在找出物聯網建設問題之前,我們來先看看被鐵路工業稱為“黑暗領地”的軌道側線切換。這些切換非常重要——一旦一個人站在錯誤的位置上,火車可以用正常的速度和沿著側線走出原先軌道。這些區域之所以被稱為黑暗領地,是因為這些軌道位于偏遠地區,那里沒有自動信號燈,甚至還沒有電源線。列車長必需用目視確認每個切換開關都處于正確位置。
聯合太平洋公司的CIO林登特恩森很想要一臺可以告知調度員和工程師這些黑暗領地開關位置的監控器。特恩森說:“對于生活在消費科技世界的你我來說,這樣一個簡單的監控器似乎應該是價值100美元左右的設備。”但在鐵路領域,這個傳感器需要一個電源、通信鏈路以及強大的耐用性。特恩森的目標是:以10000美元以下的價格購買并部署。
對此,很多分析軟件供應商的銷售團隊都給特恩森通了電話,每個供應商都承諾可以幫助這家美國最大的鐵路公司分析數據。但是,特恩森遇到的最大問題是:他們依舊需要人工收集大量的數據。他說:“我一直告訴他們,如果他們能用便宜的傳感器解決我的數據收集問題,我一定會購買你的數據分析引擎。”
這就是現在物聯網的狀態----雖然有進步,但依舊阻礙重重。
交通,能源,重型裝備,消費品,醫療保健,酒店,保險等行業的企業都開始分析利用從機器,設備,應用等其他聯網物件中搜集到的信息。
聯合太平洋公司表示,通過對軌道傳感器的數據進行實時分析,企業已經減少了75%因軸承失效造成的列車出軌事故。GE發電和水處理集團公司也表示,通過分析傳感器采集的數據,他們已經幫助迪拜鋁業提高燃氣輪機燃油效率的1.5%并提高了3.4%的產量。石油和天然氣公司康菲也表示,通過對鉆頭速度和壓力進行實時的測量和分析,公司每年的開采成本減少了2.5億美元。聯邦快遞預計,由于卡車傳感器的幫助,公司每年節省了900萬美元的運營成本。
雖然在對待物聯網的態度上,企業用戶遠比消費者謹慎,但他們也同樣取得了不少的進步。舉個例子,迪爾公司已經可以遠程無線控制拖拉機和聯合收割機。佩戴RFID魔術腕帶的迪斯尼游客也開始享受到了不一般的服務。
當然,企業們依然遇到了很多障礙。聯合太平洋鐵路的特恩森稱,未來10到15年,以傳感器、網絡為基礎的診斷和預測性分析將是整個行業最大的技術性機會。也就是說,現在的進展要比他預期中慢得多。
惠而浦CIO邁克爾海姆說,“我們的腳指頭正踩在聯網海洋的淺灘中。”海姆的確看到了很大的潛力,并不僅僅是老生常談的諸如冰箱提醒你牛奶已經用完這類事情。如果用戶允許惠而浦遠程追蹤電器的使用狀況,這將是產品開發的福音。設想一下,如果冰箱可以警示用戶溫度變化、掛起失敗或者制冰器水壓過低,那生活又會變成什么樣?如果洗衣機可以根據通用電子錯誤代碼進行遠程維修,那又是什么情況?甚至更進一步,如果兒女可以遠程監控父母打開冰箱的次數,使用爐子的情況,一切又會怎樣呢?
