物聯網(IoT)正在改變我們(men) 的製造業(ye)

據羅克韋爾自動化公司(Rockwell)市場開發副總裁John Nesi稱，目前隻有10%的工業(ye) 運營正在使用物聯網，該公司將企業(ye) 與(yu) 網絡空間連接起來，以改善製造功能。他說：“全球競爭(zheng) 壓力正在挑戰工業(ye) 和製造公司，低效率的企業(ye) 將漸漸被淘汰。”

1. 物聯網企業(ye) 體(ti) 驗效率提高

Nesi說到，Rockwell的食品和飲料客戶之一King’s Hawaiian每天能夠額外增加180,000磅麵包，在安裝新技術後將其以前的產(chan) 量增加一倍。

King’s Hawaiia將11台連接的機器安裝到一家新工廠中，這些機器與(yu) FactoryTalk相連，該軟件讓公司的員工可以遠程訪問曆史數據和實時數據，還可以使用生產(chan) 儀(yi) 表板來全麵了解整個(ge) 係統，以便監控性能。

所有這些軟件和硬件都帶來了“更快的上市時間(faster time to market)，更好的資產(chan) 利用率和優(you) 化，更低的總體(ti) 成本( lowertotal cost of ownership)，更高的勞動效率，企業(ye) 風險管理和更智能的支出 (smarter expenditures)”，Nesi說。

新係統降低了維護成本和停機時間，增加了更多數據的能力。反過來，Nesi說：“這使他們(men) 能夠匯總數據並呈現在可訪問的儀(yi) 表板上，使管理人員可以監控整個(ge) 企業(ye) 的操作和KPI。”

由於(yu) King's Hawaiian's等係統連接到互聯網，因此可以通過遠程操作中心進行控製和管理。這使得全球公司可以在世界各地建立工廠並實時監控它們(men) 。

另一家獲得連接係統(IOT，物聯網)優(you) 勢的公司是通用電氣公司(General Electric)。在紐約州Schenectady的Durathon電池工廠，物聯網全天候幫助該公司收集過程的數據。通過裝配線上的10,000個(ge) 傳(chuan) 感器和每個(ge) 電池中的傳(chuan) 感器，管理人員可以即時了解生產(chan) 狀況。他們(men) 能夠與(yu) 其他部門的同事分享這些信息和數據。

根據O'Reilly公司David Stephenson的說法，通用電氣公司和類似製造商的技術開創了前所未有的創新。 “物聯網有望消除有關(guan) 工廠車間實時狀況的大量信息差距，全麵優(you) 化生產(chan) 並消除浪費，”他說。

2. 減少工作場所的安全隱患

專(zhuan) 注於(yu) 企業(ye) 技術解決(jue) 方案的Sine-Wave創建了一個(ge) 定製的物聯網計劃，從(cong) 而提高了礦山的安全性和通信能力。根據他們(men) 的網站，他們(men) 設計了一個(ge) 基於(yu) 瀏覽器的應用程序，允許用戶與(yu) 礦山中的工人，操作員和機器進行通信，以及“查看地下所有活動的實時視圖，包括采礦作業(ye) ”。通過實時了解地下礦井正在發生的事情，用戶可以避免安全隱患並快速響應緊急情況。

3. 網絡安全風險

SANS研究所的Michael Assante說，當製造商在他們(men) 的工廠使用物聯網時，他們(men) 應該權衡風險。在連接之前，安全團隊應該有信心“了解暴露的協議，接口/配置，係統軟件，固件和身份驗證控製。”

隨著時間的推移，這些安全預防措施將變得越來越重要。 “預計未來五年內(nei) 連接終端的數量將接近500億(yi) ，”Nesi說。 “隨著時間的推移，製造業(ye) 的每個(ge) 終端 - 無論是傳(chuan) 感器，閥門，儀(yi) 器還是機器 - 都將為(wei) 更大的信息係統提供智能。”

物聯網將使製造變得更加智能化

全球製造業(ye) 正處於(yu) 革命的風口浪尖。正如我們(men) 在工廠和企業(ye) 軟件的早期版本中看到的那樣，新的信息技術突然間不僅(jin) 提供了使製造管理更有效的工作，而且工作本身更加智能化。基於(yu) 物聯網的技術有可能從(cong) 根本上提高製造的可視性，使生產(chan) 過程的每一步都能“看到”每個(ge) 生產(chan) 單位。批次級可見性正在被單位級可見性所取代。這是智能製造的曙光。

