工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

連接未來的智能制造

隨著科技的不斷進步和全球市場的快速發(fā)展，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet of Things，簡稱IIoT）正逐漸成為一個炙手可熱的話題。在工業(yè)制造領(lǐng)域，IIoT正在革新傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，為企業(yè)帶來了巨大的變革和發(fā)展機遇。

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工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）代表了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域和應(yīng)用中的延伸和集成。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)重點關(guān)注機器對機器通信、大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)，幫助行業(yè)和企業(yè)提高運營效率和可靠性。它涵蓋各種工業(yè)應(yīng)用，包括機器人、醫(yī)療設(shè)備和軟件定義的生產(chǎn)流程。

IIoT 的獨特之處在于其獨特的信息技術(shù) (IT) 和運營技術(shù) (OT) 融合。OT 涉及網(wǎng)絡(luò)操作流程和工業(yè)控制系統(tǒng)，包括HMI、監(jiān)控、SCADA 系統(tǒng)、DCS 和PLC。這種綜合方法確保工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在重塑工業(yè)流程和促進數(shù)據(jù)驅(qū)動決策方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

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工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的特點

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIOT)特點并非所有系統(tǒng)都可以歸類為IIoT。一般來說它們需要生成數(shù)據(jù)進行分析并產(chǎn)生具體的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。IIOT系統(tǒng)運行基于分層結(jié)構(gòu)：

設(shè)備：系統(tǒng)的可見部分是設(shè)備: 傳感器、GPS 定位器、機器等等；網(wǎng)絡(luò)：在此之上是連接層，即通過云存儲或邊緣計算在這些設(shè)備和服務(wù)器之間建立的網(wǎng)絡(luò)；

服務(wù)：這些是分析收集的數(shù)據(jù)并對其進行處理以提供特定服務(wù)的計算機，應(yīng)用程序；

內(nèi)容：這是與人類操作員的界面，可以是計算機、平板電腦，甚至是虛擬現(xiàn)實或增強現(xiàn)實眼鏡等設(shè)備。

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工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)有什么好處

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為企業(yè)帶來了許多優(yōu)勢，以下是一些主要優(yōu)勢：

• 提高效率：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)設(shè)備和流程的自動化和持續(xù)監(jiān)控。這提高了運營效率，因為實時數(shù)據(jù)允許數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策和遠程監(jiān)控。
• 提高產(chǎn)量：IIoT 連接的制造流程可提高設(shè)備的利用率和性能。通過最大限度地提高機器效率并將員工從重復(fù)性任務(wù)中解放出來，可以提高生產(chǎn)能力。
• 減少錯誤：工業(yè)運營中的自動化最大限度地減少了與人為相關(guān)的低效率，從而減少了產(chǎn)品缺陷。這可以提高客戶滿意度和品牌聲譽。
• 預(yù)測維護需求：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器通過分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)的模式和早期問題檢測來幫助實施預(yù)測維護策略。這種主動方法可以防止資產(chǎn)故障、降低成本并最大限度地減少停機時間。
• 增強工人安全：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器監(jiān)控員工和工作場所安全，有助于打造更安全的工作環(huán)境。如果發(fā)生事故，集成安全系統(tǒng)可以觸發(fā)警報和采取行動，確?？焖夙憫?yīng)并為未來的預(yù)防提供見解。
• 節(jié)省能源成本：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以持續(xù)監(jiān)控和優(yōu)化能源消耗，從而揭示效率低下的情況并節(jié)省成本。這延伸到調(diào)節(jié)溫度、用水量、濕度和照明等因素。
• 改善現(xiàn)場服務(wù)和客戶體驗：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以通過提供實時數(shù)據(jù)和見解來增強現(xiàn)場服務(wù)。這可以改善客戶體驗，因為公司可以提供更高效的服務(wù)并及時響應(yīng)客戶需求。

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工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用方面

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用可以涵蓋各個領(lǐng)域，如智能工廠、智能物流、智能能源等。在智能工廠中，IIoT可以通過連接生產(chǎn)線上的各個設(shè)備和機器，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)控和故障預(yù)警，提高生產(chǎn)線的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率。在智能物流中，IIoT可以通過追蹤和監(jiān)控貨物的位置和狀態(tài)，提供更準確的物流信息和更高效的物流管理。在智能能源中，IIoT可以通過智能電表和能源管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對能源的實時監(jiān)測和優(yōu)化，提高能源利用效率和降低能源消耗。

