物联网技术在烟草机械设备中的应用研究杨阳 吴兴雨 张华勇

发表时间:2020/7/3   来源:《科学与技术》2020年6期   作者:杨阳 吴兴雨 张华勇
[导读] 近年来,我国烟草行业发展势头迅猛

         摘要:近年来,我国烟草行业发展势头迅猛。物联网主要是指在协议规定的范围内,通过安装射频识别、红外感应器、全球定位系统和激光扫描等仪器设备,对物体进行扫描与监控,利用物品身上的特征码或标识符对物品进行信息入库,上传至网络数据库之中,在物品和互联网之间建立联系,彼此进行信息交换和通信,从而实现对物件的智能化识别、动态监测追踪,完成企业中的物品管理工作,促进烟草产业更好、更快发展。
         关键词:物联网技术;烟草机械设备;应用
         引言
         目前,由于烟草机械设备物联网没有统一的行业标准和要求,而设备联网相较于产品联网有更多的问题需要解决,烟草机械产品物联网的能力增设构架模式不统一,能力发挥不足,甚至有些烟草机械的物联网沦为设备的冗余能力。特别是烟草机械的物联网安全标准无法统一。为此,通过分析烟草机械物联网需求、所面临的安全风险,构建一种烟草机械产品的物联网体系,提出了烟草机械产品物联网安全等级概念,以期满足烟草行业信息化与工业化深度融合的需要。
         1物联网技术概述
         物联网技术是指物件与物件之间实现网络沟通,这是除了人与人在互联网上沟通的另一大突破,也就是说使用者可以通过互联网得知物件使用信息。比如说无线识别系统、红外线感应器、全球定位系统等各种类型的设备工具,将这些能够对实际物体感应的设备与互联网络结合在一起,实现数据的实时传输与共享。比如说在酒店门口设置的红外线感应门,当有人走近时启动红外线自动开门,如果把这一设备与互联网结合在一起,那么互联网就可对红外线启动的次数,也就是门开的次数进行统计,用来得出当天酒店的人流量如何,采取更高的科技技术还可进行对进出人数的不同计算。同理,将物联网技术运用在烟草企业的运营管理中,能够及时整理出烟草生产产量或者烟草输出产量,还有烟草质量等,可有效提升烟草企业的实际运营管理。
         2物联网技术在烟草机械设备中的应用
         2.1存在的挑战
         烟草机械物联网系统能够改善当前烟草机械在设计开发、运行维护中存在的大量问题,但是构建烟草机械物联网系统也存在挑战。首先不同系统之间的互操作性,IPC、PAD、PHONE端取得相同的控制及显示效果目前仍然是困难的,需要在现场端/云端/终端开发不同的系统,初次工作量较大,比如在现场端的监控画面的显示效果由于系统的不同在手机端显示就与现场有所不同,当然这些区别是取决于具体采用的软件的。要做到远近端全部一致,目前的技术还无法做到。增设物联网系统的安全性也是一个重大的挑战。
         2.2基础方案
         相较于单一的物体,机械设备中物联网技术的应用更加复杂,需要对传感器数据进行融合,并考虑到设备与设备、设备与环节之间的关联,为此,需要构建描述层,负责发送设备的运行信息,信息内容涵盖至历史信息、设备健康情况、与外围设备的关系。描述层需要应用大量传感器,在用户干预下来对传感器信息进行判断,这也是开展维护、诊断工作的前提,描述层中的信息既有大量内部信息,也要将外部信息纳入其中。如,在膨胀设备中,填充值、出入口水分、环境温度与湿度也都是其中的关键数据,上述数据对于生产状态的改进有重要影响。同时,在设备的描述中,还要设置经历分量,负责描述设备的各项历史信息,如外围条件、设备初始计算能力等。
         描述完毕后,即可借助IOT协议与互联网技术,将设备信息发送至云端,与生产厂家共享,从物联网的架构来看,烟草机械设备中的物联网包括传感器、自动化控制系统、外部设备、人工干预等组成,云端负责云储存,配备专门的通信系统,由浏览器、APP、应用程序共同组成接口。

