中國(guó)制造2025“王牌計(jì)劃”：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面面觀！
2017-10-11 09:44:30 來(lái)源：ASEMI強(qiáng)元芯電子 熱度:
時(shí)代變了，現(xiàn)代工業(yè)如今依靠先進(jìn)的機(jī)械，先進(jìn)的軟件和通信技術(shù)，以及強(qiáng)調(diào)精益庫(kù)存和集成供應(yīng)鏈的現(xiàn)代管理技術(shù)。
什么是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
建筑，工廠設(shè)備，車輛，倉(cāng)庫(kù)，托盤和工人本身正在越來(lái)越多地與網(wǎng)絡(luò)相連。設(shè)備范圍從微小的環(huán)境傳感器到復(fù)雜的工業(yè)機(jī)器人。 他們使用的網(wǎng)絡(luò)可能是有線或無(wú)線。 一些低功耗設(shè)備將使用電池供電或使用以太網(wǎng)供電（PoE）連接。 其他人必須插入或連接到建筑物的電氣系統(tǒng)。許多設(shè)備都有自己的固件，可以遠(yuǎn)程更新或重新編程。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)緣起
經(jīng)李克強(qiáng)總理簽批，國(guó)務(wù)院日前印發(fā)《中國(guó)制造2025》，部署全面推進(jìn)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。這是我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)，以推進(jìn)智能制造為主攻方向，以滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)對(duì)重大技術(shù)裝備的需求為目標(biāo)，強(qiáng)化工業(yè)基礎(chǔ)能力，提高綜合集成水平，完善多層次多類型人才培養(yǎng)體系，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，培育有中國(guó)特色的制造文化，實(shí)現(xiàn)制造業(yè)由大變強(qiáng)的歷史跨越。
換句話說(shuō)，傳感器，控制器和專用設(shè)備現(xiàn)在存在于網(wǎng)絡(luò)的邊緣，分配唯一的IP或網(wǎng)絡(luò)地址，收集數(shù)據(jù)和執(zhí)行大量通知和擴(kuò)展企業(yè)能力的任務(wù)。 這就是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT），它將改變制造業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)、采礦和能源行業(yè)。
IIoT實(shí)踐
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的全球性影響
類似的轉(zhuǎn)型正在各個(gè)產(chǎn)業(yè)中發(fā)生。德國(guó)汽車零部件制造商使用先進(jìn)技術(shù)來(lái)管理其供應(yīng)鏈和制造設(shè)施。為美國(guó)海軍建造潛艇的造船廠依靠RFID傳感器，設(shè)備和天線網(wǎng)絡(luò)來(lái)跟蹤工具使用和數(shù)十萬(wàn)個(gè)部件。北美電力公司使用高分辨率傳感器來(lái)監(jiān)控電網(wǎng)的性能，并主動(dòng)與鄰近公用事業(yè)和地方當(dāng)局合作，以防止停電等問(wèn)題。在西澳大利亞的一個(gè)礦山，裝有攝像機(jī)和數(shù)百個(gè)傳感器的大型無(wú)人駕駛挖掘機(jī)增加了產(chǎn)量，提高了安全性。
根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)（包括消費(fèi)級(jí)和工業(yè)級(jí)物聯(lián)網(wǎng)）的全球支出在2016年達(dá)到了7370億美元，將以每年15.6％的速度增長(zhǎng)到2020年。在2016年，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)投資最大的行業(yè)包括制造業(yè)（1780億美元），交通運(yùn)輸（780億美元）和公共事業(yè)（690億美元）。 增長(zhǎng)已進(jìn)入曲棍球棒效應(yīng)（前期銷量很低,到期末銷量會(huì)有一個(gè)突發(fā)性的增長(zhǎng)）階段：聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量已經(jīng)超過(guò)人口數(shù)量，Gartner預(yù)計(jì)到2020年將聯(lián)網(wǎng)設(shè)備達(dá)210億以上，但Beecham Research等一些消息來(lái)源指出，鑒于現(xiàn)實(shí)世界的容量限制，包括資源投入不足，極高高增長(zhǎng)率是不切實(shí)際的。
雖然一些公司對(duì)技術(shù)流行和供應(yīng)商對(duì)顛覆性技術(shù)的炒作表示警惕，但是IIoT仍然是一個(gè)真正的趨勢(shì)，將在未來(lái)幾十年內(nèi)影響許多行業(yè)。 工業(yè)供應(yīng)商已經(jīng)開(kāi)始為IIoT的預(yù)期浪潮做好準(zhǔn)備，并關(guān)注著垂直市場(chǎng)的巨大機(jī)會(huì)。 然而，企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是選擇在其運(yùn)營(yíng)中實(shí)施IIoT，以及隨之帶來(lái)的很大的不確定性。
為什么選擇 IIoT
雖然IIoT技術(shù)已經(jīng)存在了十多年，但是IIoT的概念與IT和軟件革命之前的IT是不同。 如果說(shuō)IT連接人，數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，IIoT將進(jìn)一步發(fā)展，為廣泛分布的傳感器和機(jī)器網(wǎng)絡(luò)提供IP連接，從而提高生產(chǎn)率并為企業(yè)帶來(lái)新的洞見(jiàn)。
