工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIOT)是制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的一種方式。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)利用傳感器網(wǎng)絡(luò)收集關(guān)鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并使用云軟件將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為提高制造業(yè)運(yùn)營(yíng)效率的寶貴見(jiàn)解。
一、制造業(yè)采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)因素
Bsquare年度工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)成熟度調(diào)查(2017)報(bào)告顯示，86%的受訪者已經(jīng)采用了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，其中84%的受訪者認(rèn)為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)非常有效。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的采用驅(qū)動(dòng)因素包括：
· 降低成本。由于資產(chǎn)和庫(kù)存管理的優(yōu)化、設(shè)備停機(jī)時(shí)間的減少、更靈活和更高效的能源使用，大大降低了公司的運(yùn)營(yíng)成本，甚至創(chuàng)造了新的收入來(lái)源(例如，智能連網(wǎng)產(chǎn)品允許從銷售產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)殇N售服務(wù))。麥肯錫估計(jì)，到2025年，制造業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用預(yù)計(jì)每年將產(chǎn)生1.2至3.7萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
· 縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。更快、更高效的制造和供應(yīng)鏈運(yùn)營(yíng)能夠顯著縮短產(chǎn)品周期。例如，哈雷戴維森利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重新配置其賓夕法尼亞州約克的生產(chǎn)設(shè)施，并將摩托車生產(chǎn)周期從21天縮短到6小時(shí)。
· 大規(guī)模定制。大規(guī)模定制使企業(yè)根據(jù)特定購(gòu)買者的需求定制產(chǎn)品，同時(shí)保持最高產(chǎn)量。其背后的生產(chǎn)流程要求所生產(chǎn)的單品種類急劇增加。單品數(shù)量的增加(每個(gè)單品需要不同的材料和組件)導(dǎo)致庫(kù)存增加并變得更加多樣化。與此同時(shí)，生產(chǎn)操作變得更加復(fù)雜：比如說(shuō)，在生產(chǎn)20件單品X之后，可以緊隨其后生產(chǎn)10件單品 Y。這使得監(jiān)控生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的有效性和庫(kù)存物品的位置變得異常麻煩，并且在某些情況下是不可行的。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)其深思熟慮的預(yù)測(cè)、車間調(diào)度和路線安排所需的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，促進(jìn)了大規(guī)模定制。
· 提高安全。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有助于確保更安全的工作場(chǎng)所。與可穿戴設(shè)備配合使用時(shí)，可以監(jiān)測(cè)工人的健康狀況和可能導(dǎo)致傷害的危險(xiǎn)活動(dòng)。在確保工人安全的同時(shí)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還解決了潛在危險(xiǎn)環(huán)境中的安全問(wèn)題，例如，在石油和天然氣工業(yè)中，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用于監(jiān)測(cè)天然氣管道的泄漏。
二、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)影響的三個(gè)維度
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在改變生產(chǎn)系統(tǒng)的構(gòu)建和運(yùn)行方式，進(jìn)而推動(dòng)了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的三個(gè)主要改進(jìn)：
