连接性是现代工业运营的支柱。随着工业 4.0 和工业物联网 （IIoT） 的兴起，制造商面临着越来越大的压力，需要无缝集成系统、收集可作的数据并实时做出更明智的决策。实现这一转变的关键技术之一是MQTT协议。当与强大的制造执行系统 （MES） 相结合时，MQTT 为制造连接提供了无与伦比的功能，确保数据在机器、流程和决策者之间无缝流动。
MQTT（即消息队列遥测传输）是一种轻量级消息传递协议，专为低带宽、高延迟环境而设计。它促进不同类型机器（控制器、PLC、网 关、边缘设备、MES 服务器、SCADA、传感器设备、云服务器等）之间的机器对机器 （M2M） 通信简单的设计允许在小型和低功耗处理器上进行消息交换。因此，它广泛应用于 IIoT 应用。MQTT 是一种发布/订阅协议，无需设备之间的直接连接。相反，它使用中央代理来管理所有通信，使设备能够更有效地发送和接收数据。
MQTT 旨在在受限环境中有效运行，非常适合拥有多样化且资源有限设备的工厂车间。
MQTT 支持低延迟通信，实现实时更新和更快的决策。
无论您的工厂车间有 10 台设备还是数千台设备，MQTT 都可以扩展以满足不断增长的运营需求。
MQTT 支持在不同平台上运行的系统之间的通信，打破孤岛并实现跨制造环境的无缝集成。
MES 的作用是通过连接各种系统、设备和人员来管理和优化工厂车间运营。为了使 MES 平台有效工作，它们需要来自机器和流程的准确、实时的数据。这就是 MQTT 协议发挥作用的地方。
传统的制造系统通常依赖于僵化和复杂的通信协议。这些可能难以实施、维护成本高昂，并且与新技术不兼容。MQTT 提供了一种现代、灵活的替代方案。它能够连接来自不同制造商的不同类型和设备和系统，这使得它在将传统和现代设备集成到统一的 MES 平台中具有无价的价值。
通过利用 MQTT 进行 MES 连接，制造商可以实现更高程度的透明度和对生产工作流程的控制，确保优化运营。
MQTT 的多功能性使其在广泛的工业机械中得到采用。以下是一些使用 MQTT 协议的常见机器类型以及它们可以传输的数据类型：
这些机器通常配备温度、压力和循环时间传感器，使用 MQTT 传输实时生产参数。这有助于监控质量并预测维护需求。
这些机器利用 MQTT 共享行程数、压力和刀具磨损状况等数据。这些数据对于确保零件一致性和确定维护要求至关重要。
CNC 设备发送基于 MQTT 的主轴转速、进给率和刀具振动数据，从而提高精度并减少停机时间。
MQTT 支持跟踪负载重量、皮带速度和电机健康状况，确保最佳运行并最大限度地减少生产瓶颈。
机器人技术中基于 MQTT 的通信用于位置精度、运动控制反馈和任务性能指标，从而改善自动化工作流程中的同步性。
采用MQTT的机械的多样性凸显了其普遍适用性。从注塑成型中的温度和压力数据到输送机中的电机振动，MQTT 确保关键数据不仅被收集，而且具有可作性。
Monoflo 的代表 Juan Hernandez 表示：“随着 MQTT 领域的演变和发展，迁移到 MQTT 作为处理和控制信令和数据捕获的数据流开始变得非常有意义。这使我们能够更好地利用数据。如果我们能够在过程监控中获得 MQTT 功能，以便能够捕获和使用数据，那将是一个完美的结合。工业 4.0 正在推动我们越来越多地走向这条路线，尤其是在数字化迫在眉睫的情况下。
将 MQTT 与 MES 系统连接具有显着的优势，可将数据转化为可作的情报。以下是制造商可以期待的关键优势：
制造运营通常取决于实时洞察——从机器性能指标到生产线输出。MQTT 擅长提供低延迟数据更新，帮助 MES 平台监控车间活动。实时数据可确保及时响应设备停机或流程偏差等问题。
现代工厂很少是静态的。随着时间的推移，会增加新的机器、生产线，甚至整个设施，以扩大生产规模。MQTT 的轻量级和灵活性使其能够在 MES 环境中轻松支持这些扩展。无论您是添加单台机器还是扩展到全球运营，MQTT 都能确保连接保持无缝和高效。
制造商面临的挑战之一是集成新旧设备。车间的机器可能来自不同的制造商，每个制造商都有不同的通信标准。MQTT 通过其与协议无关的方法充当转换器，使不同的系统能够通过 MES 进行有效通信。这确保了一致的数据交换，无论设备的使用年限或来源如何。
采用 MQTT 可以减少与专有通信解决方案相关的费用。它可以在现有基础设施上有效运行，减少了对昂贵的硬件升级或专用协议的需求。对于资源有限的制造商来说，这可以显着降低实施 MES 的进入门槛。
MQTT 包括安全套接字层 （SSL） 和传输层安全 （TLS） 等功能来加密数据，确保敏感的生产信息受到保护。这对于航空航天、医疗器械制造和汽车等合规性和保密至关重要的行业尤其重要。
借助支持 MQTT 的 MES，制造商可以收集温度、压力、振动和机器安培数等精细数据。这些数据成为预测性维护的基础，在潜在的设备故障发生之前识别它们。结果？减少停机时间并延长资产使用寿命。
对于准备利用 MQTT 和 MES 系统强大功能的制造商，以下是一些实际的入门步骤：
评估现有机器和系统的通信能力。确定哪些设备支持 MQTT 等现代工业通信协议或可以改装。
选择旨在与 MQTT 协议集成的 MES 平台。这将确保无缝数据捕获和处理。
为运营和 IT 团队提供培训，以了解 MQTT 实施及其与 MES 的集成。熟练的团队对于最大化系统效益至关重要。
从小规模部署开始，例如将 MQTT 集成到一条生产线上，并测试其影响。逐步扩展将最大限度地减少中断，并允许在完全采用之前进行调整。
定义需要收集和监控哪些数据。通过关注可能影响运营的可作指标来避免 MES 超载。
MQTT 协议代表了现代制造车间向高效、可扩展和可互作连接的转变。结合 MES 的强大功能，它使企业能够实现更高水平的效率、可靠性和运营洞察力。对于希望在工业 4.0 时代保持竞争力的制造商来说，投资支持 MQTT 的 MES 连接不再是一种奢侈，而是一种必需品。
通过将车间智能无缝集成到更广泛的运营策略中，MQTT 和 MES 系统共同为更智能的工厂和可持续增长铺平了道路。
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