率。

IIoT应用面临的主要挑战

标准化问题

IIoT在制造业的广泛应用面临一个重要挑战：标准化。不同厂商的设备和系统往往使用各自的通信协议和数据格式，导致设备间无法顺利互联。要实现真正的IIoT系统，行业必须在数据格式、通信协议等方面实现统一的标准。

网络安全威胁

随着IIoT设备和系统的互联，网络安全问题变得愈发突出。黑客攻击、数据泄露等安全威胁给制造企业带来了巨大的风险。为了防止潜在的网络攻击，企业需要投入大量资源来加强网络安全防护措施。

执行成本

尽管IIoT可以为制造业带来巨大的效益，但初期的执行成本却是不容忽视的挑战。从设备更新、系统集成到员工培训，IIoT的全面部署需要大量的资金投入。尤其对于中小型企业而言，执行成本可能成为其采纳IIoT技术的主要障碍。

结论

工业物联网（IIoT）作为制造业转型的核心技术，正在彻底改变传统的生产和运营方式。尽管面临标准化、网络安全和成本等挑战，但IIoT带来的操作可视化、流程优化和预测性维护等优势，无疑为制造企业提供了更高的生产力和竞争力。未来，随着IIoT技术的不断发展和成熟，制造业将会迎来更加智能化和自动化的新时代。

IEEE 802.3bt，也被人们称为PoE++，是目前PoE标准的最新版本。自2003年电子工程师协会（IEEE）批准第一个 PoE 标准以来，以太网供电（PoE）用例在工业界急剧增加，在工厂自动化、石油和天然气加工以及公用事业领域取得了进展。

一个完整的PoE系统，是由供电端设备（简称PSE）和受电端设备（简称PD）两部分组成，所以，常见的POE交换机，也属于供电设备，即PSE设备。

IEEE 802.3bt 于2018年发布，将PSE向PD提供的电量增加了三倍，同时降低了PD 所需的待机功率。IEEE 802.3bt 的创新功能还包括自动分类、支持 PoE 的 10G-BaseT、单/双签名 PD 和功率分级。

有两种类型的PoE++：Type 3 PoE从PSE提供60W功率，并为PD提供51W的输入功率，而Type 4 PoE从PSE提供90W功率，为PD提供高达73W的输入功率。这两种类型都向后兼容 802.3af 和 802.3at。

最常见的工业PSE类型，就包括了管理型和非管理型工业交换机，这些交换机往往通过嵌入PoE++ 技术来扩展功能和应用。现在很多应用场景已经把以太网交换机升级到具有 IEEE 802.3bt 的型号，不外乎以下五个原因：

1. 更广泛的大功率应用场景
   IEEE 802.3bt与前几代不同，它可以更好的支持 PTZ 安全摄像头、传感器、液位测量设备、PLCs、802.11ac 和 802.11ax 无线接入点、控制器、执行器和 LED 照明，以及工厂车间的其他高功率 PD。除了提供更多电力外，802.3bt标准的PoE交换机还发挥着为连接设备创建可靠网络以进行通信和交换数据的重要角色。
2. 网络可靠性加强
   对于连续运转的工业网络来说，如果因为故障而停机一分钟，可能带来数万元的损失。采用PoE++ 的工业交换机，可以创建更安全的冗余连接，利用故障转移机制，提高工业网络的可靠性，保障正常运行时间。
3. 实时控制、实时通信
   实际应用中，IEEE 802.3bt 增强了以太网数据的传输速度，最高可达每秒 10G。这一点非常重要，因为越来越多的运营技术（OT）应用需要实时控制和通信来降低成本并提高效率。例如：当存在传感器检测到零件准备好被拾取时，存在传感器发送指令到机械臂，然后，手臂将零件精确地放置在移动的装配带上。在这里，关键型信息必须无延迟地到达所有计算机。PoE++工业交换机经过一系列优化，使OT网络保持高响应，同时加强了网络可靠性。
4. 灵活安装，适合应用
   与所有版本的 PoE 一样，PoE++是基于标准的。这意味着可以通过单个工业以太网交换机实现多个PD之间的互动。这也意味着将检测到第三方非PoE PD，因此不会因工业交换机在CAT电缆上传输的电力而损坏。许多采用IEEE 802.3bt的工业交换机还支持配置网络拓扑，例如环形、网状等。此外，它们将支持RSTP / STP，IGMP和VLAN。最后，不会因为IEEE 802.3bt增加的功率而牺牲向后兼容性。配备IEEE 802.3bt的以太网交换机，能够与IEEE 802.3af和802.3at的PD类型适配。
5. 工业物联网
   现如今，IIoT技术越来越广泛，其应用也越来越复杂和耗电。在IEEE 802.3bt之前，大多数IIoT网络能够在单个端口上传输的功率为60W，IEEE 802.3bt在90W方面向前迈出了一大步。通过一根电缆安全传输 90W 功率，可以快速实施一系列 IIoT 技术。