惠而浦產品團隊正為這些聯網產品緊張努力著,海姆說:“這些產品將比你想象的更超前。”
以下是一些企業面臨的物聯網挑戰。
數據不夠
一個關于物聯網的神話是,公司擁有所有他們想要的數據。但是,事實上,這種情況并不存在。在現實中,收集一些類型的數據成本依舊太高,此外,數據的質量也不足夠好,整合數據的難題也沒有被完全攻破。
讓我們從數據收集開始說起。傳感器的成本不僅包括設備本身,它還包括安裝,維護,連接以及耗能。即使在工廠這樣嚴格控制的環境中,很多傳統設備并未內置互聯網連接,這也造成了很多安全和集成方面的問題。
特恩森說:“我們已經走了很長的路,我們也正盡力解決現有存在的問題。我只是對自己說‘如果我擁有10倍或20倍多的收集點,那么現在的情況會好多少?’。這對我來說,是現在最大的問題。”
數據質量是GE發電和水處理集團公司CIO吉姆福勒提出的另外一大問題。為此,GE正為天然氣和風力渦輪機開發監測和報警系統,需要包括客戶的運營數據和更換零件的庫存的更多數據。
通用電氣公司稱,目前收集到的這些數據并不足以提升公司的運營效率。GE正在使用的數據不夠及時,完整,準確。對此,福勒已經采取了兩個主要步驟,以提高數據質量。
首先,一年前,他建立了一個數據科學團隊,以尋找自動化收集關鍵數據的方案。其二,福勒創建了一個數據質量門戶網站,該網站顯示了小組正試圖改善的10個問題。每個月,公司總裁會得到一次報告。
作為企業CIO,福勒認為他“擁有整個環境的每一塊數據”,因此,他也需要對數據質量問題負責任。
有些數據并不可用。雖然我們聽到很多早期“智能電表”以及家庭自動化恒溫器收集到的實時數據的新聞,但它們卻沒有起多大的作用。這個冬天異常寒冷,很多發電廠也遇到電涌現象并因此中斷供電。如果電廠擁有準確的數據,那么他們根本就不會出現中斷供電這樣的事情。富勒說:“這個領域是我們接下來要關注的事情。”
網絡并非無所不在
比起前幾年,蜂窩網絡覆蓋面已經變得更廣,4G網絡也在不斷擴展。但一旦你走出大城市,你就指望不上蜂窩網絡了。
康菲石油已建成了橫跨德克薩斯州的無線電塔來傳輸傳感器數據,以優化氣體和油井生產。但是,今天的技術及傳感器已經產生了百倍的數據,這也超過了網絡的處理能力。康菲石油基礎設施建設和運營中心經理理查德巴克利表示:“這個網絡每時每刻都在傳輸著千兆字節的數據。”
企業需要建立一個分析數據的控制中心嗎?如果是的話,多快呢?或者,企業可以選擇性的傳輸一些鉆壓和速度這樣的重要數據,并減少緊急歷史數據的備份?巴克利說,他的團隊正試圖找出這一切的答案。
未來,物聯網模型將結合緊急需求機器處理以及批量數據即時分析。GE軟件副總裁將此描述為“實時的大數據處理過程。今天,根本沒有這樣的模型存在。”
對于那些銷售物聯網產品的公司來說,網絡連接并非他們要關心的主要問題。相反,他們應該專注用戶體驗,但這卻是產品制造商無法控制的事情。Kore(一家無線M2M連接服務提供商)總裁亞歷克斯布里斯班說:“在客戶看來,你正在做的每一件事情都和品牌有關。”
整合遠比分析難
無疑,連接設備和M2M連接會產生大量的數據。但奇怪的是,數據分析并非物聯網的阻礙。聯合太平洋的特恩森說:“數據分析是最小的問題。”
數據分析確實需要專業技術-----企業也需要了解企業業務的數據分析人員。公司經常需要改變業務流程,讓員工利用這些數據的結論。
但最困難的部分并不是分析數據;工業互聯網聯盟總裁理查德索利說,連接并描繪一個完整的數據圖像系統才是難點所在。工業互聯網聯盟是一個由AT&T,思科,通用電氣,IBM和英特爾發起,旨在讓集成、安全連接更簡易的組織。索利列舉了醫院經常失效的衡量氧含量的案例。