· 維度1、車間和現(xiàn)場(chǎng)操作的可見(jiàn)性
· 維度2、制造業(yè)供應(yīng)鏈中的可見(jiàn)性
· 維度3、遠(yuǎn)程和外包運(yùn)營(yíng)的可見(jiàn)性
在接下來(lái)的章節(jié)中，我們將詳細(xì)介紹每個(gè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型維度，并從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的角度進(jìn)行深入探討。
維度1、車間和現(xiàn)場(chǎng)操作的可見(jiàn)性
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為車間和現(xiàn)場(chǎng)操作提供了革命性的可見(jiàn)性，并提供了對(duì)企業(yè)資源進(jìn)行靈活控制的可能性。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)填補(bǔ)了ERP和MES等系統(tǒng)的空白：對(duì)手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入的依賴以及無(wú)法使用詳細(xì)信息(實(shí)時(shí)設(shè)備狀態(tài)記錄、庫(kù)存物品的位置等)。
通過(guò)向制造商提供實(shí)時(shí)車間數(shù)據(jù)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以使企業(yè)大大提高生產(chǎn)流程的效率。IBM報(bào)告稱，利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)見(jiàn)解進(jìn)行生產(chǎn)流程優(yōu)化可以使同一條生產(chǎn)線的產(chǎn)量增加20%。
使制造商獲得更高水平可見(jiàn)性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用分為兩類：
· 支持生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的應(yīng)用
· 支持工業(yè)資產(chǎn)管理的應(yīng)用
1. 物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)
根據(jù)IDC的一項(xiàng)研究顯示，2016年，支持物聯(lián)網(wǎng)的制造業(yè)運(yùn)營(yíng)總支出為1025億美元，是所有行業(yè)中最大的用例領(lǐng)域。研究人員估計(jì)，到2025年，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推動(dòng)的運(yùn)營(yíng)改善價(jià)值每年可能超過(guò)4700億美元。用于制造業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用處理諸如監(jiān)控和優(yōu)化設(shè)備性能、生產(chǎn)質(zhì)量控制和人機(jī)交互等操作。
(1) 監(jiān)控設(shè)備利用率
正如ITIF研究報(bào)告所述，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于監(jiān)控設(shè)備利用率，可使制造業(yè)生產(chǎn)效率提高10%至25%，并且到2025年可創(chuàng)造高達(dá)1.8萬(wàn)億美元的全球經(jīng)濟(jì)價(jià)值。用于監(jiān)控設(shè)備利用率的物聯(lián)網(wǎng)解決方案為企業(yè)提供了實(shí)時(shí)的設(shè)備利用率指標(biāo)，從而提供了生產(chǎn)流程中每個(gè)環(huán)節(jié)所發(fā)生情況的詳細(xì)視圖。
監(jiān)測(cè)設(shè)備利用率始于從傳感器、SCADA或DCS系統(tǒng)提取設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)，例如運(yùn)行時(shí)間、實(shí)際運(yùn)行速度、產(chǎn)品輸出等。數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)收集并傳輸?shù)皆浦羞M(jìn)行處理。云對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并將其發(fā)展為設(shè)備利用率關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(TEEP、OEE、設(shè)置和調(diào)整時(shí)間、空轉(zhuǎn)和小停頓等)的見(jiàn)解。數(shù)據(jù)分析后，結(jié)果將可視化并通過(guò)用戶應(yīng)用程序(Web或移動(dòng)設(shè)備)顯示給工廠工人。