配备 PoE++ 的Fiberroad工业 PoE交换机让您可以完全按照自己的需要自由设计工厂布局。PoE++ 意味着不需要电源线，支持 PoE 的设备可以安装在以前无法访问的地方。此外，单个 PoE交换机可以运行更多设备，同时传输电源和高速数据。Fiberroad工业PoE交换机设计坚固，适用于温度波动大、振动剧烈、电磁干扰的工业环境。

【快速链接】

PoE交换机 IEEE 802.3bt（PoE++）

PoE交换机 IEEE 802.3at（PoE+）

在工业4.0的大环境下，很多制造商开始利用工业物联网（IIoT）技术来优化生产和运营，从而部署了更高效的设备，同时也需要更快速的网络来保证机器人的高效工作。传统以太网协议已经很难支撑现有的新技术和新设备，这时则需要有一套兼容性高的技术能支持时钟同步及复杂的协议，以实现时间敏感数据的实时传输，这时就用到了TSN技术。

光路科技推出TSN交换机

经过长期的研发和测试，光路科技为智能制造、智能电网、轨道交通及其它5G应用提供了时间敏感型数据传输解决方案，推出了TSN系列交换机，它们具有确定性时延以及多协议传输能力，这些TSN交换机的低延迟、低抖动、高可靠性能，保证了数据的确定性传输和网络复用性。

TSN交换机的主要特色

TSN的全称Time Sensitive Networking，即时间敏感网络，是IEEE定义的标准技术，位于OSI模型的第2层（数据链路层），用于扩展当前以太网网络的功能，可在标准以太网上实现确定性消息传递。TSN技术通过利用时间同步方法（IEEE 802.1AS）和分时方法（IEEE 802.1Qbv）来确保确定性通信。

相比传统以太网通信，TSN技术可以混合实时通信和非实时通信。TSN能够将确定性服务降到微秒级，降低整个通信网络复杂度，实现信息技术 (IT)与运营技术(OT)融合，其具有精准的时钟同步能力，确定性流量调度能力，以及智能开放的运维管理架构，可以同时保证多种业务流量的高质量传输，不但提高了性能，而且减少了成本。

下表是光路科技TSN交换机支持的IEEE802.1关键协议：

IEEE 802.1AS	generalized Precision Time Protocol 通用精确时间协议。确保时钟同步，并达到微秒级甚至纳秒级的精度误差。
IEEE 802.1Qbv	Enhancements for Scheduled Traffic 增强预定流量，通常也被称为时间感知流量整形（TAS）。
IEEE 802.1Qcc	SRC增强功能和性能改进
IEEE 802.1Qav	队列及转发协议。时间敏感流的转发和排队增强（FQTSS）
IEEE 1588 (PTP V2)	Precision Time Protocol 精确时间同步协议。

TSN交换机将面向更多应用

新的工业控制需求，已经不允许在网络停止运行期间进行网络配置。光路科技的TSN交换机，通过IEEE 802.1Qcc 引入集中网络控制器（centr alized network configuration，CNC）和集中用户控制器（centralized user configuration，CUC）来实现网络的动态配置，可以在网络运行时灵活地配置新的设备和数据流，保证设备高效运行。

TSN技术已经在汽车网络开始应用，而在工业自动化、智能电网及诸多的5G NR网络还属于起步阶段。光路科技将根据各个行业实际应用场景进行研发，进行定制化解决方案研究，并推出面向不同行业领域的TSN交换机。