轉變是巨大的。 SCM World最近對智能製造和物聯網進行的實地調查發現，盡管今天五分之一的人承認他們(men) 的工廠業(ye) 務完全“脫網“，但五年後這一數字將降至接近於(yu) 零。事實上，根據SCM World的可見性成熟度模型(圖1)，接受調查的所有製造業(ye) 高管中有一半人希望在本單位層麵的供應鏈中具有可見性。隻有10%的人預測他們(men) 仍然僅(jin) 限於(yu) 單一的工廠級別的了解和控製。

智能製造關(guan) 乎創造一個(ge) 環境，從(cong) 工廠和供應鏈的所有可用信息被實時捕獲，變得可見並轉化為(wei) 可操作。智能製造包括業(ye) 務的各個(ge) 方麵，模糊了工廠運營，供應鏈，產(chan) 品設計和需求管理之間的界限。智能製造能夠對資產(chan) ，流程，資源和產(chan) 品進行虛擬跟蹤，為(wei) 企業(ye) 提供充分的可見性，從(cong) 而支持簡化業(ye) 務流程並優(you) 化供需。

實質上，智能製造是一個(ge) 決(jue) 策環境。非常重要的是，智能製造包括主動和自主分析功能，使智能製造成為(wei) 一個(ge) 智能且自我修複的環境。智能製造企業(ye) 可以通過智能和自動化的行動來預測性地滿足業(ye) 務需求，而這些行動是由物理世界以前難以獲得的驅動。智能製造將企業(ye) 轉變為(wei) 積極主動的自主組織，能夠預測和修複潛在的破壞性問題，發展運營並為(wei) 客戶帶來愉悅，同時增加盈利。

包括Bosch, Cisco, FCA (Fiat Chrysler Automobiless), GE, General Mills,Harley-Davidson 和Siemens等在內(nei) 的許多全球領先製造商都是其工廠中智能製造(或工業(ye) 4.0)的早期采用者。 有趣的例子包括：

西門子。在德國安貝格的西門子電子製造工廠，機器和電腦自主處理75%的價(jia) 值鏈，從(cong) 生產(chan) 線的一端到另一端，約有1000台自動化控製器正在運行。正在生產(chan) 的零件通過產(chan) 品代碼與(yu) 機器進行通信，產(chan) 品代碼告訴機器他們(men) 的生產(chan) 要求以及下一步需要采取的步驟。所有流程都針對IT控製進行了優(you) 化，從(cong) 而實現最低的故障率。員工主要負責監督生產(chan) 和技術資產(chan) ，包括處理突發事件。

通用電氣GE。在GE的Durathon電池工廠，10,000多個(ge) 傳(chuan) 感器實時測量溫度，濕度，氣壓和機器運行數據。這不僅(jin) 提供了實時監控生產(chan) 和調整過程的機會(hui) ，而且還可以追溯電池性能，回溯到特定批次的粉末以及過程中的每一步。

哈雷戴維森。 Harley-Davidson在賓夕法尼亞(ya) 州約克的主要生產(chan) 設施和生產(chan) 車間中的每個(ge) 資產(chan) 都是連接的，生產(chan) 中的每一步都被跟蹤並納入到實時績效管理係統中。

思科。 為(wei) 了更好地協調其全球外包生產(chan) 工廠網絡，思科開發了一個(ge) “虛擬”製造執行係統平台(VMES)，該平台提供生產(chan) 操作的實時可見性。該係統利用諸如雲(yun) ，大數據分析和物聯網等技術連接並收集生產(chan) 機器的實時信息，從(cong) 而在完全外包的製造環境中實現預測質量功能。

智能製造需要使用健康的技術來確保機器協同工作，實時顯示物料流動，工程師團隊協調整個(ge) 流程。物聯網是使這成為(wei) 可能的技術環境。 在工廠車間應用中，物聯網可以創建一個(ge) 網絡，從(cong) 生產(chan) 設備到生產(chan) 零件，從(cong) 傳(chuan) 感器嵌入式自動化控製到能量計，從(cong) 卡車到倉(cang) 庫的智能貨架，連接各種製造資產(chan) 。

