預(yù)測性維護：從一個小眾物聯(lián)網(wǎng)話題悄悄變成高ROI應(yīng)用

在《鹖冠子》中有這樣的對話：

魏文王問扁鵲，你們家三兄弟中誰的醫(yī)術(shù)最高。扁鵲想了想說，大哥的醫(yī)術(shù)最高明，在病情尚未發(fā)作前就將病根鏟除（長兄於病視神，未有形而除之）；二哥其次，在小病初期就能對癥下藥，將大病扼殺于搖籃（中兄治病，其在毫毛）；而我治病，都已是病情危重之時，扎針、敷藥、刮骨無所不用（若扁鵲者，鑱血脈，投毒藥，副肌膚），為時已晚??！

這個故事告訴我們，事后控制不如事中控制，事中控制不如事前控制。如果將設(shè)備的維修維護類比看病治療，那么扁鵲治病的方式屬于典型的事后維護，而扁鵲他哥的治病方式毫無疑問就是近幾年業(yè)界人士常談的預(yù)測性維護。

古人方知“預(yù)測性維護”的重要性，更何況處在物聯(lián)網(wǎng)浪潮下的企業(yè)呢？實際上，作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IIoT和邊緣計算的重要應(yīng)用之一，預(yù)測性維護從前幾年開始就已被寄予厚望，正吸引著眾多企業(yè)涉足該領(lǐng)域。

來源：IoT Analytics《2021-2026年預(yù)測性維護市場報告》

這兩年，就預(yù)測性維護而言，從媒體的角度而言，其熱度似乎已有所下降，但是從上圖也可以看出，基于谷歌趨勢搜索指數(shù)來看，近五年來，預(yù)測性維護越來越受歡迎，相反預(yù)防性維護則逐漸減弱。

預(yù)測性維護市場規(guī)模：十年內(nèi)從15億美元增加到282億美元

根據(jù)IoT Analytics早前發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)，2016年全球預(yù)測性維護市場，包括硬件，軟件和服務(wù)，其市場規(guī)模約為15億美元。在當時，許多公司會定期且頻繁地執(zhí)行維護操作，以減少發(fā)生重大故障的可能性，主要的維護模式仍是基于時間的預(yù)防性維護，而不是基于設(shè)備實際狀況的預(yù)測性維護，因此后者的市場規(guī)?？杀惹罢叩氖袌鲆?guī)模要小得多。而如今，正從基于時間的預(yù)防性維護向基于設(shè)備狀態(tài)的預(yù)測性維護的模式進行轉(zhuǎn)變，并將全面開啟。

在IoT Analytics最新發(fā)布的《預(yù)測性維護市場報告2021-2026》市場分析報告中，該機構(gòu)預(yù)計2021年的預(yù)測性維護市場將達到69億美元。隨著傳感器，大數(shù)據(jù)、邊緣計算和人工智能等技術(shù)的進步以及物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施成本的下降將更進一步推動了預(yù)測性維護市場的快速發(fā)展，未來將以31％的復(fù)合年增長率（CAGR）增長，到2026年，該市場或?qū)⑦_到282億美元。

不過值得注意的是，相比該機構(gòu)在此前發(fā)布的預(yù)測性維護報告中的數(shù)據(jù)，這次的增長率預(yù)測更為保守，CAGR從39%調(diào)整為31%。

雖未見暴風(fēng)式成長，卻也一步一腳印地向前進

在一片叫好聲中，預(yù)測性維護市場的發(fā)展卻不及早前所預(yù)期的快速。有觀點指出，究其原因主要有3點：

投資回報率難以計算：如果投資回報率ROI算不清楚，就意味著見效慢，效果很難評估，企業(yè)的推進意愿自然不會提升。

轉(zhuǎn)變商業(yè)模式，先要轉(zhuǎn)變思維：好的商業(yè)模式，不一定是幫最終用戶多省錢，而是幫設(shè)備服務(wù)商或者設(shè)備制造商多賺錢。在這個過程中，物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)完成自己的商業(yè)邏輯閉環(huán)。

基礎(chǔ)不扎實，數(shù)據(jù)量不足：工業(yè)設(shè)備的預(yù)測性維護，都面臨一個避而不提的共性問題，設(shè)備自身的傳感器數(shù)量不足，很多數(shù)據(jù)還沒有形成有效的長期積累。

基于以上原因，在過去的幾年中，預(yù)測性維護市場沒有得到爆發(fā)式增長，但慶幸的是隨著時間流逝其理念卻也越來越被人們所接受，總結(jié)來看有以下幾點：

