工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)冰山下的潛力即將爆發(fā) 巨頭紛紛搶占市場

　　通用電氣數(shù)字部表示，到2030年，全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)總投資將達60萬億美元。通用電氣數(shù)字部和日立Hitachi Insight Group不是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的唯一參與方，他們專注于使工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)成為智能環(huán)境的核心，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)投資上更是一擲千金。

　　制造業(yè)巨頭紛紛斥資建設(shè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

　　至今，要向大眾推銷物聯(lián)網(wǎng)并不那么容易，因為不是人人希望自家電器互通對話或交換信息。不過，對于即將到來的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和機器時代，工業(yè)行業(yè)則垂涎欲滴。

　　未來十年，全球在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)上的投資預(yù)計將達幾千億美元。制造巨頭包括德國大眾和日本日立公司已經(jīng)開始斥巨資進行專項研究，建立軟件平臺，以最大程度上把握好發(fā)展機遇。

　　雖然消費者不希望聯(lián)網(wǎng)設(shè)備泄漏自己的信息，但對機器生成數(shù)據(jù)的采集、分析和解讀是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是否成功的關(guān)鍵所在。

　　近日，日立Insight Group副總裁Greg Kinsey在接受ARC的訪談中說道：“未來10-15年， 預(yù)計各個行業(yè)都會作相應(yīng)投資，目的是利用工業(yè)企業(yè)端對端價值鏈上的全部數(shù)據(jù)，比如，在航空和汽車制造業(yè)，對這些端對端價值鏈進行整合和數(shù)字化的潛力仍然巨大?！?/p>

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)讓工業(yè)生產(chǎn)更智能

　　日本人崇尚社會創(chuàng)新理念，也就是通過技術(shù)全方位提高社會智能程度，而制造業(yè)即是這個社會創(chuàng)新理念的完美起始點。

　　Kinsey指出，日立公司把動態(tài)調(diào)度、智能維護、生產(chǎn)質(zhì)量劃分成需要大力改進的三塊領(lǐng)域，而這樣工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)就可在制造行業(yè)內(nèi)實現(xiàn)上述創(chuàng)新。“動態(tài)調(diào)度就是減少或解決每個制造過程發(fā)生的瓶頸問題。”

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以減少設(shè)備發(fā)生故障的可能性，來自日立的Kinsey對此表示同意。他指出，如果可以預(yù)測到設(shè)備發(fā)生故障的時間，可大大降低停工期成本。

　　Kinsey說：“工業(yè)企業(yè)的目的是賺錢，如果他們能夠改進客服方式，降低運營成本，將資本設(shè)備成本轉(zhuǎn)成運營成本，并提升生產(chǎn)質(zhì)量， 那這就直接正中了他們的痛點。”

　　以一家工廠為例，這家工廠配備有1930年的老機器，也有安裝不到三個月的新機器。制造商可以利用現(xiàn)有IT系統(tǒng)，和專有軟件應(yīng)用程序相銜接，而該應(yīng)用程序同時與數(shù)據(jù)源和可用機器相連。

　　“任何工業(yè)企業(yè)都有一個異構(gòu)型設(shè)備環(huán)境，如配有計算機、APP軟件等，這是事實，而且有些還非常老舊”，Kinsey說。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心是設(shè)備

　　工業(yè)設(shè)備事關(guān)通用電氣公司的生計。在過去150年，始終把設(shè)備和機器擺在第一位的想法，幫助了通用電氣贏得了良好聲譽。通用電氣始終堅信，設(shè)備的生命周期(從設(shè)備購買至設(shè)備退役)從一開始就可得到優(yōu)化。通用電氣數(shù)字部工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序工程負責人Vish Soaji在接受ARC的采訪時說：“主要有三件事在發(fā)揮了重要的作用。即，機器學(xué)習(xí)、傳感器采集數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)分析”

　　通用電氣于2012年倡導(dǎo)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，在無數(shù)場合聲稱工業(yè)界已做好數(shù)字化的準備。作為領(lǐng)先的工業(yè)設(shè)備制造商，有必要重視Soaji建議的將多個事項變成智能、可用的環(huán)境。

　　如何改進設(shè)備性能，如何實現(xiàn)產(chǎn)出多而花費少?途徑之一就是在工具上進行投入，提高設(shè)備效率和生產(chǎn)力。比如，通用電氣數(shù)字部認為其基于云的Predix平臺服務(wù)和母公司當前所做的所有事項相符。據(jù)華爾街日報報道，通用電氣今年計劃在軟件業(yè)務(wù)方面投入14億美元，這充分表明了通用電氣對新興市場的信心。