• 設(shè)備監(jiān)測與維護：通過安裝傳感器和監(jiān)測設(shè)備，實時收集工業(yè)設(shè)備的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)。通過對這些數(shù)據(jù)進行分析，可以實現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)測、維護計劃優(yōu)化，提高設(shè)備的可靠性和生命周期管理。
• 生產(chǎn)過程優(yōu)化：通過連接生產(chǎn)線上的傳感器和設(shè)備，實時監(jiān)測生產(chǎn)過程中的各種參數(shù)，如溫度、濕度、壓力等。通過對這些數(shù)據(jù)進行分析，可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化和調(diào)整，提高生產(chǎn)效率、降低能耗、減少廢品率。
• 資源管理與節(jié)能：通過監(jiān)測和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對能源、水資源等的監(jiān)測和管理。通過分析數(shù)據(jù)，可以識別能源浪費和資源浪費的問題，并采取相應(yīng)的措施進行節(jié)能和資源管理，降低生產(chǎn)成本和環(huán)境影響。
• 質(zhì)量控制與追溯：通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的實時監(jiān)測和控制。通過在產(chǎn)品上添加傳感器和標簽，并與生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，可以實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的追溯，快速發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度。
• 5. 物流與供應(yīng)鏈管理：通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)對物流和供應(yīng)鏈過程的實時監(jiān)測和管理。通過連接運輸工具、倉庫和庫存系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對物流過程的實時追蹤和調(diào)度，提高物流效率和準確性，降低運輸成本。

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實施工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的5大挑戰(zhàn)

01.未明確目的和范圍

一些決策者之所以覺得本企業(yè)必須采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，是因為他們認為競爭對手已經(jīng)這樣做了，自己顯然不應(yīng)該落后。這可以是實施工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的眾多因素之一，但不應(yīng)當(dāng)成為主要的因素。相反，組織的決策者應(yīng)該仔細考慮，他們想要通過利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)什么，以及這項技術(shù)將如何幫助他們在現(xiàn)有環(huán)境中揚長避短。

首先，圈定工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實施范圍是非常重要的。我們需要考慮：在初始化的實施階段，是否只會與單個機器設(shè)備、或某個部門相關(guān)？提前弄清楚這一點，不但有益于控制預(yù)算，而且能夠確保實施團隊的每個人都能夠?qū)π枰獔?zhí)行的內(nèi)容，持有一致性的認識。

只有大家都去關(guān)注在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實施后，具體能夠給企業(yè)帶來哪些改進，那么他們才有動力去努力解決可能出現(xiàn)的設(shè)備故障，或通過智能化的數(shù)據(jù)收集，更安全地改進運行環(huán)境。

02.遇到數(shù)據(jù)相關(guān)問題

消費物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)收集潛力，通常比與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的設(shè)備更受限制。例如，某個房主只能使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，去收集關(guān)于其住宅的有限數(shù)據(jù)。而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)則可以橫跨全球各地的站點，在任何給定的時間，從成百上千臺設(shè)備處收集豐富的數(shù)據(jù)。

這也就是為什么我們常說工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實施，與數(shù)據(jù)的收集有著密切的關(guān)系。畢竟決策者可能會因為不確定該如何有效地處理各個來源的信息，而無法做出準確的判斷。因此，只有了解需要收集的、最為相關(guān)的數(shù)據(jù)，才能了解公司希望通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)要具體實現(xiàn)的目標。也就是說，他們往往需要先設(shè)定目標，然后找出與這些里程碑相關(guān)的數(shù)據(jù)類型。例如，如果貴企業(yè)的實施目標是減少每年設(shè)備故障的次數(shù)，那么在這種情況下，企業(yè)決策者就可能需要有關(guān)機器溫度、異常振動模式、以及總體運行時間等數(shù)據(jù)參數(shù)。