通過物聯網，製造商可以為(wei) 每個(ge) 物理資產(chan) 提供數字身份，使他們(men) 能夠在整個(ge) 供應鏈中實時了解這些資產(chan) 的確切位置和狀況。

正確的投資時機

世界各地的製造商現在都有信心。大約40%的受訪者認為(wei) ，智能製造及其基礎技術 - 物聯網已經準備就緒，現在是投資的正確時機(圖2)。 隻有3%的人將智能製造和物聯網視為(wei) 純粹的流行語。

對於(yu) 準備就緒的人來說，智能製造本質上是一個(ge) 集成了多種技術的平台，例如連接技術(使物體(ti) 能夠連接到互聯網的網絡)，雲(yun) (資產(chan) 可以通信的計算和存儲(chu) 環境)以及大數據分析(能夠分析數據並提供洞察力的係統智能)。

這個(ge) 想法是使用連接技術(例如，工業(ye) 網絡，wifi，M2M等)將工廠自動化資產(chan) (例如生產(chan) 設備，機器人，RFID等)與(yu) 終端用戶應用程序(例如MES，PLM， ERP等)以及移動設備進行更加積極準確的業(ye) 務決(jue) 策。 圖3顯示了我們(men) 智能製造應用的物聯網基礎技術。

在我們(men) 的實地調查中，我們(men) 也詢問了智能製造業(ye) 的預期業(ye) 績結果，並發現了很高的期望。質量，正常運行時間，庫存效率等方麵的收益預計將達到兩(liang) 位數的百分比(圖4)。

物聯網有一個(ge) 引人注目的光環，但是對於(yu) 許多可能性來說，想象力幾乎是太深遠了。當這個(ge) 概念應用於(yu) 特定的應用時，特別是當與(yu) 其他變革性技術結合在一起時，其潛力就變得清晰了。 對於(yu) 製造商來說，IoT在智能製造領域的可能影響確實非常大。

物聯網(IoT)在製造業(ye) 調研數據

在未來兩(liang) 年內(nei) ，76%的製造商將在製造過程中增加對智能設備或嵌入式智能的使用。

63%的製造商已經或正在計劃將物聯網技術集成到他們(men) 的產(chan) 品中。

58%的製造商表示，提高產(chan) 品質量是他們(men) 通過整合智能設備或嵌入智能追求的最重要目標。

44%的製造商表示，他們(men) 利用物聯網的最大障礙是他們(men) 公司對物聯網如何改進運營和產(chan) 品的知識有限。

這些和其他許多見解都來自MPI集團的物聯網研究。 該研究基於(yu) 2015年8月和9月與(yu) 羅克韋爾自動化，QAD完成的350家製造商的采訪，並且BDO也讚助該研究。盡管幾乎每家企業(ye) 的興(xing) 趣都很高，但今天隻有10%的製造商實施了物聯網戰略。

這個(ge) 研究的主要內(nei) 容包括：

71%的製造商表示物聯網將在未來五年對他們(men) 的業(ye) 務產(chan) 生重大影響(24%)或一些影響(47%)，但仍有24%的企業(ye) 沒有全麵了解物聯網。 盡管大多數製造商認識到物聯網的價(jia) 值，但在如何最好地規劃和利用這些技術方麵存在重大的知識差距。

76%的製造商將在未來兩(liang) 年內(nei) 將智能設備或嵌入式智能的使用增加到製造工藝中。 66%將增加對非生產(chan) 物聯網應用。製造商認為(wei) 運輸，倉(cang) 儲(chu) 和文件管理是提高運營準確性和性能的最佳機會(hui) 。 下表提供了代表充分利用IoT的最佳機會(hui) 的流程分析。

根據製造商的說法，使用物聯網技術的現有產(chan) 品(28%)是最好的機會(hui) 。 為(wei) 其他製造商的產(chan) 品(10%)和其他製造商的設備(9%)提供物聯網技術是製造商目前最有吸引力的三大機會(hui) 。 下表根據調查數據比較了產(chan) 品類別的機會(hui) 排名。

