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工业物联网的这些趋势正在形成

2017/12/29    来源:e-works整理    作者:Alan Griffiths      
关键字:工业物联网  物联网  
工业物联网的发展将为众多行业带来实际应用价值。物联网市场正在形成一些明显趋势,但仍面临一些挑战。
    物联网的传感器、监控和网络连接功能不仅是高价值产品的专属,从经济性来上看,现阶段在普通产品上也是可行的。任何设备,只要有通断开关就可以成为一个智能互联设备。联网的智能手机和平板电脑则可以成为设备的控制面板,物联网能利用新的方式进行监控、控制和功能交付。
 
    监控:物联网对数据的感知和分析分了开来,因为对传感器数据流的分析才更重要和具有成本效益,而非数据的直接显示。比如,物联网中的一台机器,连接到互联网后,其传感器的读数和分析结果能被任何授权的网络连接设备读取。这台设备可以是在地球另一端的智能手机或平板电脑,也可能是人工智能系统希望获得这台机器的操作知识而进行的读取。
 
    控制:在物联网出现之前,控制指令来源于设备控制面板或者一个类似的远程控制器上的各种按钮、开关和滑块。物联网则将这些指令以信息的形式发给设备。这些信息可以从任何一个网络连接的实体或虚拟控制面板发出,也可以从任何网络连接系统内运行的监控软件发出。
 
    功能交付:出于潜在考虑,物联网设备所含的嵌入式软件可与本地或远程互联系统结合,增加从管理到人工智能的各种功能。所有这些软件不论技术人员是否访问,都可以进行自主更新。
 
    流程重构
 
    物联网能对改善包括工程、制造和生产中的大部分活动。例如,
 
    •工厂运行:单屏显示实时状态、预测诊断和业务系统信息,能改进批次优化和排程。
 
    •工程:从现实世界获得的使用反馈能帮助调整分析模型和提供下一版本的需求信息。
 
    •商业:基于使用和性能的价格能带来有利的竞争优势。
 
    •销售:对使用模式的洞察力可以引领销售人员在客户需要的时候提供合适的附加产品和服务。
 
    •服务:可以实现远程操作、诊断和维护,还可以通过分析实现预测性维护。
 
    随着标准和服务配置、软件的升级,智能互联产品还将提供远程监控和控制功能。
 
    业务模式重构
 
    重构范围不仅停留在产品和流程上,也可以应用到商业模式上,例如:
 
    •如果废物箱在快满的时候能发出信号,就可以根据需要安排就近的收集车过来,而不必定时收集。
 
    •如果机器能报告足够多的数据,让供应商获得产品的风险因素信息,进行改进从而获得竞争优势,就可以让产品通过高性能提高销售而不是产品本身。
 
    这两个例子让企业的高层管理人员通过服务化实现业务模式的创新,通过提供高价值的附加服务和替代服务,实现产品的销售。
 
    工业物联网应用曲线
 
    与众多新兴技术一样,物联网正沿着钟形曲线发展。早期阶段由创新者和早期采用者推动。
 
工业物联网应用曲线
图:工业物联网应用曲线
 
    物联网解决方案包含许多不同的构成部分,而且每个都分别处于不同的阶段。例如嵌入式软件和系统工程在物联网出现之前就已经存在,现在处于早期主流应用阶段。这些工具是物联网项目中的基本构成部分,使用广泛。
 
    而对比之下,工业物联网平台和操作系统是一种相对新型的软件、互联和云服务的结合。创新者可以参照这些决定其物联网解决方案是否需要用物联网平台/操作系统包替代一些内部开发的部分。
 
    数字化转型与物联网
 
    通过物联网项目能获得全新的商业模式,例如产品即服务或按小时计费模式,因此需要结合企业的重点考虑、项目时间跨度、预算和企业文化,安排合适的人参与评估未来机遇和发展思路,物联网也是数字化转型的推进器。
 
    转变客户关系
 
    物联网项目相对比较容易获得的转型成果包括现场服务和资产管理领域。这里的互联指的是生产商与销售给客户的设备之间的互联,而非顾客工厂内部使用的设备之间的互联。
 
    基于物联网的预测性维护能改变产品出售给客户的方式。例如,航空发动机提供按小时计费的新模式,客户按照发动机飞行小时支付费用而不是预先支付。供应商分析发动机数据,管理客户的引擎维修服务,使飞机实现最大化安全运行。出于安全和可用性的原因,地面对飞机的通信独立于互联网,同样的原则也可应用到互联设备。
 
    物联网正在变革多种行业
 
    预测性维护成为工业机械行业关注的焦点,而随着企业对传感器和通信设备的负担能力不断提高,物联网对其他行业的变革也正在形成。 
 
    例如在食品加工领域,肉类和奶酪零售柜台的切片机。这类成本相对低廉的设备,可以通过监控设备开启、空载和切片过程中的电流/电压分布情况来实现感应。因此只需要一种新型的集成传感器和wifi连接的电源线就可以实现对现有设备的改造。当电流波形显示需要更换刀片时,可以安排合适的操作员或技术工人进行更换。
 
    农业方面,整个行业领域的设备应用都在变革,从农业机械的供应到田间应用的操作,包括使用GPS、自动化的采集收割,以及对机械的跟踪和识别。
 
    建筑领域,欧盟投入700万欧元实施的H2020未来工厂计划“OPTIMISED”正在将工地外的制造与现场组装升级到一个新水平。这个项目对包括建筑行业和其他多个行业领域的先进制造。
 