同時，我們還必須確保收集和使用的數(shù)據(jù)具有盡可能高的質(zhì)量。試想，如果出現(xiàn)了信息重復(fù)、或數(shù)據(jù)有誤等情況，那么工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實施過程就會導(dǎo)致工作量的翻倍，甚至起到誤導(dǎo)性的作用。

03.需要維護已連接的基礎(chǔ)設(shè)施的安全性

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的廣闊連接性，擴大了潛在網(wǎng)絡(luò)黑客的攻擊范圍。由于使用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的公司可以在整個基礎(chǔ)設(shè)施中連接到各種設(shè)備，因此我們很容易想象到其受到在線攻擊后所造成的嚴重破壞。

因此，當(dāng)涉及到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建和改進時，我們需要通過諸如滲透測試等方式，發(fā)現(xiàn)黑客可能利用到的基礎(chǔ)設(shè)施的某個漏洞，以及可能獲得的訪問權(quán)限。當(dāng)然，除了外部威脅，我們也需要提防內(nèi)部人員可能帶來的危害。例如，由某個員工在點擊、甚至回復(fù)了釣魚郵件后，所引發(fā)的威脅。

根據(jù)Barracuda公司2022年的一份報告顯示：有72%的組織在其公司內(nèi)已實施了“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)加安全運營”的技術(shù)形式。不過，更令人擔(dān)憂的是，有93%的企業(yè)在其工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的安全相關(guān)項目中遭遇到了失敗。而且，只有49%的受訪組織能夠自行處理與安全有關(guān)的更新。這意味著其安全措施可能面臨著過時的窘境。

有許多專家認為，區(qū)塊鏈技術(shù)是許多行業(yè)的顛覆性利器。它能夠?qū)⑿畔⒋鎯υ谝粋€數(shù)字化的、不可更改的分類帳上，有助于確?；緮?shù)據(jù)的透明度，同時也能夠防止篡改。因此，業(yè)界紛紛將區(qū)塊鏈視為改進工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢的關(guān)鍵要素，用它來更加便利地管理和保持工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的安全。

同時，負責(zé)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實施的人員，也應(yīng)該定期進行網(wǎng)絡(luò)安全審查，并根據(jù)審查的結(jié)果，來及時向組織中的決策層展示工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在實施過程中的安全態(tài)勢，以及需要在哪些方面有所改進。

04.遇到可擴展性困難

可擴展性是專業(yè)人員在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)方面可能面臨的另一個挑戰(zhàn)。2022年，Bain在對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)決策者的調(diào)查中獲悉到：在實施了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的企業(yè)中，真正能夠按計劃實現(xiàn)可擴展性的不到60%。

受訪者普遍認為有三個主要因素，導(dǎo)致了他們無法擴展自己的項目：

• 集成工作過于復(fù)雜，且需要過多的投入
• 相關(guān)的供應(yīng)商無法支持擴展
• 項目生命周期的支持成本過高，難以說服利益相關(guān)方

該研究給出了兩項建議：

• 硬件可以幫助縮小那些阻礙企業(yè)決策者進行擴展的差距
• 項目參與者對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目要有長遠的眼光

有些人可能只會考慮到該如何實現(xiàn)最初的概念性驗證（proof of concept）。這實際上只是項目的一個起點。若想實現(xiàn)最終項目可擴展性，他們還需要盡早地進行規(guī)劃，以及做好全盤的考慮，為項目后期預(yù)留下開放性的定義與準備。

05.應(yīng)對資源短缺問題

一個不爭的事實是，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目的各個階段，我們會經(jīng)常遇到缺乏必要的資源的窘境。而且此類狀況比人們想象的還要普遍。Inmarsat曾在全球范圍內(nèi)開展過一項調(diào)查，其中有37%的受訪者認為自己沒有足夠的內(nèi)部資源，可用于手頭的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項目。更具體地說，該群體中有50%的受訪者曾表示，他們沒有足夠的網(wǎng)絡(luò)安全人才。此外，有49%的公司需要更多的數(shù)據(jù)科學(xué)和分析領(lǐng)域的人才。而32%的公司則表示，他們擁有將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)完全融入其商業(yè)戰(zhàn)略所需的高管、以及專業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)知識。