提高客戶滿意度(76%)，提高生產(chan) 率(75%)和提高產(chan) 品質量(72%)是製造商預期會(hui) 影響盈利能力的最大改進。 預計物聯網戰略需要做出實質性貢獻的其他領域包括速度和準時交貨(59%)，機器可靠性和正常運行時間(59%)，產(chan) 品和服務創新(54%)。 該研究還發現製造商正在著重於(yu) 改進成本控製和降低(53%)，安全(41%)和實現可持續發展目標(16%)。

目前隻有10%的製造商擁有能夠進行機器對機器通信的網絡。 41%預計將需要對其網絡進行一些升級，32%表示需要進行重大升級才能實現機器對機器的集成。 18%，或接近五分之一，他們(men) 的係統將需要進行大修。 下表比較了製造商的機器對機器和機器對企業(ye) 的通信能力。

大多數製造商計劃在其產(chan) 品中嵌入智能設備，新產(chan) 品和市場份額(均為(wei) 39%)的收入增加是最具革命性的目標。其他目標包括獲得該領域產(chan) 品或服務的數據(34%)，提高每個(ge) 產(chan) 品的利潤率(34%)，提高品牌和市場意識(27%)以及進入新市場/部門(26%)。

58%的製造商表示，提高產(chan) 品質量是他們(men) 通過整合智能設備或嵌入智能追求的最重要目標。通過采用物聯網技術，製造商追求的前五大目標是提高運營績效和速度(57%)，降低製造成本(57%)，改善製造設備維護和正常運行時間(47%)，並改善業(ye) 務分析信息(42%) 。

認識了解物聯網(44%)的機會(hui) /收益並可擴展以處理物聯網(38%)的網絡功能是當今製造商麵臨(lin) 的兩(liang) 大挑戰。其他挑戰包括開發或擴展IoT計劃的預算和資源(37%)，包含智能設備或嵌入式智能(37%，適應現有技術(36%)。

中國工業(ye) 物聯網

2016年中國工業(ye) 物聯網產(chan) 值1896億(yi) 元，在整體(ti) 物聯網產(chan) 業(ye) 中約為(wei) 18%。預計到2020年，工業(ye) 物聯網在整體(ti) 物聯網產(chan) 業(ye) 中的占比將達到25%，突破4500億(yi) 元。

工業(ye) 物聯網即物聯網在工業(ye) 領域的應用，將在能源、物流(包括鐵路和車站、機場、港口)、製造(采礦、石油和天然氣、供應鏈、機械製造)等領域都要重要應用。

筆者有幸采訪了全球物聯網專(zhuan) 家Roger Da，Roger先生曾經服務於(yu) 世界頂級物聯網應用企業(ye) Z斑馬(Zebra)技術有限公司和華為(wei) 技術有限公司，曾經幫助美國的波音公司和加拿大龐巴迪公司主導物聯網方案部署，他也曾作為(wei) 首席架構師經幫助昆山市政府建立智慧城市，對於(yu) 國內(nei) 的物聯網應用，他提到：中國工業(ye) 物聯網的主要問題還是複合型人才比較缺乏，熟悉整體(ti) 架構和方案，同時熟悉平台，軟件和固件的人才很少，另外，中國的基礎設施也比較薄弱，很多民營製造業(ye) 還是大型作坊的方式運作，部署比較完整的物聯網和工業(ye) 4.0在基礎設施條件都在很基本的階段，另外，在開發部署整個(ge) 方案方麵，資金投入可能也是一個(ge) 比較明顯的問題。

Roger先生說到，整個(ge) 市場，需要更多的專(zhuan) 家進行培養(yang) ，針對企業(ye) 和政府的一些技術，應用和實際成果和一些海外先進的成熟的案例共享，及其相關(guan) 的知識和專(zhuan) 業(ye) 的傳(chuan) 授是很重要的，另外，政府，行業(ye) 組織主導更多的高峰論壇，自媒體(ti) 傳(chuan) 播都對市場的拓展有很大的意義(yi) ，政府建立專(zhuan) 門的基金，建立試點和幫助企業(ye) 建立模板(DEMO，都對整個(ge) 產(chan) 業(ye) 有積極的推動作用。