　　Soaji指出，物聯(lián)網(wǎng)最難之處在于沒有人愿意分享數(shù)據(jù)，而通用電氣無需擔心這一點。

　　通用電氣數(shù)字部表示，到2030年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)總投資將達60萬億美元，這一預(yù)測是合理的，因為依靠大機器創(chuàng)造收益的行業(yè)部門數(shù)量龐大。

　　我們?nèi)绾卫矛F(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施?我們是否可以將現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)變成某種數(shù)據(jù)采集和分析機制?對于后者，答案是肯定的。

　　比如發(fā)電廠，像渦輪機這樣的大型設(shè)備需要持續(xù)高效地運行，這就意味著渦輪機每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)極為重要，數(shù)據(jù)可幫助了解機器發(fā)生故障的原因及信號。渦輪機一旦出現(xiàn)故障，就會損失巨大。如果設(shè)備可以通過聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行實時分析，當數(shù)據(jù)異常時及時查看收到警報，這樣的損失就可避免。

　　“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心是設(shè)備，如飛機發(fā)動機、機車引擎、煉油廠等”，Soaji說，“圍繞這些設(shè)備，我們有很多事情可做，延長設(shè)備使用壽命，在事故發(fā)生前做好預(yù)測分析。通過物聯(lián)網(wǎng)我們還可準確預(yù)測飛機引擎維護時間，無論是一個月還是一周?！?/p>

　　物聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)價值潛力巨大

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是一個大好機會，有助于在源頭上提高工業(yè)和制造企業(yè)的效率。

　　據(jù)《投資者商業(yè)日報》報道，通用電氣數(shù)字總監(jiān)人Bill Ruh在圣拉蒙廠區(qū)舉行的一次活動中向投資者表示，未來四年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)市場價值可達2250億美元，其中軟件應(yīng)程序市場價值為1250億美元。

　　未來三年，日立將投入28億美元，為客戶群提供預(yù)測性解決方案。Kinsey表示，采用大數(shù)據(jù)和預(yù)測分析的工廠，日常運營中提高了10%的生產(chǎn)力。從事物的宏觀角度來說，10%的提高看起來不算多，但這種效應(yīng)最后會傳遞給終端消費者，而顯得意義重大。

　　目前消費者還未看到物聯(lián)網(wǎng)的價值所在，但對于工業(yè)界物聯(lián)網(wǎng)的潛力巨大。通用電氣數(shù)字部和日立Insight Group不是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的唯一參與方，但他們專注于使工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)成為智能環(huán)境的核心，讓人人都參與進來。

　　通用電氣數(shù)字部的Soaji說：“我認為時機剛剛好，從現(xiàn)在開始的十年內(nèi)，你將看不到本地應(yīng)用軟件，而是云端應(yīng)用軟件。我保證，所有事物都將與云有關(guān)，都將與軟件有關(guān)，一切即將發(fā)生。

　　盡管社會各界對傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)的概念眾說紛紜，但人們普遍認為，物聯(lián)網(wǎng)是指通過各類傳感器實現(xiàn)物與物、物與人、人與人之間按需的信息獲取、傳遞、儲存、認知、分析和使用。

　　物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)可以歸納為全面感知、可靠傳送、智能處理。全面感知是指利用射頻識別(RFID)、GPS、攝像頭、傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)等感知、捕獲、測量的技術(shù)手段，隨時隨地對物體進行信息采集和獲取?？煽總魉褪侵竿ㄟ^各種通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)隨時隨地進行可靠的信息交互和共享。智能處理是指對海量的跨部門、跨行業(yè)、跨地域的數(shù)據(jù)和信息進行分析處理，提升對物理世界、經(jīng)濟社會各種活動的洞察力，實現(xiàn)智能化的決策和控制。相比互聯(lián)網(wǎng)具有的全球互聯(lián)互通的特征，物聯(lián)網(wǎng)具有局域性和行業(yè)性特征。

　　工業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。具有環(huán)境感知能力的各類終端、基于泛在技術(shù)的計算模式、移動通信等不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，可大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)的新階段。

　　物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的幾方面應(yīng)用

　　從當前技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用前景來看，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在以下幾個方面。

　　制造業(yè)供應(yīng)鏈管理 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于企業(yè)原材料采購、庫存、銷售等領(lǐng)域，通過完善和優(yōu)化供應(yīng)鏈管理體系，提高了供應(yīng)鏈效率，降低了成本。空中客車(Airbus)通過在供應(yīng)鏈體系中應(yīng)用傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建了全球制造業(yè)中規(guī)模最大、效率最高的供應(yīng)鏈體系。

