三十年前，假設(shè)你是美國高性能閥門制造商的調(diào)度經(jīng)理，你的日常計(jì)劃安排的非常慢，與合作伙伴的溝通需要通過電話、傳真或郵件進(jìn)行。 員工手動記錄庫存并檢出運(yùn)送貨物。定期的維修隊(duì)伍靠人眼檢查，司機(jī)可以通過雙向無線電聯(lián)系，如果他們足夠接近，但在許多情況下，傳遞關(guān)于特定貨物或新的接收位置的信息的唯一方法是讓司機(jī)定期通過打電話進(jìn)行核查。 這些低效率存在于供應(yīng)鏈上下游，從工廠到客戶設(shè)施。很落后，容易出現(xiàn)延誤，成本高昂。

時代變了，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)

但還有另一個趨勢：建筑，工廠設(shè)備，車輛，倉庫，托盤和工人本身正在越來越多地與網(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。

換句話說，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

還是以高性能閥門制造商為例。在過去，管理人員只有在下車到倉庫后才要求新的庫存，并需要某人進(jìn)行手動計(jì)數(shù)。 新零件的訂單通過傳真或快遞郵件發(fā)送給供應(yīng)商，每端還需要少數(shù)人處理文書工作和會計(jì)。

今天，同樣的公司可以獲得更多的庫存的動檢，這得益于IIoT技術(shù)，如配備有射頻識別(RFID)托盤跟蹤和使用攝像頭和重量傳感器計(jì)算現(xiàn)有部件數(shù)量的倉庫。 這些數(shù)據(jù)與ERP和其他軟件系統(tǒng)集成。 當(dāng)某一部件的供應(yīng)下降到一定閾值時，系統(tǒng)會自動將訂單提交給供應(yīng)商以進(jìn)行補(bǔ)充。 員工很少需要參與下訂單，加快了整個供應(yīng)鏈的出貨量，并減少了勞動力需求，以代替以前的手動，高接觸的過程。

IIoT帶來的效率可以擴(kuò)展到成品閥門的運(yùn)輸。卡車司機(jī)靠電話亭和紙張清單進(jìn)行檢查的日子已經(jīng)過去了。現(xiàn)在公司的IT系統(tǒng)使用優(yōu)化模型來確定最有效的運(yùn)輸車隊(duì)使用情況，并跟蹤全國各地的產(chǎn)品，將實(shí)時運(yùn)輸數(shù)據(jù)反饋到總部，并通過移動應(yīng)用程序或連接到網(wǎng)絡(luò)的其他設(shè)備即時傳送給驅(qū)動程序。啟用RFID的托盤在離開倉庫時被跟蹤，并被裝載到卡車上，并在交付后自動在客戶的接收中心登記。

板載傳感器作為電子測井設(shè)備(ELD)系統(tǒng)的一部分，監(jiān)控車速和駕駛時間，甚至監(jiān)控單個駕駛員使用制動器的頻率，這有助于節(jié)省燃料，提高駕駛員的安全性并減少空閑資源。 如果某個卡車司機(jī)執(zhí)行危險的機(jī)動操作或駕駛太長時間，系統(tǒng)會提醒駕駛員并通知調(diào)度員。 此外，ELD符合聯(lián)邦對司機(jī)的監(jiān)控要求，更換司機(jī)曾經(jīng)需要每天填寫的紙質(zhì)日志。

IIoT還可實(shí)現(xiàn)更好的車隊(duì)維護(hù)。車載傳感器不是將卡車帶入維修店進(jìn)行定期維護(hù)，而是可以警告車隊(duì)經(jīng)理遇到特定車輛的問題。卡車可以固定或重新分配到更容易駕駛的路線，從而減少緊急維修和運(yùn)輸延誤。

全球影響

類似的轉(zhuǎn)型正在各個產(chǎn)業(yè)中發(fā)生。德國汽車零部件制造商使用IoT等先進(jìn)技術(shù)來管理其供應(yīng)鏈和制造設(shè)施。為美國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)來跟蹤工具使用和數(shù)十萬個部件。北美電力公司使用高分辨率傳感器來監(jiān)控電網(wǎng)的性能，并主動與鄰近公用事業(yè)和地方當(dāng)局合作，以防止停電等問題。在西澳大利亞的一個礦山，裝有攝像機(jī)和數(shù)百個傳感器的大型無人駕駛挖掘機(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)級和工業(yè)級物聯(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%的速度增長到2020年。在2016年，對物聯(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)。 增長已進(jìn)入曲棍球棒效應(yīng)(前期銷量很低,到期末銷量會有一個突發(fā)性的增長)階段：聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量已經(jīng)超過人口數(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，極高高增長率是不切實(shí)際的。