在软件协议与网络上,主要应用4G、WIFI,相较而言,4G的维护费用相对较高,软件协议优先应用JMS、AMQP与REST/HTTP,上述协议是基于以太网作为基础,具有很强的兼容性,可以满足设备的运行要求。
         通过物联网技术的应用,实现了烟草机械设备的远程诊断与维护,云端设置了监控程序,厂家可以便利的查看到设备运行状态、磨损情况,接受传感器信号,如果出现异常,会及时给出预警,并结合相关的事件信息、报警信息、数据信息来进行诊断。物联网技术的应用为信息的存储、分享提供了便利,解决了远程监控与远程维护的问题,大大降低了企业的成本。
         就当前的应用来看,烟草行业与物联网技术的结合还处于初级发展阶段,其中也存在不少技术障碍,如“RFID识别率”的问题,关于RFID识别标准,全球还没有制定出统一的标准,尽管各国的标准差别不大,但是却经常无法实现兼容,加之当前我国RFID技术的问题,也在一定程度上影响了物联网技术与烟草机械设备的结合。为此,在下一阶段,需要基于现有的信息系统作为基础,构建出符合我国实际情况的存储系统,同时,烟草企业也要不断革新技术应用,以网络技术作为发展媒介,做好精益管理、供应链管理工作,构建可控关键节点,提高服务水平,进一步深化物联网技术在企业中的应用。
         2.3安全风险控制措施
         物联网技术在烟草机械设备中面临的最大挑战就是安全风险问题,尽管数据的共享为企业运营提供了便利,但是也增加了数据泄露的风险,对此,需要采用有序的技术手段来降低安全风险。考虑到物联网与工厂设备运行状态、实物相关,除了数据泄露隐患之外,还可能出现无法预知操作、未授权操作问题,若把控不当,可能对操作人员的人身安全造成威胁,针对上述问题,需要做好安全等级的划分,具体来看,需要关注“设备运行与物联网耦合度”、“物联网与设备安全隔离”、“物联网设备控制能力”、“物联网数据运行能力”几个因素,将其划分为五个等级,L1为最危险级别,极易引起数据泄露或者设备被他方控制,L5为最安全等级。对于烟草企业而言,需要把握好L4与L5决定权,由设备常见负责提供安全保证,L3、L2与L1由双方共同决定、实施。
         2.4加强信息人才培养,完善人才结构
         企业要想充分发挥物联网技术的优势,就要加强对信息人才的培养,完善企业内部的人才结构。企业要加强对人才的跟踪管理,如建立相关的人才数据库,在数据库中针对每位技术人员都建立相对应的文件夹,在文件夹中保存他们生活方面、工作方面等的实际情况。管理者根据这些人的特点,提供相应的工作机会,做到各尽其能。对于那些不适应岗位的员工要及时交流,结合数据库中的信息进行适当的调整,努力做到信息技术人才与岗位相匹配,最大限度地发挥人才的优势,推动物联网技术更好地应用到企业发展中。烟草物联网技术的应用是一项综合的系统工程,所以,企业在加强对人才培养的基础上要努力打造一支初级、中级、高级层级相互衔接的人才队伍,形成人才队伍的“金字塔”结构。除了对公司人才进行科学管理之外,企业还可以引进一些复合型人才,如物联网工程、传感网技术以及智能电网信息工程专业的人才等。
         结语
         将物联网技术应用在烟草机械设备中,能够显著解决设备维修、保养的问题,但是,物联网技术的应用也存在安全问题,不仅存在通信安全问题,还会引起数据安全、设备安全问题,因此,在物联网技术的应用上,还要严格把控安全关,将安全隐患扼杀在萌芽。
         参考文献
         [1]耿欣.烟草行业工业控制系统安全保障体系构建[J].烟草科技,2017(12).
         [2]李敏,文燕,李为民.基于物联网技术的实验室智能化管理的架构设计与探讨[J].科技与创新,2017(11).
         [3]周华清.物联网架构及智能信息处理理论、重点技术研究[J].电脑知识与技术,2017(22).
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