位于北卡羅來(lái)納州的金屬零件制造商BC Machining已部署了設(shè)備利用率監(jiān)控解決方案，幫助該公司提高生產(chǎn)力并優(yōu)化計(jì)算機(jī)數(shù)控設(shè)備的利用率。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案使用來(lái)自設(shè)備傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)提供設(shè)備的周期時(shí)間、零件生產(chǎn)數(shù)量、停機(jī)時(shí)間等報(bào)告。
(2) 基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)的產(chǎn)品質(zhì)量控制
對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的控制可以通過(guò)兩種方法進(jìn)行：在生產(chǎn)周期中檢查在制品(WIP)，或者監(jiān)測(cè)生產(chǎn)設(shè)備的狀態(tài)和校準(zhǔn)。盡管基于檢查在制品(WIP)的質(zhì)量控制可提供更準(zhǔn)確的結(jié)果(有助于發(fā)現(xiàn)較小缺陷，例如零件對(duì)齊方式的不準(zhǔn)確性)，但仍存在某些限制，阻礙了該方法的使用：
· 基于在制品檢查的質(zhì)量控制僅適用于離散制造。
· 由于需要手動(dòng)檢查在制品，因此非常耗時(shí)、費(fèi)力。
· 幾乎不可能檢查每個(gè)在制品，因此，該方法僅提供部分視圖。
第二種方法基于監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)和校準(zhǔn)，因此在范圍方面差異較小——它提供了簡(jiǎn)單的“好”和“不好”的二進(jìn)制分類。它有助于監(jiān)測(cè)生產(chǎn)操作中的瓶頸，識(shí)別調(diào)整不當(dāng)和/或性能不佳的設(shè)備，及時(shí)防止設(shè)備損壞，等等。
為了控制生產(chǎn)流程的質(zhì)量，對(duì)設(shè)備校準(zhǔn)、機(jī)器狀態(tài)(速度、振動(dòng)等)和環(huán)境條件(溫度、濕度等)等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以確定它們是否超出正常閾值。(來(lái)自物聯(lián)之家網(wǎng))如果傳感器讀數(shù)接近可能導(dǎo)致潛在產(chǎn)品缺陷的閾值，則質(zhì)量監(jiān)測(cè)解決方案將查明問(wèn)題根源，觸發(fā)警報(bào)，并建議采取緩解措施以修復(fù)或調(diào)整設(shè)備，并最大限度地減少低質(zhì)量產(chǎn)品的生產(chǎn)。
荷蘭造紙公司馬斯特里赫特造紙廠(Maastricht Mill)已轉(zhuǎn)向物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)，以監(jiān)控生產(chǎn)紙張的質(zhì)量。該公司推出了溫度和振動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)，以監(jiān)測(cè)壓榨輥的狀況，這些壓榨輥對(duì)紙張質(zhì)量至關(guān)重要，有助于該公司將低質(zhì)量紙張的數(shù)量降至最低。
(3) 安全監(jiān)控
據(jù)國(guó)際勞工組織報(bào)道，每15秒就有151名工人發(fā)生工傷事故。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案可幫助企業(yè)解決安全問(wèn)題，并每年節(jié)省2200億美元的工傷和疾病費(fèi)用。
在采礦、石油和天然氣、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)行業(yè)中，工人可佩戴收集其位置數(shù)據(jù)的RFID標(biāo)簽和收集其心率、體溫、皮膚電反應(yīng)和其他參數(shù)數(shù)據(jù)的可穿戴傳感器。傳感器數(shù)據(jù)被發(fā)送到云中，在云中根據(jù)上下文數(shù)據(jù)(例如，來(lái)自環(huán)境傳感器、傳統(tǒng)工作計(jì)劃系統(tǒng)、天氣信息等)進(jìn)行分析，以監(jiān)測(cè)異常行為模式，防止工人摔倒、過(guò)度勞累和其他傷害，并及時(shí)報(bào)告安全威脅。
為了確保工人安全，Nation Waste公司正在利用由IBM Watson IoT提供支持的安全監(jiān)控解決方案。該解決方案使用一系列傳感器，包括測(cè)量工人活動(dòng)和跌倒的加速計(jì)、幫助監(jiān)測(cè)體溫過(guò)高和疲勞的熱傳感器和心率測(cè)量設(shè)備。通過(guò)利用安全監(jiān)測(cè)解決方案，Nation Waste減少了工傷人數(shù)，并降低了工傷的嚴(yán)重程度，更是將利潤(rùn)率提高了40%。
2. 工業(yè)資產(chǎn)管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
除了提高運(yùn)營(yíng)效率之外，物聯(lián)網(wǎng)還可用于確保資產(chǎn)的合理使用、延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命、提高可靠性，并提供最佳的資產(chǎn)回報(bào)率。促進(jìn)工業(yè)資產(chǎn)管理的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用包括：
