三十年前，如果你是美國高性能閥門制造商的調(diào)度經(jīng)理，你的日常計劃安排的非常慢，與合作伙伴的溝通需要通過電話、傳真或郵件進行。 員工手動記錄庫存并檢出運送貨物。定期的維修隊伍靠人眼檢查，司機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定期通過打電話進行核查。 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)如今依靠先進的機械，先進的軟件和通信技術(shù)，以及強調(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)、運輸業(yè)、建筑業(yè)、采礦和能源行業(yè)。

IIoT實踐

　　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，并需要某人進行手動計數(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。

　　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)商以進行補充。 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帶來的效率可以擴展到成品閥門的運輸。卡車司機靠電話亭和紙張清單進行檢查的日子已經(jīng)過去了?，F(xiàn)在公司的IT系統(tǒng)使用優(yōu)化模型來確定最有效的運輸車隊使用情況，并跟蹤全國各地的產(chǎn)品，將實時運輸數(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。 如果某個卡車司機執(zhí)行危險的機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)邦對司機的監(jiān)控要求，更換司機曾經(jīng)需要每天填寫的紙質(zhì)日志。

　　IIoT還可實現(xiàn)更好的車隊維護。車載傳感器不是將卡車帶入維修店進行定期維護，而是可以警告車隊經(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，裝有攝像機和數(shù)百個傳感器的大型無人駕駛挖掘機增加了產(chǎn)量，提高了安全性。

　　根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)(包括消費級和工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng))的全球支出在2016年達到了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)，交通運輸(780億美元)和公共事業(yè)(690億美元)。 增長已進入曲棍球棒效應(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)計到2020年將聯(lián)網(wǎng)設(shè)備達210億以上，但Beecham Research等一些消息來源指出，鑒于現(xiàn)實世界的容量限制，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會。 然而，企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是選擇在其運營中實施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將進一步發(fā)展，為廣泛分布的傳感器和機器網(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)功能更強大

　　· 數(shù)據(jù)分析和機器學(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。 在實施IIoT技術(shù)的公司中，IT不能局限于服務(wù)器機房或桌面支持。 相反，IT越來越被視為關(guān)鍵的合作伙伴，因為設(shè)備和傳感器在車間和現(xiàn)場進行活動。

　　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，運營，分銷和供應(yīng)鏈管理方面的同行必須擺脫困境，實施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?？梢院喕鞒毯涂梢赃B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

　　·實時提醒

　　·安全和合規(guī)

　　·吞吐量監(jiān)測

　　·倉庫優(yōu)化

　　Dugenske認為，公司文化對一個團隊是否實施物聯(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)的公司將實現(xiàn)及時的回報和競爭優(yōu)勢?！?“延遲實施的公司將處于難以克服的不利地位?！?/p>

　　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，實施和維護基于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?！?/p>

　　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)?！?/p>

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8TB的數(shù)據(jù)。 配備IIoT傳感器的運輸設(shè)備則更加多樣化，從汽車(每天1 PB的運行數(shù)據(jù))到噴氣式飛機(每分鐘生成333GB數(shù)據(jù)的單個波音737發(fā)動機)。 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或定制軟件掛鉤進行轉(zhuǎn)換或共享，或者放入存儲器中。

　　當(dāng)這樣的系統(tǒng)擴展到整個公司，包括其核心園區(qū)以及衛(wèi)星設(shè)施，合作伙伴位置，遠程站點，車隊和員工設(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%的石油鉆機數(shù)據(jù)將有30,000個傳感器。 這是因為傳感器主要用于檢測問題，而不是優(yōu)化和預(yù)測分析。這浪費了大數(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遠超出IT傳統(tǒng)范圍的地方保護設(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，如遠程攝像機，路由器甚至DVR都的安全功能有限(包括硬編碼的默認密碼和telnet訪問)，或者從來不會更新補丁。 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。 事實上，系統(tǒng)架構(gòu)可能需要進行修改以適應(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，其促進能源，醫(yī)療衛(wèi)生，制造業(yè)，交通運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，估計到2020年，LPWAN將達到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)濟每一個部門的軟件，硬件，網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的進步的必然后果。

　　一些公司已經(jīng)在利用IIoT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，并尋找新的增長機會。

　　然而仍然存在嚴重的障礙。 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，進入車輛維護艙以及遠程站點也是一個挑戰(zhàn)。 現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備是復(fù)雜和強大的，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。 在2015年的制造商調(diào)查中，近一半的人表示，他們沒有沒有計劃使用智能傳感器的數(shù)據(jù)來改進制造和運營。

　　一些人表示謹慎，其他人則看到一個巨大的機會。 前瞻性工業(yè)公司以及能源，交通運輸和制造業(yè)的創(chuàng)業(yè)公司正在對IIoT和大數(shù)據(jù)進行大量投資。 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)甚至機器人和人工智能無處不在的世界。 裝配線，供應(yīng)鏈和遠程站點將主要由自主設(shè)備和算法運行，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。