工业物联网 (IIoT) 是一个用于集成网络物理系统 (CPS) 的特定术语。 它被应用于制造业、运输业、公用事业等多个行业的监控和维护领域。 通过在工业设置中引入物联网，开发了高效可靠的工业自动化和控制系统 (IACS)，称为操作技术 (OT)。
CPS 是一种传统的系统（软件、硬件、通信接口、物联网传感器、边缘和云计算），如果不是分布式，则主要是集中化的。 CPS 作为机器和计算资源之间的集成物理资产，在工业 4.0 中扮演着核心角色。 一个额外的智能软件单元（人工智能-AI）将在基于物联网的监控和维护系统中增加价值。
工业资产的维护成本在生产线的总运营成本中非常重要。 有充分的文件证明，维护成本从产品成本的 15-60% 不等。 维护不良还可能导致生产高峰时段停机。 工业物联网正处于一个大阶段，其中包括与工业系统的更大连接性。
在工业领域，物联网网络基础设施是从各种传感器（如压力传感器、热电偶、电阻温度检测器（RTD）等）收集关键数据的主要来源。根据其作用，一些传感器的工作不涉及工业资产维护过程中的任何扰动。 虽然其他传感器（例如 RTD）使用向设备注入信号的方法来测量其响应，以便进行维护。
一般来说，有 四种类型的维护技术被 ABB （瑞士-瑞典跨国公司）上市。 他们是
- 纠正性维护： 这种维护工业机械的方法在资产发生故障后开始实施。 这是一种具有成本效益的方法，无法承受或维持组件突然故障。
- 预防性维护： 此方法基于时间和使用触发因素，以延长工业资产寿命。 它是在预先确定的时间间隔之间计划的基于例行的维护策略。
- 基于风险的维护（RBM）： 该方法专注于机械资源有限的工业环境。 这遵循的原则是平衡工业资产的失败概率 (POF) 和故障后果 (COF)，从而降低高风险和停机时间。 根据从这些机械中提取的传感器数据，显示异常行为的资产将被翻新或更换。 这种方法确保了工业资产的高可靠性、安全性和效率。
- 基于状态的维修：建 立信任措施的其他术语称为 “在线监测” 或 “预测性维护”。 维护取决于资产的当前状况，这是通过目视检查、测试以及从嵌入式传感器收集的实时性能数据来确定的。 它是强大和广泛使用的方法之一，如今这种技术是使用由人工智能 (AI) 算法提供支持的高级先进信号处理技术自动化的。 这种结合大数据和机器学习算法的技术可以在不久的将来实时检测出严重故障的发生情况。
根据 IBM 的分析，预测性维护市场规模将从 2019 年的 30 亿美元增长到 2024 年的 107 亿美元。
为了管理和维护复杂的工业流程和资产，需要一个基于云的自动化、高效的 PDM 平台。 这项为工业 4.0 提供专门的维护和管理平台服务，由 Faststream 技术 提供。 这个基于状态监控的 Faststream 技术解决方案将 IIoT 作为其技术堆栈中的关键元素。
依靠基于状态 (CbPDM) 策略的预测性维护 (PDM) 比传统 PDM 更有效和生产力。 具有动态决策阈值和优化的数字信号处理 (DSP) 算法的 PDM 已成为最大限度地减少资产停机时间和相关管理成本的有前途的工具。 状态监测系统 (CMS) 是 PDM 的基础，通过与多个机器学习 (ML) 管道并行协作，可以早期预测潜在危险和未来故障。
工业物联网与计算机化维护管理系统 (CMMS) 相结合，为资产维护运营带来了新的可能性。 CMMS 是一种计算机软件工具，旨在以数字方式优化维护任务。 物联网是实时数据连接的巨大来源。 这种实时大数据是通过监控和数据采集 (SCADA) 获取的。 然后将收集的数据连接到 CMMS 系统，以便实时监控和跟踪资产的运行状况。 这里的 IoT 作为一个中介机构，负责连接、共享、分析、监控和不断决策来自工业资产和系统的数据。
Faststream Technologies 提供的 CMMS 软件使用各种维护触发器，如分解触发器、时间触发器、使用触发器、事件触发器、状态触发器和仪表触发器，通知技术人员资产所需的维护警报。
要提前发现和防止制造设备或资产的潜在故障， Faststream Technologies 平台需要一些技术堆栈，如下所示：
- 智能物联网传感器 — 工业物联网中的传感器在物理系统之间的链接中起着至关重要的作用。 Faststream 技术支持收集各种形式的数据（热图像、振动分析、声学信号、设备观察等）。 然后，所有这些实时数据都使用低级通信协议（例如串行外设接口 (SPI)、互集成电路 (I2C)、RS-232 等）连接到 IIoT 网络/网关。这些协议是使用物理电路构建的，如通用异步接收器或发射器 (UART）和通用接口总线（GPIB）。
- IoT 网关 — IIoT 网关旨在提供物联网传感器和云服务器后端之间的垂直服务。 在更复杂的工业环境中，甚至还需要使用智能 IoT 网关（现场网关）来进行边缘计算。
- 云服务 — 由于云服务（微软 Azure，亚马逊，Thinkspace 等）正在发展在一个大阶段基于云的 CMMS 平台托管有几个优点。 各种云服务，如集中式大数据仓库、无服务器计算、分析报告等
- 应用程序界面 — Web 或移动 API 充当接口或控制单元，用于显示有关资产运行状况和监控状况的可定制报告。
预测性维护端到端平台的技术堆栈
Faststream Tech PDM 平台采用通用模型，用于开发先进的预测性维护解决方案，适用于领先的石油和天然气生产公司、电力行业、铁路、石化公司、机械工程公司、物流等多种行业。如今，在竞争激烈的工业世界中，Faststream 技术的 PDM 平台具有强制性的作用，因为几个有益的因素，例如，
- 缩短维护时间 — PDM 有助于消除 20%-50% 的基于时间的日常维护，并将维护成本降低 5%-10%。 Faststream 技术提供远程在线和离线 PDM 服务，减少维护任务所花费的总时间。
- 提 高效率和生产力 — 通过持续的实时监控，可以提高产品效率，优化维护成本。 除了 AI 技术之外，它还可以进行根本原因分析，以提前预测故障。 随着生产力的提高，它带来了客户满意度。
- 收入来源 — 原始设备制造商 (OEM) 可以通过在故障发生之前向客户提供我们的服务（预测性分析、仪表板或技术人员派遣服务）来创造收入。
- 竞争优势 — Faststream Technologies PDM 解决方案能够集成新的决策规则，并适应不同类型的工业机械，给市场上的竞争对手带来巨大而强大的挑战。
- 提高安全 性 — 通过正确的工具、正确的策略和大量数据，工人安全隐藏的挑战得到解决。 借助强大的机器学习和 AI 算法，很有可能早期检测设备故障。 Faststream 技术 的这一安全功能使其能够为员工提供安全的环境。
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