· 工業(yè)資產(chǎn)跟蹤
· 庫(kù)存管理
· 預(yù)測(cè)性維護(hù)(基于狀態(tài)監(jiān)控)。
據(jù)估計(jì)，由于資產(chǎn)管理和維護(hù)水平提高而產(chǎn)生的總體改善價(jià)值每年可能超過(guò)3600億美元。
(1) 工業(yè)資產(chǎn)跟蹤
根據(jù)Zebra 2017年制造愿景研究報(bào)告顯示，基于RFID和物聯(lián)網(wǎng)的智能資產(chǎn)跟蹤解決方案預(yù)計(jì)將在2022年取代傳統(tǒng)的基于電子表格的方法。通過(guò)提供有關(guān)企業(yè)資產(chǎn)、其狀態(tài)、位置和移動(dòng)的準(zhǔn)確實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)管理解決方案消除了員工的跟蹤負(fù)擔(dān)(每月節(jié)省多達(dá)18小時(shí)的工作時(shí)間)，并消除了與手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入相關(guān)的錯(cuò)誤。
為了能夠跟蹤資產(chǎn)，物聯(lián)網(wǎng)與RFID技術(shù)協(xié)同工作。每個(gè)資產(chǎn)(無(wú)論是磁性定位器還是起重機(jī))都帶有RFID標(biāo)簽，以作為資產(chǎn)標(biāo)識(shí)符。每個(gè)標(biāo)簽都有一個(gè)唯一的ID，該ID鏈接到特定資產(chǎn)的數(shù)據(jù)。而ID和相應(yīng)的資產(chǎn)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在云中。(來(lái)自iothome)資產(chǎn)數(shù)據(jù)可以包括資產(chǎn)的物理參數(shù)、費(fèi)用、序列號(hào)、型號(hào)、使用區(qū)域等。一旦資產(chǎn)(例如起重機(jī))離開(kāi)設(shè)備儲(chǔ)存場(chǎng)，安裝在場(chǎng)入口處的RFID閱讀器就會(huì)掃描附著在起重機(jī)上的標(biāo)簽，并將起重機(jī)離場(chǎng)的記錄保存到云中數(shù)據(jù)庫(kù)。同樣，當(dāng)起重機(jī)進(jìn)入建筑工地時(shí)，工地入口處的RFID閱讀器將掃描標(biāo)簽并更新數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。在整個(gè)資產(chǎn)旅程中記錄這些數(shù)據(jù)，可以使技術(shù)人員看到資產(chǎn)移動(dòng)的實(shí)時(shí)情況。
除此之外，GPS跟蹤器還可用于表明資產(chǎn)的位置。對(duì)于可移動(dòng)資產(chǎn)，還可使用資產(chǎn)跟蹤解決方案來(lái)計(jì)算利用率。例如，通過(guò)查看每臺(tái)可移動(dòng)設(shè)備(例如推土機(jī))的使用時(shí)間，技術(shù)人員可以精確定位閑置或未充分使用的設(shè)備，并安排預(yù)防性維護(hù)。
例如，建筑公司VerHalen已轉(zhuǎn)向物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)，以實(shí)施智能資產(chǎn)管理解決方案。現(xiàn)在，員工可以使用移動(dòng)應(yīng)用程序查看他們所有資產(chǎn)的位置。公司經(jīng)理可以看到工作現(xiàn)場(chǎng)有多少工具和設(shè)備，以及誰(shuí)在操作它們。借助工具使用和位置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，企業(yè)實(shí)現(xiàn)了更高水平的資產(chǎn)可見(jiàn)性，并為員工節(jié)省了以前用于手動(dòng)跟蹤和找尋工具所花費(fèi)的大量時(shí)間。
(2) 庫(kù)存管理
物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的庫(kù)存管理解決方案有助于制造商自動(dòng)化庫(kù)存跟蹤和報(bào)告，確保對(duì)單個(gè)庫(kù)存項(xiàng)目的狀態(tài)和位置的持續(xù)可見(jiàn)性，并優(yōu)化交付周期。據(jù)報(bào)道，由于這些改進(jìn)，智能庫(kù)存管理解決方案可以幫助企業(yè)節(jié)省20%至50%的庫(kù)存成本。
Sekisui Alveo AG，一家領(lǐng)先的高性能聚烯烴泡沫材料制造商，實(shí)施了一個(gè)基于RFID和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的庫(kù)存管理解決方案。當(dāng)該公司的泡沫成品被生產(chǎn)后，它們都會(huì)被貼上RFID標(biāo)簽。這使得實(shí)時(shí)查看庫(kù)存水平、查找特定庫(kù)存項(xiàng)目和自動(dòng)執(zhí)行庫(kù)存跟蹤流程成為可能。