第一，在平穩(wěn)發(fā)展中，仍見證了不少預(yù)測性維護相關(guān)企業(yè)的并購案、更多的工業(yè)界落地案例。

一些典型的投資、并購案

2019年，Rockwell Automation投資10億美元加強物聯(lián)網(wǎng)合作伙伴關(guān)系,雙方簽訂最終戰(zhàn)略合作協(xié)議前者對 PTC進行10億美元股權(quán)投資。

2020年，日立根據(jù)2018年12月與ABB簽訂的電網(wǎng)事業(yè)收購協(xié)議，對從ABB分離出來的電網(wǎng)事業(yè)公司完成80.1%的出資手續(xù)。

2020年，西門子醫(yī)療和瓦里安宣布雙方已簽訂收購合并協(xié)議。前者以164億美元現(xiàn)金收購?fù)呃锇册t(yī)療系統(tǒng)公司的所有股份。該交易與今年4月15日宣布完成收購。

日前，西門子簽訂對TimeSeries的收購協(xié)議，西門子將進一步擴大低代碼應(yīng)用范圍，提供智能倉儲、預(yù)測性維護、能源管理、遠程監(jiān)測等新型應(yīng)用程序，幫助企業(yè)加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐。

……

一些巨頭的落地案例

華為抓住市場痛點，選擇從“梯聯(lián)網(wǎng)”切入電梯運維領(lǐng)域。

ABB在班加羅爾設(shè)立了新的針對節(jié)能變頻器的數(shù)字化遠程服務(wù)中心，全年無休的遠程訪問位于最終用戶工廠內(nèi)的變頻器，實現(xiàn)預(yù)測性維護和狀態(tài)監(jiān)測。

霍尼韋爾推出互聯(lián)輔助動力裝置的預(yù)測性維護服務(wù)GoDirect，海南航空成為全球首家采用GoDirect的航空公司。

空客和達美航空從2020年開始為全球的航空公司客戶開發(fā)全新的預(yù)測性維護和健康監(jiān)控解決方案。該方案將通過“智慧天空”平臺的統(tǒng)一門戶進行訪問，充分利用每個成員在機體、系統(tǒng)和發(fā)動機方面的專業(yè)知識。

西人馬所研發(fā)的電梯故障診斷系統(tǒng)，經(jīng)過幾個月的安裝測試，該系統(tǒng)已經(jīng)開始大規(guī)模商用，在福建省和江西省等多地階段性、有秩序安裝使用。

……

第二，生態(tài)圈不斷擴大，企業(yè)從幾十家增長至幾百家。

正如前文所提，一些大公司和初創(chuàng)企業(yè)都進行了重點布局，它們似乎都堅信預(yù)測性維護必將成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中少數(shù)的“殺手級”應(yīng)用之一。

在IoT Analytics最新的報告中提到，目前全球范圍內(nèi)已有280+家預(yù)測性維護類企業(yè)，這一數(shù)據(jù)在兩年前約為180家。大量新興企業(yè)推動了這一增長，特別是在技術(shù)堆棧的分析部分，這些新興企業(yè)幫助用戶了解了他們不斷增長和分散的數(shù)據(jù)。在過去五年中，諸如GE，PTC，Cisco，ABB或Siemens之類的老牌供應(yīng)商也進入了市場。

來源：IoT Analytics《2021-2026年預(yù)測性維護市場報告》

從上圖可以看出，這些企業(yè)主要可以分成以下三個類別：

流程制造業(yè)：能源行業(yè)、油氣行業(yè)以及化工行業(yè)

混合制造業(yè)：金屬與采礦業(yè)、造紙業(yè)以及供水排水業(yè)

離散制造業(yè)：自動化運輸業(yè)、機械制造業(yè)、醫(yī)療電子設(shè)備、家用電器以及計算機領(lǐng)域

隨著市場預(yù)計將迅速擴大，并且公司正在尋求支持，以利用其大量數(shù)據(jù)源進行準確的預(yù)測并將預(yù)測性維護解決方案與其核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)系起來，因此，更多的供應(yīng)商有很大的進入市場的空間。IoT Analytics預(yù)計，在未來五年中，預(yù)測性維護類企業(yè)的數(shù)量將超過500家。

第三，預(yù)測性維護投資回報：從不確定的收益到必備的殺手級應(yīng)用。

根據(jù)貝恩對170位物聯(lián)網(wǎng)和分析供應(yīng)商高管以及500多家物聯(lián)網(wǎng)客戶的調(diào)查，2016年，ROI不清楚是物聯(lián)網(wǎng)實施（包括預(yù)測性維護）的三大障礙之一。兩年后，技術(shù)供應(yīng)商在解決以上問題時仍沒有取得太大進展，但是可以確定的是一些物聯(lián)網(wǎng)項目已經(jīng)可以提供確定的ROI。