這個(gè)趨勢(shì)背后是什么？ 當(dāng)然，最新的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用趨勢(shì)使得IoT成為可能。 普華永道認(rèn)為有以下幾個(gè)推動(dòng)IIoT的因素：
廉價(jià)的新傳感器
更快的處理器
更便宜的存儲(chǔ)
可集成的開(kāi)放平臺(tái)
供應(yīng)商和合作伙伴鼓勵(lì)采用
核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能更強(qiáng)大
數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)
IIoT不僅僅是一個(gè)技術(shù)故事。 普華永道的美國(guó)工業(yè)產(chǎn)品負(fù)責(zé)人Robert McCutcheon說(shuō)，許多公司不僅將減少成本，同時(shí)還講加快生產(chǎn)和交付的速度，也將其作為增長(zhǎng)平臺(tái)和有效競(jìng)爭(zhēng)的途徑。
McCutcheon說(shuō)：“IIoT主要推動(dòng)來(lái)自CEO和董事會(huì)，”它已經(jīng)成為會(huì)議室中關(guān)于顛覆和競(jìng)爭(zhēng)的話題。許多討論都是圍繞這一話題。“我們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手會(huì)從技術(shù)的角度來(lái)做什么？ 客戶從技術(shù)角度做什么？ 我們?cè)谶@個(gè)過(guò)程中可能會(huì)有哪些顛覆性，我們有什么機(jī)會(huì)利用和影響市場(chǎng)呢？“
對(duì)于IT經(jīng)理來(lái)說(shuō)，lIoT的浪潮正在顛覆他們的傳統(tǒng)角色。 在實(shí)施IIoT技術(shù)的公司中，IT不能局限于服務(wù)器機(jī)房或桌面支持。 相反，IT越來(lái)越被視為關(guān)鍵的合作伙伴，因?yàn)樵O(shè)備和傳感器在車間和現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行活動(dòng)。
的確，采用IIoT代表了對(duì)系統(tǒng)、流程和知識(shí)中心的重新分配。 IT經(jīng)理和員工以及制造，運(yùn)營(yíng)，分銷和供應(yīng)鏈管理方面的同行必須擺脫困境，實(shí)施IIoT技術(shù)并獲得收益。 這對(duì)某些人來(lái)說(shuō)是不舒服的，特別是要在傳統(tǒng)的孤島之外放棄權(quán)力和分享數(shù)據(jù)。
IIoT效率提升和人才短缺
目前，正在利用IIoT的工業(yè)企業(yè)往往是為了提高效率。可以簡(jiǎn)化流程和可以連接的平臺(tái)是IIoT集成的主要目標(biāo)。 在Georgia Tech制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)研討會(huì)上，研究所工業(yè)信息系統(tǒng)中心主任Andrew Dugenske列舉了可能被IIoT解決的一些領(lǐng)域：
資產(chǎn)和庫(kù)存管理
容量和性能監(jiān)測(cè)
質(zhì)量分析
實(shí)時(shí)提醒
安全和合規(guī)
吞吐量監(jiān)測(cè)
倉(cāng)庫(kù)優(yōu)化
欣賞物聯(lián)網(wǎng)好處并愿意投資新技術(shù)的公司將實(shí)現(xiàn)及時(shí)的回報(bào)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
延遲實(shí)施的公司將處于難以克服的不利地位。
當(dāng)然，隨著越來(lái)越多的公司轉(zhuǎn)向IIoT，他們將需要越來(lái)越多的合格人才來(lái)設(shè)計(jì)，實(shí)施和維護(hù)基于IIoT的系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。 McCutcheon說(shuō)：“這需要和新的技能，不同于傳統(tǒng)的制造環(huán)境。”
公司可以與當(dāng)?shù)卣吐殬I(yè)培訓(xùn)中心等外部利益相關(guān)者合作，培訓(xùn)能夠在未來(lái)工廠工作的技術(shù)人員。 但是McCutcheon警告說(shuō)，企業(yè)也需要克服一個(gè)感知的差距。 McCutcheon說(shuō)：“從歷史上看，制造業(yè)不一定是最高科技的環(huán)境。” “制造商必須改變這種觀念，我們現(xiàn)在有一些技術(shù)上最先進(jìn)的工作正在出現(xiàn)，所以它也是吸引人才的途徑，而不僅僅是培訓(xùn)。”
IIoT數(shù)據(jù)管理的挑戰(zhàn)
IIoT系統(tǒng)產(chǎn)生驚人的數(shù)據(jù)量。
如何處理所有數(shù)據(jù)？ 如果最終目標(biāo)是簡(jiǎn)化操作，通知管理人員并產(chǎn)生可操作的見(jiàn)解，則數(shù)據(jù)將需要傳輸，處理，匯總，可視化和存儲(chǔ)。 IT需求非常強(qiáng)大。 配備單個(gè)IIoT的建筑物或車輛可能有成千上萬(wàn)的傳感器和設(shè)備通過(guò)無(wú)線或有線網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)送數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)可以在車間，遠(yuǎn)程園區(qū)或車輛控制系統(tǒng)上用芯片或?qū)Ｓ糜布?lái)處理。 數(shù)據(jù)還可以使用API或定制軟件掛鉤進(jìn)行轉(zhuǎn)換或共享，或者放入存儲(chǔ)器中。
當(dāng)這樣的系統(tǒng)擴(kuò)展到整個(gè)公司，包括其核心園區(qū)以及衛(wèi)星設(shè)施，合作伙伴位置，遠(yuǎn)程站點(diǎn)，車隊(duì)和員工設(shè)備時(shí)，顯而易見(jiàn)，IIoT具有很大的數(shù)據(jù)維度。 這意味著需要大量數(shù)據(jù)方法來(lái)確保數(shù)據(jù)使用，例如轉(zhuǎn)向基于云的應(yīng)用程序和存儲(chǔ)。