(3) 預(yù)測(cè)性維護(hù)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)
德勤表示，基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案預(yù)計(jì)將工廠設(shè)備的維護(hù)成本減低40%，并且到2025年每年將產(chǎn)生6300億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。該解決方案深受青睞——55%的企業(yè)在試點(diǎn)預(yù)測(cè)性維護(hù)項(xiàng)目。
預(yù)測(cè)性維護(hù)依賴于對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)并獲得有價(jià)值的見(jiàn)解。設(shè)備裝有傳感器，這些傳感器收集其健康和性能參數(shù)數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、振動(dòng)頻率等。
收集后，來(lái)自多個(gè)傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)被傳輸?shù)皆浦校谀抢铮瑐鞲衅髯x數(shù)與元數(shù)據(jù)(設(shè)備型號(hào)、配置、操作設(shè)置等)、設(shè)備使用歷史以及從ERP、維護(hù)系統(tǒng)和其他來(lái)源獲取的維護(hù)數(shù)據(jù)相結(jié)合。所有數(shù)據(jù)都被分析、可視化，并通過(guò)儀表板或移動(dòng)應(yīng)用程序呈現(xiàn)給車間工人。
但是，僅僅報(bào)告和可視化還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到預(yù)測(cè)效果。為了實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)，組合數(shù)據(jù)集通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法運(yùn)行，以查明可能導(dǎo)致設(shè)備故障的異常模式。
數(shù)據(jù)科學(xué)家使用公認(rèn)的數(shù)據(jù)模式作為創(chuàng)建預(yù)測(cè)模型的基礎(chǔ)。并對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練、測(cè)試，然后用于識(shí)別是否出現(xiàn)任何早期問(wèn)題、預(yù)測(cè)機(jī)器何時(shí)可能出現(xiàn)故障，查明導(dǎo)致機(jī)器故障的運(yùn)行狀況和使用模式，等等。一旦發(fā)現(xiàn)潛在故障，預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案會(huì)向維護(hù)專家發(fā)送通知，通知他們潛在的性能下降，并建議緩解措施。
VR集團(tuán)(一家芬蘭的鐵路公司)已實(shí)施了支持工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)解決方案，以提高車廂的可靠性，避免過(guò)多的維護(hù)活動(dòng)。他們使用來(lái)自與潛在故障點(diǎn)(軸承、制動(dòng)盤(pán)等)相連的傳感器數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)時(shí)了解鐵軌和機(jī)車車輛的狀況，并識(shí)別出早期故障的根本原因。
維度2、制造業(yè)供應(yīng)鏈中的可見(jiàn)性
目前，對(duì)于52%的供應(yīng)鏈經(jīng)理來(lái)說(shuō)，端到端供應(yīng)鏈的可見(jiàn)性似乎還很遙遠(yuǎn)。然而，采用物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的供應(yīng)鏈管理解決方案的前景相當(dāng)樂(lè)觀：正如IDC預(yù)測(cè)的那樣，到2020年，80%的供應(yīng)鏈互動(dòng)預(yù)計(jì)將發(fā)生在基于云的網(wǎng)絡(luò)上。同一消息來(lái)源稱，向物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈管理解決方案的過(guò)渡預(yù)計(jì)將使供應(yīng)鏈生產(chǎn)力提高15%，成本效率提高10%。
物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈管理解決方案為制造商提供了對(duì)供應(yīng)鏈任何環(huán)節(jié)中每個(gè)對(duì)象的位置、狀態(tài)和狀況的實(shí)時(shí)洞察。
除了監(jiān)控對(duì)象的位置和屬性之外，物聯(lián)網(wǎng)還用于監(jiān)控對(duì)象存儲(chǔ)和交付的條件。在物聯(lián)網(wǎng)投入使用之前，只有在貨物到達(dá)交貨點(diǎn)時(shí)才能對(duì)其狀況進(jìn)行監(jiān)控。現(xiàn)在，材料、部件和貨物的狀況可以在途中進(jìn)行監(jiān)控，這對(duì)于易碎和易腐物品(例如藥品、食品、玻璃器皿等)的制造商尤其重要。