　　生產(chǎn)過程工藝優(yōu)化 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提高了生產(chǎn)線過程檢測、實時參數(shù)采集、生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控、材料消耗監(jiān)測的能力和水平。生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護水平不斷提高。鋼鐵企業(yè)應(yīng)用各種傳感器和通信網(wǎng)絡(luò)，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對加工產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度的實時監(jiān)控，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化了生產(chǎn)流程。

　　產(chǎn)品設(shè)備監(jiān)控管理 各種傳感技術(shù)與制造技術(shù)融合，實現(xiàn)了對產(chǎn)品設(shè)備操作使用記錄、設(shè)備故障診斷的遠程監(jiān)控。

　　環(huán)保監(jiān)測及能源管理 物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的融合實現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標的實時監(jiān)控。在重點排污企業(yè)排污口安裝無線傳感設(shè)備，不僅可以實時監(jiān)測企業(yè)排污數(shù)據(jù)，而且可以遠程關(guān)閉排污口，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故的發(fā)生。電信運營商已開始推廣基于物聯(lián)網(wǎng)的污染治理實時監(jiān)測解決方案。

　　物聯(lián)網(wǎng)與先進制造技術(shù)結(jié)合

　　與未來先進制造技術(shù)相結(jié)合是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的生命力所在。

　　物聯(lián)網(wǎng)是信息通信技術(shù)發(fā)展的新一輪制高點，正在工業(yè)領(lǐng)域廣泛滲透和應(yīng)用，并與未來先進制造技術(shù)相結(jié)合，形成新的智能化的制造體系。這一制造體系仍在不斷發(fā)展和完善之中。概括起來，物聯(lián)網(wǎng)與先進制造技術(shù)的結(jié)合主要體現(xiàn)在8個領(lǐng)域。

　　泛在感知網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 建立服務(wù)于智能制造的泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系，為制造中的設(shè)計、設(shè)備、過程、管理和商務(wù)提供無處不在的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。目前，面向未來智能制造的泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展還處于初始階段。

　　泛在制造信息處理技術(shù) 建立以泛在信息處理為基礎(chǔ)的新型制造模式，提升制造行業(yè)的整體實力和水平。目前，泛在信息制造及泛在信息處理尚處于概念和實驗階段，各國政府均將此列入國家發(fā)展計劃，大力推動實施。

　　虛擬現(xiàn)實技術(shù) 采用真三維顯示與人機自然交互的方式進行工業(yè)生產(chǎn)，進一步提高制造業(yè)的效率。目前，虛擬環(huán)境已經(jīng)在許多重大工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和研究。未來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展方向是三維數(shù)字產(chǎn)品設(shè)計、數(shù)字產(chǎn)品生產(chǎn)過程仿真、真三維顯示和裝配維修等。

　　人機交互技術(shù) 傳感技術(shù)、傳感器網(wǎng)、工業(yè)無線網(wǎng)以及新材料的發(fā)展，提高了人機交互的效率和水平。目前制造業(yè)處在一個信息有限的時代，人要服從和服務(wù)于機器。隨著人機交互技術(shù)的不斷發(fā)展，我們將逐步進入基于泛在感知的信息化制造人機交互時代。

　　空間協(xié)同技術(shù) 空間協(xié)同技術(shù)的發(fā)展目標是以泛在網(wǎng)絡(luò)、人機交互、泛在信息處理和制造系統(tǒng)集成為基礎(chǔ)，突破現(xiàn)有制造系統(tǒng)在信息獲取、監(jiān)控、控制、人機交互和管理方面集成度差、協(xié)同能力弱的局限，提高制造系統(tǒng)的敏捷性、適應(yīng)性、高效性。

　　平行管理技術(shù) 未來的制造系統(tǒng)將由某一個實際制造系統(tǒng)和對應(yīng)的一個或多個虛擬的人工制造系統(tǒng)所組成。平行管理技術(shù)就是要實現(xiàn)制造系統(tǒng)與虛擬系統(tǒng)的有機融合，不斷提升企業(yè)認識和預(yù)防非正常狀態(tài)的能力，提高企業(yè)的智能決策和應(yīng)急管理水平。

　　電子商務(wù)技術(shù) 目前制造與商務(wù)過程一體化特征日趨明顯，整體呈現(xiàn)出縱向整合和橫向聯(lián)合兩種趨勢。未來要建立健全先進制造業(yè)中的電子商務(wù)技術(shù)框架，發(fā)展電子商務(wù)以提高制造企業(yè)在動態(tài)市場中的決策與適應(yīng)能力，構(gòu)建和諧、可持續(xù)發(fā)展的先進制造業(yè)。