而站在2021年這個時間節(jié)點上，對于ROI又出現(xiàn)了更新的認識。從IoT Analytics的報告可以看出， 83％預(yù)測性維護實施案例中產(chǎn)生了正的ROI，同時約有45％的案例報告在不到一年的時間內(nèi)實現(xiàn)了成本攤銷。這些數(shù)據(jù)表明，近年來這項投資變得多么有吸引力。

將來，隨著預(yù)測性維護解決方案的復(fù)雜性和易于實施性的提高，預(yù)計其ROI也將進一步得到提高?？梢钥隙ǖ氖牵A(yù)測性維護將是所有類型的工業(yè)組織的必備條件，從而使其成為物聯(lián)網(wǎng)和人工智能結(jié)合的殺手級用例。

第四，預(yù)測性維護數(shù)據(jù)源：從單個傳感器值到一個智能數(shù)據(jù)網(wǎng)格。

2016年，預(yù)測性維護實施通常依靠有限數(shù)量的數(shù)據(jù)源，通常僅使用一個傳感器值（例如，振動或溫度）來開發(fā)其預(yù)測性維護解決方案。

時至今日，在一些預(yù)測性維護項目中，可用數(shù)據(jù)源的數(shù)量已大大增加，同時隨著挖掘更多來源，預(yù)測的平均精度也會提高。

將來，隨著越來越多的機器和過程數(shù)據(jù)的積累以及高度相關(guān)的機器數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)湖/庫的創(chuàng)建，相關(guān)企業(yè)將擁有更豐富的數(shù)據(jù)池以用于部署解決方案。不僅數(shù)據(jù)源的數(shù)量增加了，而且質(zhì)量也提高了。未來數(shù)據(jù)收集設(shè)備將越來越多地具有更高的計算能力（即邊緣計算），從而減少響應(yīng)延遲并增加解決方案提供的收益。

第五，預(yù)測性維護解決方案集成：從獨立組件到深入企業(yè)內(nèi)部。

以往，許多預(yù)測性維護解決方案是獨立的，與其他企業(yè)應(yīng)用程序分離，而不同系統(tǒng)組件之間的互操作性成為主要挑戰(zhàn)，同時，當時的預(yù)測性維護解決方案在與流程集成方面缺乏可用性。

而在今天，預(yù)測性解決方案與其他企業(yè)系統(tǒng)的集成已變得相對普遍，例如企業(yè)資源計劃（ERP）或計算機化維護管理系統(tǒng)（CMMS）解決方案。預(yù)測性維護供應(yīng)商已成為與不同的傳感技術(shù)，控制系統(tǒng)以及其他企業(yè)或維護軟件集成的標準。

未來預(yù)測性維護可能會成為現(xiàn)有企業(yè)軟件的標準部分，或者與大多數(shù)主要系統(tǒng)緊密集成。CMMS /資產(chǎn)管理軟件供應(yīng)商已經(jīng)開始將預(yù)測性維護功能/解決方案作為其現(xiàn)有企業(yè)軟件解決方案的附件進行集成，并且他們認為這些發(fā)展至關(guān)重要。

寫在最后

一般而言，人們對數(shù)字化這一主題的興趣也越來越廣泛，也意味著對預(yù)測性維護有著越來越高的興趣，因為預(yù)測性維護就是其中的一部分。

當今的預(yù)測性維護項目表明，在許多行業(yè)中，可以實現(xiàn)零計劃外停機的愿景。越來越多的公司將意識到預(yù)測性維護解決方案在不確定的時期內(nèi)可能帶來的潛在收益（例如，節(jié)省時間和維護成本、提高生產(chǎn)能力等），要觀察的關(guān)鍵性能指標是減少由于可預(yù)測的維護而導(dǎo)致的計劃外運行設(shè)備停機的減少。

從上圖可以看出，往前五年至往后五年這十年間，預(yù)測性維護從一個原本小眾的物聯(lián)網(wǎng)話題演變?yōu)榭焖僭鲩L的高投資回報（ROI）應(yīng)用，真正為用戶帶來了價值。

對于擁有工業(yè)資產(chǎn)或出售設(shè)備的公司而言，現(xiàn)在是投資預(yù)測性維護型解決方案的時候了。企業(yè)技術(shù)公司需要準備將預(yù)測性維護解決方案集成到他們的產(chǎn)品中。

參考資料

《2021-2026年預(yù)測性維護市場報告》 IoT Analytics

《曾被認為是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的“殺手級”應(yīng)用，預(yù)測性維護為何發(fā)展不及預(yù)期？》物聯(lián)網(wǎng)智庫