以一家制藥公司通過(guò)第三方物流公司將訂單送到配送中心為例。附著在貨倉(cāng)上的傳感器監(jiān)控貨倉(cāng)內(nèi)部的溫度，假設(shè)，由于冷卻系統(tǒng)故障，貨倉(cāng)內(nèi)部的溫度開(kāi)始升高，而附著在貨倉(cāng)內(nèi)的溫度傳感器監(jiān)測(cè)到溫度超過(guò)閾值，然后自動(dòng)通知制造商，告知運(yùn)輸條件發(fā)生變化，并提醒駕駛員重置冷卻系統(tǒng)，從而防止運(yùn)輸?shù)乃幬镒冑|(zhì)。
維度3、遠(yuǎn)程和外包運(yùn)營(yíng)的可見(jiàn)性
高昂的物流成本、日益增長(zhǎng)的定制需求、全球供應(yīng)鏈的復(fù)雜性以及本地人才的缺乏(因此，需要外包)都要求工廠車間分布各地。
當(dāng)企業(yè)在不同的城市、州或國(guó)家建造或外包制造工廠時(shí)，它仍然必須保持其制造和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)(材料測(cè)試、工業(yè)自動(dòng)化、預(yù)測(cè)性維護(hù)等)。不可能使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行監(jiān)控，而物聯(lián)網(wǎng)可以監(jiān)控生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的合規(guī)性。
例如，基于物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)和潛在故障的及時(shí)預(yù)測(cè)允許提前安排維護(hù)活動(dòng)，并消除了保留本地維護(hù)團(tuán)隊(duì)的需要。同樣，物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的利用率監(jiān)控解決方案幫助制造商在不直接進(jìn)入車間的情況下，關(guān)注生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的效率(通過(guò)提供設(shè)備實(shí)時(shí)效率指標(biāo))。
物聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)分布式運(yùn)營(yíng)的另一個(gè)例子是工業(yè)智能互聯(lián)產(chǎn)品。智能互聯(lián)產(chǎn)品是復(fù)雜的系統(tǒng)，包括硬件、傳感器、網(wǎng)絡(luò)連接、嵌入式智能和云軟件。
例如，位于德克薩斯州制造子工廠的工業(yè)智能互聯(lián)產(chǎn)品使企業(yè)管理人員(比如加利福尼亞州)，能夠訪問(wèn)各種單片機(jī)操作的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(例如，應(yīng)答器的溫度變化、銑床主軸的極高轉(zhuǎn)速等)和條件(例如溫度、振動(dòng)等)參數(shù)。管理人員會(huì)被告知可能出現(xiàn)的負(fù)載情況和磨損，以及違反標(biāo)準(zhǔn)操作程序的情況。
三、中小型企業(yè)機(jī)會(huì)均等
通過(guò)推動(dòng)業(yè)務(wù)和制造流程的改進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)為中小型企業(yè)提供了均等的轉(zhuǎn)型機(jī)會(huì)。
例如，與一家在美國(guó)和墨西哥分別擁有多個(gè)子工廠的大型企業(yè)類似，一家在伊利諾伊州和得克薩斯州分別擁有子工廠的中型企業(yè)在地理上是分散的，因此也面臨著類似的分布式制造挑戰(zhàn)。由于對(duì)云計(jì)算和通用開(kāi)源軟件的依賴，因此物聯(lián)網(wǎng)使中小型企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為可能。
例如，一家只有50名員工的注塑公司實(shí)施了基于物聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)控解決方案，該解決方案允許該公司監(jiān)控工業(yè)機(jī)器的健康狀況和性能，并在機(jī)器可能出現(xiàn)故障時(shí)向技術(shù)人員發(fā)出警報(bào)。(來(lái)源物聯(lián)之家網(wǎng))這使公司能夠預(yù)測(cè)潛在的設(shè)備故障，并及時(shí)緩解，以進(jìn)行24/7生產(chǎn)。這表明，憑借物聯(lián)網(wǎng)提供的靈活性和可見(jiàn)性，如果大型企業(yè)推遲數(shù)字化轉(zhuǎn)型，僅依靠規(guī)模經(jīng)濟(jì)，他們可能會(huì)被中小型企業(yè)超越。
四、采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)