雖然一些公司對技術(shù)流行和供應(yīng)商對顛覆性技術(shù)的炒作表示警惕，但是IIoT仍然是一個真正的趨勢，將在未來幾十年內(nèi)影響許多行業(yè)。 工業(yè)供應(yīng)商已經(jīng)開始為IIoT的預(yù)期浪潮做好準(zhǔn)備，并關(guān)注著垂直市場的巨大機(jī)會。 然而，企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是選擇在其運(yùn)營中實(shí)施IIoT，以及隨之帶來的很大的不確定性。

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)帶來新的洞見。

這個趨勢背后是什么? 當(dāng)然，最新的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用趨勢使得IoT成為可能。 普華永道認(rèn)為有以下幾個推動IIoT的因素：

· 廉價的新傳感器

· 更快的處理器

· 更便宜的存儲

· 可集成的開放平臺

· 供應(yīng)商和合作伙伴鼓勵采用

· 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不僅僅是一個技術(shù)故事。 普華永道的美國工業(yè)產(chǎn)品負(fù)責(zé)人Robert McCutcheon說，許多公司不僅將減少成本，同時還講加快生產(chǎn)和交付的速度，也將其作為增長平臺和有效競爭的途徑。

McCutcheon說：“IoT主要推動來自CEO和董事會，”它已經(jīng)成為會議室中關(guān)于顛覆和競爭的話題。許多討論都是圍繞這一話題。“我們的競爭對手會從技術(shù)的角度來做什么? 客戶從技術(shù)角度做什么? 我們在這個過程中可能會有哪些顛覆性，我們有什么機(jī)會利用和影響市場呢?“

對于IT經(jīng)理來說，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)場進(jìn)行活動。

的確，采用IIoT代表了對系統(tǒng)、流程和知識中心的重新分配。 IT經(jīng)理和員工以及制造，運(yùn)營，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。 這對某些人來說是不舒服的，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。可以簡化流程和可以連接的平臺是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)和庫存管理

·容量和性能監(jiān)測

·質(zhì)量分析

·實(shí)時提醒

·安全和合規(guī)

·吞吐量監(jiān)測

·倉庫優(yōu)化

Dugenske認(rèn)為，公司文化對一個團(tuán)隊(duì)是否實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)有很大的影響。 他表示：“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)及時的回報和競爭優(yōu)勢。” “延遲實(shí)施的公司將處于難以克服的不利地位。”

當(dāng)然，隨著越來越多的公司轉(zhuǎn)向IIoT，他們將需要越來越多的合格人才來設(shè)計(jì)，實(shí)施和維護(hù)基于IIoT的系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。 McCutcheon說：“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)能夠在未來工廠工作的技術(shù)人員。 但是McCutcheon警告說，企業(yè)也需要克服一個感知的差距。 McCutcheon說：“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。 配備IIoT系統(tǒng)的石油鉆井平臺可在一天內(nèi)產(chǎn)生高達(dá)8TB的數(shù)據(jù)。 配備IIoT傳感器的運(yùn)輸設(shè)備則更加多樣化，從汽車(每天1 PB的運(yùn)行數(shù)據(jù))到噴氣式飛機(jī)(每分鐘生成333GB數(shù)據(jù)的單個波音737發(fā)動機(jī))。 隨著越來越多的公司建立其IIoT基礎(chǔ)架構(gòu)和更多傳感器上線，數(shù)據(jù)量將會越來越多。

如何處理所有數(shù)據(jù)? 如果最終目標(biāo)是簡化操作，通知管理人員并產(chǎn)生可操作的見解，則數(shù)據(jù)將需要傳輸，處理，匯總，可視化和存儲。 IT需求非常強(qiáng)大。 配備單個IIoT的建筑物或車輛可能有成千上萬的傳感器和設(shè)備通過無線或有線網(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硖幚怼? 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，或者放入存儲器中。

當(dāng)這樣的系統(tǒng)擴(kuò)展到整個公司，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，顯而易見，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。

企業(yè)如果沒有充分利用他們可用的數(shù)據(jù)，將存在真正的風(fēng)險。 麥肯錫的報告指出，只有1%的石油鉆機(jī)數(shù)據(jù)將有30,000個傳感器。 這是因?yàn)閭鞲衅髦饕糜跈z測問題，而不是優(yōu)化和預(yù)測分析。這浪費(fèi)了大數(shù)據(jù)。

