新闻资讯
新闻资讯

工业物联网用例

2022-12-12 深圳富联芯技术开发有限公司 0

  尽管与工厂、制造业和重工业如采矿、航空、石油和天然气、国防、电力、电力和能源有联系,但如前所述,工业物联网通常也用于描述消费者互联网之外的几种物联网应用事物。

  因此,事实上,它还用于农业、互联物流、金融、政府部门(包括智慧城市)、医疗保健(医院和医疗保健设施)等行业以及智能建筑等跨行业物联网用例设施管理。根据在工业物联网环境中理解的观点和行业,这会导致或多或少的IIoT用例。

  以下是一些典型的IIoT用例和业务环境——如果我们将IIoT扩展到制造等领域之外

  智能工厂应用和智能仓储。

  预测性和远程维护。

  货运、货物和运输监控。

  互联物流。

  智能计量和智能电网。

  智能环境解决方案。

  智慧城市应用。

  智能农业和牲畜监控。

  工业安全系统

  能耗优化

  工业供暖、通风和空调

  生产设备监控。

  资产跟踪和智能物流。

  工业环境中的臭氧、气体和温度监测。

  工人的安全和健康(状况)监测。

  资产绩效管理

  远程服务、现场服务、远程维护和控制用例。

  工业物联网市场:规模、增长和对经济的影响

  IIoT的市场机会是巨大的。根据IndustryARC研究(2016年6月),工业物联网市场预计到2021年将达到1238.9亿美元,复合年增长率很高。

  在下图中,您还可以看到摩根士丹利的一些预测、埃森哲关于IIoT对全球经济影响的数据以及Research and Markets的另一项预测。IIoT领域的领导者,如GE,​​也有令人印象深刻的预测,但同样,这完全取决于您准确测量的内容以及您如何定义IIoT。

  工业物联网采用障碍:主要挑战

  数据集成挑战(数据是IIoT的关键)。

  想想数据源类型的多样性、大数据量(当然是在“重”工业应用中)、不同的数据频率和复杂的数据关系。答案,就像在大数据“混乱”的整体画面中一样:智能数据系统。

  64%的受访者表示,数据集成是第一大障碍。这是从数据转向商业价值的永恒挑战,这在IIoT环境中变得很明显。然而,共享生态系统中的数据,更具体地说是洞察力和知识,是未来收入机会所在的地方。

  缺乏技能(和获得技能)

  根据调查,企业尚未为工业物联网做好准备的另一个主要原因是缺乏技能。

  36%的受访者认为获得正确技能和专业知识的机会有限是一个问题。缺乏技能的问题不仅是数据集成问题,也是IIoT所需的其他技能之一。

  Morgan Stanley-Automation World Industrial Automation Survey也提到了缺乏技术工人的问题,其中24%的受访者表示缺乏技术工人。总体而言,缺乏高度具体的技能,但与此同时,也可能认为有必要向“外部”看更多,以获得正确的技能。如果在这个数字化转型和工业物联网时代有一点很清楚,那就是没有任何组织可以独自完成这一切,合作伙伴的网络、生态系统和平台对于成功至关重要。

  网络安全和数据安全

  迄今为止,在摩根士丹利和《自动化世界》杂志的调查中,高管面临的主要挑战是网络安全和数据安全。

  事实上,摩根士丹利在2016年4月发布了一些调查结果时表示,对于依赖通用连接的组织来说,数据安全越来越受到关注,这对于工业应用中经常需要的物联网来说当然是典型的物联网连接解决方​​案的组合,具体取决于用例。

  这就是为什么作为服务提供商活跃在工业物联网领域的公司为工业应用提供混合物联网连接解决方​​案,范围从蜂窝物联网和低功耗广域网(LPWAN)到工业连接解决方​​案、固定和其他。

  需要注意的重要事项:网络安全和数据安全是摩根士丹利研究中的第一个IIoT采用挑战,在2016年底之前出现了主要的物联网安全问题和网络攻击,即使这些问题并非都使用人们认为的设备和连接类型IIoT上下文。我们之前已经解决了这些物联网安全优先事项。