醫院還使用上下呼吸道傳感器來診斷病人胸腔疾病。由于缺乏標準和平臺,這兩個傳感器的數據卻很少集成一起。索利說:“這簡直在變相殺人。這是一個缺乏互聯網思維的工業系統。”
英特爾的物聯網業務的領導者斯蒂爾曼稱,公司在數據集成方面花費了90%的研究預算。他說:“這10%的部分值得我們花90%的精力研究。”
市場需要更創新的傳感器
一個典型的物聯網應用模型總是從收集數據開始。因此,企業值得在傳感器的創新和試驗方面花更多功夫。
創新已經開始了。在醫療領域,新一代的可穿戴式監測技術可以讓醫院工作人員跟蹤病人的健康。Progressive 和Allstate這樣的汽車保險公司也開始為用戶提供連接設備以分析用戶的駕駛習慣。
去年秋天,蘋果推出了iBeacon。這個低功耗藍牙設備可以讓商家在短距離內和消費者一起互動。舉個例子,零售商可以將一個產品優惠券放置在指定iBeacon傳感器附近的電話上。Shelfbucks(一家iBeacon管理平臺創業型企業)總裁埃里克麥克米蘭說:“這可以讓各大品牌在商店外就完成宣傳。”盡管Shelfbucks也提供了類似的近場通訊平臺,但麥克米蘭認為,零售商更喜歡可靠性更高的iBeacon。他說:“NFC是個非常不好用的技術。只有將其放置在一個精確的距離和位置,它才能奏效。兩年內,NFC將消失。”
聯合太平洋鐵路不僅進行了列車顛簸實驗,他們還用攝像頭并通過算法分析了捕獲的鐵路枕木圖像是否有等缺陷。特恩森稱,自動圖像分析能夠涵蓋人工檢查的90%的軌道區域。
GE稱,“視頻是工業領域最沒有得到充分利用的傳感器,這也是我們將看到的三個傳感器變革之一。”結合無人機,視頻技術將為我們打開偏遠和危險區域工業監控的大門。
傳感器行業第二個大的創新:用來測量振動、溫度和壓力的更完善和更實惠的環境傳感器。
傳感領域第三大創新則是“軟件定義的傳感器”:一個傳統傳感器和計算機技術的結合。
企業需要開始思考他們究竟需要什么樣的傳感器。湯姆森指出,今天的航空噴氣發動機內置的傳感器比上一代的要多出兩倍。但是,并不僅僅是高科技產品需要傳感器。特恩森正和一個復合材料枕木制造商探討枕木內置傳感器的意義。
安全問題
IT行業有著20年保護數據中心和對抗互聯網威脅的歷史。但如果IT人員沒有認識到物聯網世界運營的差別的話,這些經驗根本無法發揮作用。
湯姆森說:“最大的謬誤是使用傳統IT技術來解決物聯網問題。”舉個例子,和數據中心保護相比,M2M設備的物理尺寸顯然不一樣,渦輪的安全啟動本身就是個大問題。
湯姆森設想在電廠渦輪機上安裝攝像頭和傳感器,以觀察工程師的行為。看看工程師是否做了職責范圍的事情?到底是人為導致的故障還是自動損壞?機器需要一個更聰明的工具來對工程師的異常行為做出警告,當然,從本質上說,保護自身。
分離網絡是另一個安全的最佳實踐。福勒說:汽車上,防抱死系統和娛樂系統是分開的。
福勒指出,一個30年歷史的控制器系統并不會內置物聯網連接。GE很多相關的研究的重點都集中在控制器重建上,以便實現機器對機器的認證及其安全。
同樣,互聯網也需要建立新的機器對機器的通信標準。工業互聯網聯盟總裁索利說:“我們對互聯網的用途有著很多誤解。”
今日節省成本,明日創造收益
面向消費級市場的物聯網項目忽冷忽熱。谷歌斥資3.2十億收購Nest,可穿戴設備市場也正火熱中。但是與此同時,耐克卻宣布停止FuelBand健身追蹤裝置的開發。
目前,最成功的物聯網項目都是來自工業領域,它們給公司帶來成本節省而非新的創收。英特爾公司的斯特爾曼在制造業、智慧建筑、監控和電力供水優化、,城市政府使用和管理上看到了新希望。
但即使擁有這些工業項目,企業也不應該低估文化變革帶來的影響。他們應該對操作員,列車司機,護士和機械師進行培訓,告訴他們應該做什么。