企業(yè)如果沒(méi)有充分利用他們可用的數(shù)據(jù)，將存在真正的風(fēng)險(xiǎn)。
整合llot
正如你所期望的，整個(gè)企業(yè)范圍的IIoT系統(tǒng)的推出非常復(fù)雜。 要求包括低成本，強(qiáng)大的傳感器和可與現(xiàn)有系統(tǒng)集成的其他設(shè)備。 管理者還必須確定設(shè)備如何供電并與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接。 事實(shí)上，系統(tǒng)架構(gòu)可能需要進(jìn)行修改以適應(yīng)IIoT，并且可能存在顯著的整合挑戰(zhàn)。
佐治亞理工大學(xué)的Dugenske表示：“IoT需要的傳感器，帶寬，處理能力和通信能力都在降低。” “但是它并沒(méi)有解決一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：使用的具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和協(xié)議是什么？這些巨大的成本驅(qū)動(dòng)因素通常被忽略。
理論上，無(wú)論你是處理通用控制器還是特定行業(yè)的產(chǎn)品，IIoT標(biāo)準(zhǔn)都可以緩解整合。 公司可以隨時(shí)轉(zhuǎn)向基于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的產(chǎn)品，無(wú)論它們是全球IT標(biāo)準(zhǔn)（如802.11ac）還是為工業(yè)用途明確開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，例如用于電表的IEEE標(biāo)準(zhǔn)1377-2012。
這也推動(dòng)了聯(lián)盟的組建，促進(jìn)新標(biāo)準(zhǔn)的制定。 它們包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，其促進(jìn)能源，醫(yī)療衛(wèi)生，制造業(yè)，交通運(yùn)輸和智能城市的通用架構(gòu)，互操作性和開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)。
目前還不清楚哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將占據(jù)主導(dǎo)地位，但這是一個(gè)對(duì)IIoT有重大影響的問(wèn)題，估計(jì)到2020年，LPWAN將達(dá)到3.45億次（約占總數(shù)的26％）。不確定性導(dǎo)致潛在的整合問(wèn)題， 并鼓勵(lì)一些工業(yè)企業(yè)采取“等待觀望”，然后再對(duì)某一產(chǎn)品線或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行下注。
llot的未來(lái)
工業(yè)仍處于由llot，大數(shù)據(jù)和其他新興技術(shù)驅(qū)動(dòng)的技術(shù)轉(zhuǎn)型的大浪潮的早期階段。 這不是炒作，而是影響到幾乎全球經(jīng)濟(jì)每一個(gè)部門的軟件，硬件，網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的進(jìn)步的必然后果。
一些公司已經(jīng)在利用IIoT來(lái)提高生產(chǎn)力并開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品和服務(wù)。 隨著越來(lái)越多的先進(jìn)傳感器，處理能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的價(jià)格不斷下降，主流工業(yè)企業(yè)及其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手將會(huì)轉(zhuǎn)向IIoT以保持競(jìng)爭(zhēng)力，并尋找新的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。
然而仍然存在嚴(yán)重的障礙。 對(duì)安全性，人員配置和互操作性的擔(dān)憂可能會(huì)使一些工業(yè)公司陷入困境。 其他人可能對(duì)利益，成本和投資回報(bào)有疑問(wèn)。 某些技術(shù)仍處于發(fā)展的早期階段，這是標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)和物理限制（如電池）的不確定性所阻礙。
一些人表示謹(jǐn)慎，其他人則看到一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)。
前瞻性工業(yè)公司以及能源，交通運(yùn)輸和制造業(yè)的創(chuàng)業(yè)公司正在對(duì)IIoT和大數(shù)據(jù)進(jìn)行大量投資。 這些公司希望為未來(lái)做好準(zhǔn)備，使用IIoT獲得重大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)或開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和服務(wù)。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)背后的邏輯是日趨成熟的傳感器技術(shù)、信息技術(shù)，這使得工業(yè)應(yīng)用能夠向智能化轉(zhuǎn)變。而感知控制和互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)之后，數(shù)據(jù)將進(jìn)一步被挖掘，工業(yè)制造領(lǐng)域的覆蓋面將進(jìn)一步拓展，塑造功能和形式更多樣的，提供個(gè)性化服務(wù)的生態(tài)，激發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。
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責(zé)任編輯：靳玉鳳
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