  然而,工业物联网带来了特定的安全挑战,其中包括IT和OT的集成以及重新设计安全架构的需求。

  其他IIoT采用障碍

  根据上述摩根士丹利的调查,缺乏标准化也是一个问题,而且还有更多。

  根据调查,采用IIoT面临的前5大挑战分别是1)网络安全(46%)、2)缺乏标准化(35%)、3)传统安装基础(34%)、4)大量的前期投资(30%)和5)提到的缺乏熟练工人(24%)。

  如下图所示,数据完整性排名第六(23%)。其他人也报告了其中一些挑战,而且似乎普遍存在。

  IIoT采用:工业物联网的驱动优势

  根据摩根士丹利的研究,采用工业物联网的主要驱动因素是:

  提高运营效率。

  提高生产力。

  创造新的商业机会。

  减少停机时间。

  最大化资产利用率。

  建立伙伴关系

  如前所述,OT和IT之间的合作伙伴关系至关重要。

  但当然,业务决策者也需要参与进来。更进一步,与看起来不太明显的各方(内部和外部)建立伙伴关系并联手——正如IDC对任何数字化转型项目所建议的那样。

  阐明业务成果和投资回报率

  这听起来很明显,但几乎所有物联网专家都会经常告诉您,商业利益还不够明确。

  不明确的商业利益对IIoT项目来说简直是致命的,就像对其他项目一样。IIoT项目始于发现的想法、需求或机会。但商业案例需要明确。

  从小做起

  这通常是物联网和工业物联网项目中的实际方法。

  试点、增量增长、从小处着手、失败、迭代、变大、扩展,您知道方法及其带来的好处(当然,如果您拥有合适的生态系统,则有理由快速部署)。

  安全第一

  虽然业务成果以及与主要利益相关者和其他人的伙伴关系显然是必不可少的,但安全性至少同样重要。

  观察与您合作的物联网供应商,从端到端的角度看待安全性,因为涉及的组件太多:从连接到设备和连接的应用程序。设计安全和嵌入式安全是必须的。与所有转型项目一样,尽早涉及安全性。

  分析架构师

  这一切都是关于大数据——以及你用它做什么:智能、行动、自动化。

  它是关于您在工业物联网项目中将数据转化为洞察力、行动和自动化的数据,以及使用分析将数据转化为这些洞察力的需求,以及您可能已经拥有的数据。

  工业互联网(物联网)在实践中:现实生活中的例子/案例

  如前所述,有几个物联网用例,其中一些特定于一个行业,一些是跨行业的。

  从制造运营的优化到预测性和远程维护:还有大量现有的物联网部署示例展示了现实生活中的好处。案例很好地帮助您在没有太多理论的情况下看到好处。

  采矿业中的工业4.0和IIoT

  根据IDC(2016年底)的数据,尽管77%的矿业公司仍处于数字化转型之旅的初期,但一些矿山已经在工业物联网方面采取了重要举措。

  一个例子是保加利亚的Chelopech矿。这是一个地下金铜矿,由加拿大公司Dundee Precious Metals经营。以现代化、数字化和移动IP网络的实施为基础(与Sandvik、Dassault Systèmes GEOVIA和Cisco等公司合作,负责通信和网络部分)工业4.0项目帮助实现了多项优势。

  其中包括:提高产量、实时维护、更好和更便宜的通信可能性、快速的生产力数据(不再有纸张)、更好的协作、快速解决对生产有负面影响的问题以及由于添加到标签矿工的头盔和车辆总览了谁、什么、何时何地。这不仅会带来洞察力,还会增加矿工的安全。

  工业物联网和连通性:IIoT连接和连通性解决方案和演进

  尽管存在一些重叠,但支持工业物联网(IIoT)的连接和通信解决方案不同于面向消费者的应用程序。

  这并不意味着对于IIoT解决方案的特定元素之间的通信,不能有任何主要用于消费者应用程序的技术。示例包括传感器节点之间的通信和传感器集线器之间的超短距离

  这也不意味着某些方法(例如LPWA或Wi-Fi)不能用于工业物联网和非工业应用。那就是重叠。

  但我们确实看到的是,在工业物联网中,连接类型和连接方法通常是不同的。制造业(工业4.0)当然也是如此。下图显示了IIoT连接数量和类型的主要演变以及IIoT连接技术的演变。