還有IIoT安全角度要考慮。 這對于處理數(shù)據(jù)中心，辦公系統(tǒng)和個人設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)安全的公司而言還是一個未知的領(lǐng)域。 在IIoT環(huán)境中，需要更加重視如何在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出IT傳統(tǒng)范圍的地方保護(hù)設(shè)備，數(shù)據(jù)，通信和處理能力。

IIoT硬件，軟件和網(wǎng)絡(luò)連接的性質(zhì)導(dǎo)致了一些意想不到的安全性后果。 許多低成本的設(shè)備，如遠(yuǎn)程攝像機(jī)，路由器甚至DVR都的安全功能有限(包括硬編碼的默認(rèn)密碼和telnet訪問)，或者從來不會更新補(bǔ)丁。 一旦遭到破壞，它們將造成DDoS攻擊和惡意軟件分發(fā)等等問題。 一個令人討厭的名為“Mira”的IIoT僵尸網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在全球存在，到今天仍然是一個問題。

整合llot

正如你所期望的，整個企業(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。” “但是它并沒有解決一個關(guān)鍵問題：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)動因素通常被忽略。

理論上，無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。 公司可以隨時轉(zhuǎn)向基于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的產(chǎn)品，無論它們是全球IT標(biāo)準(zhǔn)(如802.11ac)還是為工業(yè)用途明確開發(fā)的產(chǎn)品，例如用于電表的IEEE標(biāo)準(zhǔn)1377-2012。

這也推動了聯(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)，互操作性和開放標(biāo)準(zhǔn)。

目前還不清楚哪個標(biāo)準(zhǔn)將占據(jù)主導(dǎo)地位，但這是一個對IIoT有重大影響的問題，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)致潛在的整合問題， 并鼓勵一些工業(yè)企業(yè)采取“等待觀望”，然后再對某一產(chǎn)品線或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行下注。

llot的未來

工業(yè)仍處于由llot，大數(shù)據(jù)和其他新興技術(shù)驅(qū)動的技術(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)每一個部門的軟件，硬件，網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的進(jìn)步的必然后果。

目前很多企業(yè)已經(jīng)在利用物聯(lián)網(wǎng)無紙記錄儀來提高生產(chǎn)力并開發(fā)新的產(chǎn)品和服務(wù)。 隨著越來越多的先進(jìn)傳感器，處理能力和數(shù)據(jù)存儲的價格不斷下降，主流工業(yè)企業(yè)及其競爭對手將會轉(zhuǎn)向IIoT以保持競爭力，并尋找新的增長機(jī)會。

然而仍然存在嚴(yán)重的障礙。 對安全性，人員配置和互操作性的擔(dān)憂可能會使一些工業(yè)公司陷入困境。 其他人可能對利益，成本和投資回報有疑問。 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。

將新技術(shù)引入車間或裝配線，進(jìn)入車輛維護(hù)艙以及遠(yuǎn)程站點(diǎn)也是一個挑戰(zhàn)。 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備是復(fù)雜和強(qiáng)大的，但其中大部分還沒有連接到IP網(wǎng)絡(luò)。 此外，還有一些類型的工業(yè)機(jī)械通常在很少人知道的的垂直領(lǐng)域有非常專業(yè)的用途，這些機(jī)械設(shè)備在未來幾年可能不會具備llot能力。 更換或改裝是可能的， 事實(shí)上，隨著轉(zhuǎn)型的速度加快，這將是必須的。 但對于今天的業(yè)務(wù)或IT經(jīng)理來說，那天可能看起來很遙遠(yuǎn)。 在2015年的制造商調(diào)查中，近一半的人表示，他們沒有沒有計(jì)劃使用智能傳感器的數(shù)據(jù)來改進(jìn)制造和運(yùn)營。

一些人表示謹(jǐn)慎，其他人則看到一個巨大的機(jī)會。 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IIoT和大數(shù)據(jù)進(jìn)行大量投資。 這些公司希望為未來做好準(zhǔn)備，使用IIoT獲得重大競爭優(yōu)勢或開發(fā)新產(chǎn)品和服務(wù)。

想象一個傳感器，系統(tǒng)，數(shù)據(jù)甚至機(jī)器人和人工智能無處不在的世界。 裝配線，供應(yīng)鏈和遠(yuǎn)程站點(diǎn)將主要由自主設(shè)備和算法運(yùn)行，減少延誤，同時增加工人的安全。 道路上和空中的自駕車將能夠與他們正在運(yùn)輸?shù)耐斜P“交談”，以更好地監(jiān)控其內(nèi)容并協(xié)調(diào)交付。 這不是科幻小說，通過lloT這一切都是可能的。