　　系統(tǒng)集成制造技術(shù) 系統(tǒng)集成制造是由智能機器人和專家共同組成的人機共存、協(xié)同合作的工業(yè)制造系統(tǒng)。它集自動化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化于一身，使制造具有修正或重構(gòu)自身結(jié)構(gòu)和參數(shù)的能力，具有自組織和協(xié)調(diào)能力，可滿足瞬息萬變的市場需求，應(yīng)對激烈的市場競爭。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)問題

　　從整體上來看，物聯(lián)網(wǎng)還處于起步階段。物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用還面臨一些關(guān)鍵技術(shù)問題，概括起來主要有以下幾個方面。

　　工業(yè)用傳感器 工業(yè)用傳感器是一種檢測裝置，能夠測量或感知特定物體的狀態(tài)和變化，并轉(zhuǎn)化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息。工業(yè)用傳感器是實現(xiàn)工業(yè)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。可以說，沒有眾多質(zhì)優(yōu)價廉的工業(yè)傳感器，就沒有現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)體系。

　　工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)是一種由大量隨機分布的、具有實時感知和自組織能力的傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)狀(Mesh)網(wǎng)絡(luò)，綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，具有低耗自組、泛在協(xié)同、異構(gòu)互連的特點。工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是繼現(xiàn)場總線之后工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的又一熱點技術(shù)，是降低工業(yè)測控系統(tǒng)成本、提高工業(yè)測控系統(tǒng)應(yīng)用范圍的革命性技術(shù)，也是未來幾年工業(yè)自動化產(chǎn)品新的增長點，已經(jīng)引起許多國家學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。

　　工業(yè)過程建模 沒有模型就不可能實施先進有效的控制，傳統(tǒng)的集中式、封閉式的仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要。工業(yè)過程建模是系統(tǒng)設(shè)計、分析、仿真和先進控制必不可少的基礎(chǔ)。

　　此外，物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用還面臨工業(yè)集成服務(wù)代理總線技術(shù)、工業(yè)語義中間件平臺等關(guān)鍵技術(shù)問題。

　　找準工業(yè)領(lǐng)域關(guān)鍵環(huán)節(jié)的切入點

　　我國工業(yè)領(lǐng)域行業(yè)眾多，推進物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用必須堅持以業(yè)務(wù)驅(qū)動為主，找準工業(yè)領(lǐng)域關(guān)鍵環(huán)節(jié)的切入點。

　　當前，可在部分需求迫切、技術(shù)成熟、效益明顯、帶動性強的工業(yè)領(lǐng)域，圍繞關(guān)鍵環(huán)節(jié)開展物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用試點，催生和推進中國智能工業(yè)的發(fā)展。

　　裝備制造業(yè)供應(yīng)鏈管理　借助射頻識別等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對裝備產(chǎn)品的數(shù)字化物流管理，推動上下游協(xié)作廠商共同應(yīng)用先進物流管理技術(shù)，建設(shè)一個相互支持的裝備制造現(xiàn)代物流群，提高整個供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)性，實現(xiàn)現(xiàn)代物流與裝備制造的聯(lián)動發(fā)展。

　　食品安全追溯體系　發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)在貨物追蹤、識別、查詢、信息等方面的作用，推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖、收購、屠宰、加工、運輸、銷售等各個環(huán)節(jié)的應(yīng)用，實現(xiàn)對食品生產(chǎn)全過程關(guān)鍵信息的采集和管理，保障食品安全追溯，實現(xiàn)對問題產(chǎn)品的準確召回。

　　石化設(shè)備智能測控　將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推廣應(yīng)用到石油勘探、開采、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)，建立油井生產(chǎn)智能遠程測控系統(tǒng)，實現(xiàn)對石化生產(chǎn)設(shè)備的智能測控和管理，促進化工企業(yè)的安全生產(chǎn)和科學(xué)管理。

　　煤礦安全生產(chǎn)管理　重點應(yīng)用傳感器、無線射頻識別、移動通信等技術(shù)實現(xiàn)水、火、頂板、瓦斯等煤礦重大危險源的識別與監(jiān)測，建設(shè)和完善安全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提升煤礦安全生產(chǎn)過程的監(jiān)控和應(yīng)急響應(yīng)水平。

　　工業(yè)排污實時監(jiān)控　在化工、輕工等部分高污染行業(yè)，支持其智能排污監(jiān)控系統(tǒng)的建立與完善，實現(xiàn)智能排污自動監(jiān)控裝置、水質(zhì)數(shù)據(jù)監(jiān)控裝置、水質(zhì)參數(shù)檢測儀等設(shè)備的集成應(yīng)用，對重點排污監(jiān)控企業(yè)實行實時監(jiān)測、自動報警，遠程關(guān)閉排污口，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故的發(fā)生。