  大多数IIoT连接都采用固定线路技术,从DSL和电缆调制解调器到以太网和PSTN。在2021年之前的这段时间里,无线IIoT连接变得更加重要,其中包括向4G LTE技术和LPWA的转变,成为增长最快的技术。

  全球工业物联网:标准化、行业机构和倡议

  工业物联网在全球各国和行业机构发起、开发和实施的工业转型项目中占据中心地位。我们之前已经提到了一些,并且按照承诺进行了更深入的研究。

  为什么您需要了解有关IIoT的全球倡议:架构和标准

  重要的是要了解行业机构,了解它们涵盖的行业以及工业物联网如何适应。

  尤其重要的是要了解这些不同的计划、他们开发的参考架构以及他们发布的关于安全和工业物联网、工业物联网标准等方面的出版物是如何演变的,以及它们如何协作并试图相互保持一致。

  为什么这很重要?首先,因为标准化和推广工业物联网的使用是他们努力的关键,标准在工业物联网中是必不可少的,并且在某一时刻会有某种认证来确定工业物联网“产品”和解决方案符合制定规则的机构内商定的要求。

  跨国公司需要全球IIoT专业知识和运营灵活性

  其次,制造业、物流业、石油和天然气等行业通常是国际化的。

  通用电气、西门子和博世等公司在全球开展业务,并且通常同时是多个行业机构的成员。制造商和物流公司(也包括航运、航空等),甚至更小的公司,也在全球范围内运营,最后但并非最不重要的是,除了上述三个供应商之外,还有工业物联网解决方案的所有供应商(think Cisco、IBM、SAP等)也在全球开展业务(并且是这些联盟的活跃成员)。

  最后,一些倡议和行业机构是有关工业物联网的深入材料的主要来源。他们(及其成员)提供了大量关于IIoT的信息、最佳实践和建议。换句话说:如果您有工业物联网项目或适用于IIoT的更广泛项目,它们还可以帮助您取得成功。

  促进和标准化工业物联网的主要全球举措

  事实上,将工业物联网置于其工作中心的几个国家、区域和全球行业机构和倡议,根据其背景,具有不同的名称、框架/模型和方法。主要内容的概述。

  工业4.0平台视图中的工业物联网

  工业4.0起源于德国制造业和政府,在欧洲和全球范围内越来越受到关注。

  它的主要重点是制造和物流,在网络物理系统中发挥着重要作用。

  工业4.0中的IIoT和信息物理系统

  尽管严格来说信息物理系统与工业物联网不同,但IIoT在整个工业4.0愿景中必不可少。

  其构建块、网络物理系统基于最新的控制系统、嵌入式软件系统和使用IP(互联网协议)地址的连接能力。

  这意味着信息物理系统与物联网以及工业物联网具有许多共同特征:连接物理现实和网络现实(物联网还有什么意义?)以及连接到“互联网”的能力.

  从工业4.0的角度来看,信息物理系统是工程和机械的下一阶段,本质上下一阶段是工业物联网(制造资产、产品和生产过程的连接,重点放在数据上)。工业4.0视图中的信息物理系统是工业4.0的基石,但它们也为制造等提供了新功能。

  工业4.0中的新功能是IIoT用例,使智能工业成为可能

  这些功能本质上就是我们所说的IoT或IIoT用例,在工业4.0的工业重点内:跟踪和追溯、结构健康监测、远程诊断和控制:它们都是典型的用例。

  从工业4.0的角度来看,新功能(或物联网用例)又反过来使任何东西都变得“智能”:智能工厂、智能工厂、智能物流、智能家居、智能建筑,应有尽有。链接很清楚。

  正如您在我们的工业4.0页面上看到的那样,波士顿咨询集团将工业4.0视为九种数字工业技术的融合:先进的机器人技术、增材制造、增强现实、模拟、水平/垂直集成、云、网络安全、大数据和分析和工业互联网。

  工业物联网几乎在所有提到的融合技术中回归。高级机器人和协作机器人需要物联网,模拟(想想数字双胞胎)需要物联网,大数据事实上(也)是关于IIoT数据的,这样的例子不胜枚举。