    零售业,大部分零售商正在积极利用区块链技术应对分布式分类账。如果零售业供应链实现物联网应用,就能实现从田间地头到结账柜台全程的实时跟踪和食品安全保障。
 
    而对于不同行业,物联网所带来的效益都是相同的:
 
    •改善运营和降低成本
 
    •通过为客户提供更好体验获得竞争性优势
 
    •实现新的收入流
 
    随着早期应用者的成功实践越来越多,物联网技术将应用到该行业的大多数企业,并最终成为主流应用。而在此过程中仍然存在各种挑战,将导致企业产生不同的应用结果。
 
    工业物联网技术的主要提供商
 
美国工业互联网联盟(IIC)使用这张图描述大部分工业物联网提供商的工作框架。这种架构帮助定义了边界和接口,让来自提供商的不同技术能够统一。
图:美国工业互联网联盟(IIC)使用这张图描述大部分工业物联网提供商的工作框架。这种架构帮助定义了边界和接口,让来自提供商的不同技术能够统一。
 
    工业物联网解决方案建立在各家厂商相互合作的生态系统基础上,各种不同提供商提供不同的产品和服务。目前存在三种类型的工业物联网解决方案提供商:
 
    大型厂商
 
    这些厂商都是一些来自不同行业的耳熟能详的全球性公司,他们认识到物联网的机遇,同时企业自身也在进行梳理和重组,开发和提供包含软硬件的IIOT方案,这些厂商包括:工业技术企业、半导体(微处理器和微控制器)企业、IT厂商、云存储/云计算厂商、通信企业、网络设备供应商、边缘计算和雾运算厂商、企业软件提供商、PLM/CAD/CAM提供商、BIM/AEC提供商。
 
    物联网初创公司
 
    技术初创公司在将新思路付诸实施和技术上的创新组合方面起着至关重要的作用。在早期阶段,只有创新者需要承受风险并做出艰难抉择。例如,是免费从当地大学获得技术还是支付高额的预付和持续费用进行内部开发。
 
    系统集成商和管理咨询商
 
    大部分咨询和系统集成商都认为物联网是数字化转型的重要部分,意味着利用数字化技术,如物联网可对企业的运营和业务模式产生巨大改变。物联网通过获取监测信息对实现了更多活动的自动化并加快了流程,通过数据分析还有与合作伙伴和客户的互动改善了产品性能,从而促进行业实现数字化转型。
 
    工业物联网存在的挑战和趋势
 
    解决关键挑战将是大部分创新者、早期应用者和物联网项目面临的重要问题。开发商和用户尤其需要获得:
 
    •更好的和更易获得的安全性
 
    •一套公认的核心标准
 
    •精通在互联产业网络中开展业务
 
    •整合度更高和更加成熟的软件/服务工业物联网平台产品
 
    •需要更多工程和软件员工了解物联网技术
 
    而对于这一系列挑战,市场也反映出一些趋势:
 
    趋势一:许多制造业企业将向自己的系统提供商寻求物联网解决方案。
 
    随着物联网的发展普及,企业将期望自己的企业系统能够支持物联网应用,支持互联和数据分析。制造企业希望从现有系统获得物联网技术,或期待通过物联网技术建立具有商业价值的企业系统。物联网平台和组件市场将依然存在,但是大多数用户将以软件包形式进入市场。
 
    趋势二:众多行业企业将借助物联网技术进军软件行业
 
    基于内部技术应用而建立的物联网企业相对容易,而且技术和相关服务产生能带来新的收入来源。物联网相关行为活动能够形成企业的一个部门,具有开发能力,帮助满足内部需求同时也可以出售给客户。
 
    趋势三:物联网将创建新的信息流
 
    对现有信息流的加速和自动化处理将十分重要,利用物联网将为潜在的新信息流产生巨大机遇。例如,现场产品的反馈将帮助设计人员调整仿真模型,产品工程师将能够改进制造流程,维护工程师将能改善维护方法。
 
    趋势四:机器和设备将为物联网做好准备
 
    现在各种互联的消费电子产品如雨后春笋般层出不穷,像电视、音响、游戏机、灯光和暖气控制、手机、电脑、打印机、安防摄像机等通过因特网接口或wifi全部具备了联网功能。而同样的形式将扩大到工业设备上。企业系统将能自动发现、连接和管理这些设备。
 
    趋势五:安全需求将成为首要考虑
 
    自从蠕虫病毒出现,人们就意识到了恶意软件可以影响到任何计算机设备。而如果企业竞争力建立在云端互联系统时,传统的物理隔离网闸的安全防护就变得不切实际。人们需要建立全新的安全系统,建立从电子行业的安全协议到嵌入在各个层面的安全软件组件的构成的一系列监管链。
 
    趋势六:物联网提供商将进行全面整合
 
    分析机构Cambashi 在一项物联网研究中,发现有350多家物联网平台提供商,预示着这一市场还有待全面整合。市场上已经可以看到云产品的一些整合现象。即使一些大型企业利用自身设施提供云服务的,也正在转向与一些建立了全球云数据中心网络的云厂商进行合作。
 
    自从电脑诞生的最初阶段,就以实现数字化为目标。现在随着传感器和通信技术让物联网逐渐成型,物联网策略将纳入每个企业的战略考量中。工业物联网正在对大部分行业产生显著影响,也将逐渐成为数字化转型的重要推动力。
 
责任编辑:李欢
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