波士頓咨詢公司的一項(xiàng)調(diào)查顯示，企業(yè)在啟動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型計(jì)劃時(shí)面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)包括投資回報(bào)的不確定性、數(shù)據(jù)安全和隱私問(wèn)題、缺乏合格的員工以及與傳統(tǒng)系統(tǒng)的集成。其他重大問(wèn)題包括無(wú)法進(jìn)行快速實(shí)驗(yàn)，以及缺少物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。讓我們看一下主要挑戰(zhàn)：
· 巨大的投資需求和投資回報(bào)的不確定性。物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃涉及多個(gè)投資類別，包括在硬件(傳感器、網(wǎng)關(guān))、網(wǎng)絡(luò)連接、云存儲(chǔ)、管理人員、技術(shù)支持等方面的支出。企業(yè)還必須考慮推出新解決方案的速度，以及解決方案開(kāi)始產(chǎn)生收入所需的時(shí)間。
· 數(shù)據(jù)安全問(wèn)題。58%的物聯(lián)網(wǎng)采用者認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)增加了網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)(然而，半數(shù)物聯(lián)網(wǎng)采用者聲稱他們沒(méi)有防止安全威脅的計(jì)劃)。Verizon的《 2017年數(shù)據(jù)泄露調(diào)查報(bào)告》確認(rèn)了42068起數(shù)據(jù)泄露事件，并且研究發(fā)現(xiàn)，在數(shù)據(jù)泄露問(wèn)題上，沒(méi)有任何企業(yè)或行業(yè)是100%安全的。(來(lái)自物聯(lián)之家網(wǎng))隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備變得越來(lái)越普遍，預(yù)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)安全威脅的數(shù)量會(huì)增加。Gartner預(yù)測(cè)，25%的攻擊將涉及物聯(lián)網(wǎng)，而物聯(lián)網(wǎng)安全支出將達(dá)到5.47億美元。
· 缺乏合格的員工。國(guó)際海事衛(wèi)星組織發(fā)現(xiàn)，全球72%的企業(yè)缺乏具有物聯(lián)網(wǎng)部署經(jīng)驗(yàn)的管理人員。另有80%的企業(yè)員工表示，員工在物聯(lián)網(wǎng)部署方面缺乏技能。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了缺乏的具體技能，包括大數(shù)據(jù)、嵌入式軟件開(kāi)發(fā)、嵌入式電子、IT安全和人工智能方面的經(jīng)驗(yàn)。這使企業(yè)無(wú)法利用物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供的潛力。
· 與操作技術(shù)(OT)和傳統(tǒng)系統(tǒng)的集成。在制造業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中推出物聯(lián)網(wǎng)解決方案的困難在于安全集成IT和OT，而不會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失和安全不一致的情況出現(xiàn)。確保信息技術(shù)(IT)和操作技術(shù)(OT)之間的無(wú)縫融合是很困難的，因?yàn)樵谶^(guò)去，這些系統(tǒng)都有著不同的目標(biāo)，因此是基于不同的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的。如今，以太網(wǎng)協(xié)議在機(jī)器層面的迅速采用和基于web用戶界面的快速擴(kuò)散正在逐漸簡(jiǎn)化集成過(guò)程，但挑戰(zhàn)仍然有待解決。
總結(jié)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)維持生產(chǎn)正常運(yùn)行時(shí)間、降低成本和消除浪費(fèi)，來(lái)幫助制造企業(yè)最大限度地提高生產(chǎn)力。利用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，制造商可以更好地了解制造和供應(yīng)鏈流程，改善需求預(yù)測(cè)，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間并增強(qiáng)客戶體驗(yàn)。但是，考慮到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)計(jì)劃的規(guī)模和復(fù)雜性，成功地采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需要在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)和執(zhí)行部分進(jìn)行精心的編排。
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