  关于工业4.0和IIoT,您还需要了解什么

  有趣的是,我们接下来要解决的工业互联网,BCG将其作为一项技术提及(但实际上并非如此)完全是关于IIoT和另一个行业组织:工业互联网联盟。它的主要任务?促进和标准化……工业物联网。

  虽然所说的工业4.0起源于德国,具有工程、制造、德国政府在工业转型和学术界的努力,但它正在传播。

  这主要归功于德国“Plattform Industrie 4.0”将工业4.0作为欧洲标准化平台的努力。这是在欧盟机构内完成的,通过与法国和意大利等国家的双边协议,就像其他欧洲国家一样,这些国家也有自己的工业转型项目,以IIoT为中心舞台,如智能工厂(例如荷兰)、未来工业(法国)等等。

  除了推动工业4.0观点和架构参考模型(见下一点)之外,“Plattform Industrie 4.0”和强大的德国工业市场(我们提到了一些公司)也在全球范围内推动工业4.0。

  这是通过类似的国际合作伙伴关系完成的,例如与日本机器人革命倡议和工业互联网联盟的合作,我们提到并在下面进一步解释。很明显,这种合作很重要,即使这只是因为实践中的大型工业参与者是各种行业机构的成员,他们更关心自己的业务而不是工业4.0或工业互联网等名称。

  最后,请注意“Plattform Industrie 4.0”有一个架构参考模型。

  它涵盖了工业4.0的几个方面,在实践中处理流程、协议、数据、网络物理系统和事实上的工业物联网。这个工业4.0的参考架构模型称为RAMI 4.0。

  下一个IIoT必不可少的工业机构(以及另一个架构模型已经开发,再次成为合作的原因)的时间到了:工业互联网联盟。

  工业互联网联盟视角下的工业物联网

  我们之前多次提到工业互联网。虽然工业互联网这个术语和概念最初与工业物联网并不相同,但今天它实际上被用作同义词。

  在这里,我们的第二个产业体就在这里,工业物联网更加突出,与工业4.0相比,涵盖的行业更多。

  IIoT和工业互联网联盟:背景

  工业互联网联盟(Industrial Internet Consortium,简称IIC)由美国工业巨头GE共同创立,GE也是工业互联网一词的创造者,是工业物联网的主要参与者之一。

  今天的工业互联网联盟主要忙于促进IIoT的使用,这必须在使用数据的范围内看到,以改善运营、增强服务和发现新机会。下图显示了工业互联网的定义。

  从一开始,由通用电气和思科、IBM、英特尔和AT&T等工业(技术)市场的其他大公司创立的IIC的使命就是制定“连接物体、传感器和大型计算系统”的标准。

  换句话说:工业物联网关注几个方面,其中智能机器、高级分析和工作人员是三个关键要素。

  IIC与工业4.0平台合作,2016年11月,该组织还与具有类似目标的联盟签署了“谅解备忘录”:物联网加速联盟或ITAC。

  工业物联网联盟的IIoT架构和框架:从BSIF和IIRA到IICF

  就像工业4.0平台一样,如前所述,物联网联盟开发了一个框架。它叫做IIRA,是工业互联网参考架构的缩写。

  第一个版本于2015年发布,IIRA 1.8版于2017年1月发布。它旨在帮助参与工业物联网项目的各类专家一致地设计IIoT解决方案架构并部署可互操作的工业物联网系统.

  请记住,如前所述,工业互联网联盟涵盖了更多行业,因此也涵盖了IIoT用例和部署,而不仅仅是制造业。除了制造业之外,还有能源、医疗保健、智能城市和交通运输。

  然而,对于IIRA v1.8,IIC确实希望涵盖几乎所有行业的应用程序。有些与上面提到的主要行业(采矿、公共基础设施)有关,有些则不是或部分不是(农业)。

  在IIRA模型之上,工业互联网联盟还于2017年2月发布了所谓的IICF,即工业互联网连接框架的简称。

  最后但同样重要的是,IIC还有一个商业战略和创新框架(BSIF),该框架于2016年底发布,正如我们在工业互联网文章中提到的那样。

  有很多事情要经历,但显然值得付出努力。

< >
富联芯