工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和數(shù)字化生產(chǎn)制造的應(yīng)用，幫助深陷競(jìng)爭(zhēng)壓力的制造企業(yè)降低停機(jī)時(shí)間和能耗、減少產(chǎn)品缺陷、并加快新產(chǎn)品的推出。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用打破了IT/OT之間的藩籬，正在不斷改變著制造業(yè)。

據(jù)思科系統(tǒng)公司高級(jí)經(jīng)理Douglas Bellin先生介紹，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)架構(gòu)的應(yīng)用和數(shù)字制造的效益帶來(lái)的真正好處包括：停機(jī)時(shí)間減少、缺陷率降低、新產(chǎn)品推出加快、設(shè)備效率提高、以及庫(kù)存和能源消耗降低。

1實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)的效益

在IIoT出現(xiàn)之前，自動(dòng)化專家使用IIoT架構(gòu)已經(jīng)有好多年了。“多年來(lái)，我們一直在做物聯(lián)網(wǎng)。”Bellin指著機(jī)器到機(jī)器(M2M)通信以及和其它信息集成工作說(shuō)道。

IIoT的實(shí)施幫助制造業(yè)企業(yè)解決了多年來(lái)所承受的“痛苦”，如：能源成本上升、員工老齡化、維護(hù)成本高昂、全球跨時(shí)區(qū)的全球客戶支持、世界范圍內(nèi)的激烈競(jìng)爭(zhēng)等等。

萬(wàn)物互連，即是將人、過(guò)程、數(shù)據(jù)和物整合在一起，以便做出更好的業(yè)務(wù)決策。雖然幾乎每臺(tái)機(jī)器都有一個(gè)控制器，提供大量數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)推動(dòng)生產(chǎn)制造并不是常態(tài)。Bellin介紹道，美國(guó)大約有6400萬(wàn)設(shè)備中的86%是完全沒(méi)有連接的。有人說(shuō)，隨著時(shí)代的發(fā)展，如果不做物聯(lián)網(wǎng)，那么40%的業(yè)務(wù)將會(huì)與現(xiàn)在不同，甚至根本不會(huì)存在。

在一個(gè)思科公司的應(yīng)用案例中，數(shù)字化生產(chǎn)制造的實(shí)施所帶來(lái)的效益包括：

●停機(jī)時(shí)間減少48%;

●缺陷減少49%;

●新產(chǎn)品增加23%;

●整體設(shè)備效率增加16%;

●庫(kù)存改善35%;

●能源消耗減少18%。

未來(lái)制造業(yè)的新趨勢(shì)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，以及相關(guān)工業(yè)4.0組織和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(IIC)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的大力推廣，正在在以下方面不斷改變著制造業(yè)：

●IT和OT 正在融合;

●原始設(shè)備制造商(OEM)更加注重服務(wù)，比如提供設(shè)備即服務(wù)，類似于軟件即服務(wù)(SaaS);

●數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)制造的增加;

●更多的安全運(yùn)營(yíng)和設(shè)備。

“思科系統(tǒng)提供了網(wǎng)絡(luò)工具，所以我們和很多其他人一樣，認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)是解決的一個(gè)重要組成部分。”Bellin說(shuō)。他也承認(rèn)，面臨的挑戰(zhàn)是多方面的，包括技能差距;但很顯然，根據(jù)研究結(jié)果供應(yīng)鏈?zhǔn)亲畲蟮奶魬?zhàn)。機(jī)床制造商Mazak，改造了設(shè)備外部的數(shù)據(jù)采集箱，并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試;該測(cè)試項(xiàng)連接的算法使其可以進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)。

2遠(yuǎn)程與預(yù)測(cè)性維護(hù)

思科公司和發(fā)那科、羅克韋爾自動(dòng)化公司正在機(jī)器人領(lǐng)域展開(kāi)合作，幫助用戶獲取標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并將其以一種有效的格式推送到云端(遠(yuǎn)程服務(wù)器)中。這就可以在故障發(fā)生前的兩個(gè)星期內(nèi)，進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)工作。其結(jié)果就是，軸承故障以及由此所導(dǎo)致的計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間和相關(guān)費(fèi)用大幅下降。最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)提前3到5周進(jìn)行預(yù)測(cè)故障。

總部位于美國(guó)威斯康星州麥迪遜的Sub-Zero 和Wolf電器公司，在利桑那州新開(kāi)了一家工廠。最初一名工程師打飛的來(lái)來(lái)回回很多次，提供支持服務(wù);后來(lái)通過(guò)接口提供的在線視頻就可以解決大多數(shù)故障，大大減少了工程師不必要的旅行。該接口使得通過(guò)設(shè)計(jì)師、工廠工人和供應(yīng)商之間的合作來(lái)解決問(wèn)題成為可能，并可進(jìn)行備份和運(yùn)行，還可以減少停機(jī)時(shí)間。如果應(yīng)用于石油鉆井平臺(tái)，只要轉(zhuǎn)述或翻譯沒(méi)有問(wèn)題，通過(guò)這種方式，在很短的時(shí)間內(nèi)就能解決問(wèn)題，可以節(jié)省數(shù)百萬(wàn)美元。

連接過(guò)程，意味著快速調(diào)試機(jī)器、更高的安全性、啟動(dòng)模板、機(jī)器集成平臺(tái)、OEE監(jiān)控、通過(guò)MTC和OPC接口進(jìn)行數(shù)據(jù)卸載、成比例的工廠數(shù)據(jù)采集 、以及先進(jìn)的安全性。連接性的五個(gè)層次包括：連接基礎(chǔ)、業(yè)務(wù)、人、事、和融合。根據(jù)Bellin的說(shuō)法，連接的目的在于設(shè)計(jì)IIoT框架。

然后，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將機(jī)器作為一項(xiàng)服務(wù)、一個(gè)安全框架、設(shè)備到云的通信、安全雙向通信、遠(yuǎn)程訪問(wèn)等。最后，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將提供先進(jìn)的設(shè)備自動(dòng)化、時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(TSN)、高速標(biāo)準(zhǔn)、先進(jìn)的控制系統(tǒng)、與分析整合的人機(jī)界面(HMI)。數(shù)字化創(chuàng)造了新應(yīng)用和產(chǎn)出的基礎(chǔ)。他說(shuō)FANUC發(fā)現(xiàn)利用問(wèn)題預(yù)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)巨大的成本節(jié)約。

3實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和服務(wù)

在另一個(gè)例子中，一個(gè)高壓鑄造機(jī)與所有的傳感器連接，提供實(shí)時(shí)分析、性能預(yù)測(cè)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。連續(xù)的實(shí)時(shí)測(cè)量和分析、在線質(zhì)量檢查、并即時(shí)返工，使效益增長(zhǎng)了5%。

“制造業(yè)正在從以產(chǎn)品為中心轉(zhuǎn)向以服務(wù)為中心，這一轉(zhuǎn)變由數(shù)字轉(zhuǎn)換引領(lǐng)，服務(wù)和數(shù)字逐步融合。這提供了產(chǎn)品和客戶定制需求的深入了解。”Bellin說(shuō)。

為了獲取價(jià)值，數(shù)字化生產(chǎn)制造商通過(guò)建立一個(gè)架構(gòu)，幫助企業(yè)制定更明智的決策、更快速的執(zhí)行，已適應(yīng)更激烈的全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。添加人工智能算法，可以改善決策、避免失敗。物聯(lián)網(wǎng)打破了IT/OT之間的藩籬。