工业物联网:从炒作中筛选现实

广泛的工业互联具有巨大的价值潜力，但前提是企业做得好。

曾经有一段时间，连接是面向位置的，固定的计算机通过互联网相互通信。随着智能手机的出现，互联网将人们联系在一起，而不是在移动中访问互联网的地方。现在，下一个重大转变正在发生在物联网(IoT)上，不仅是人，机器和设备也将通过网络相互通信。“物联网不是一个特定的组件或技术，它是一个概念框架，”IHS (Austin, Texas)物联网M2M和数字ID主管Bill Morelli说。“这是关于在设备中实现连通性和嵌入式智能。”很多关于物联网的议论都集中在消费者领域，但工业物联网有望在十年内让消费者市场份额相形见绌。事实上，IHS预测，到2025年，工业物联网设备的年出货量将达到54亿件，总安装基础将达到482亿件。

工业物联网被认为是下一个工业革命，而不是没有理由。第一届工业革命用机器功率取代了人类汗水。第二二手批量生产为群众带来优质产品。第三次引入了各种设备和机器的智能，以大大提高功能和效率。使用工业IOT，这些设备正在连接在一起，以与运营商，维护，管理和其他机器进行通信。在某种程度上，今天存在这些能力，但通常存在于筒仓环境中。工业物联网的核心价值主张之一是广泛的连接程度。这是特别使人们谈论工业革命的方面。

通过收集和处理收集到的数据以产生见解，工业物联网可用于提高效率，减少停机时间，缩短交货周期，降低库存水平，并允许制造商交付个性化产品，同时降低成本。由于工业物联网的影响，一些奢侈的预测已经被抛弃通用电气预计在未来几十年中，它可以将全球GDP提高约15万亿美元。¹

今天的工业物联网
目前，工业物联网饱受“空舞池综合症”之苦。公司希望在投资前看到用例，所以很多公司都在观望，但这意味着需要审查的用例有限。矿业提供了一个例子。在一个他在最近的物联网世界论坛上发表了演讲里约热内卢Tinto的创新主管John McGagh讨论了该公司的项目，该项目将其流程和设备网络化，以提高效率，最大限度地提高安全性，最小化人员配备，并优化产量。²部分项目涉及自动化大约900个自卸卡车的舰队，其中一些92个传感器各自分开发动机，动力传动系统和轮子。传感器跟踪条件，速度，位置等，允许卡车在没有人类驱动程序的情况下运行。

总的来说，该系统每天产生的数据量约为4.9 Tb。信息不仅可以控制操作，还可以提高效率。IHS (Wellingborough, UK)离散与过程自动化分析师Tom Moore表示:“因为他们在车辆上安装了所有这些传感器，所以他们能够进行预防性维护，并确保设备的最大寿命。”卡车上的位置传感器还可以确保车辆走尽可能短的路线，以最大限度地减少油耗。他补充道:“这项技术潜力巨大，效率上的微小提高累积起来就会带来巨大的好处。”

当然，这些巨大的利益也需要巨大的投资。IHS的两位分析师估计，该项目的成本大约在数亿美元左右。这是除了最大的组织之外的任何组织都无法做到的。也就是说，经验一次又一次地证明，一旦一项技术达到被广泛采用的程度，它的价格就会随着时间的推移而下降。毫无疑问，它将被广泛采用。事实上，大多数所需的技术已经以智能传感器、智能组件、连接协议和软件专业知识的形式存在。然而，与许多事情一样，它必须正确地进行，才能带来好处。让我们仔细看看。

建立联系
从一开始，工业物联网就落后于消费者版，这并不奇怪。考虑到涉及的资金，工业自动化通常倾向于规避风险。与此同时，实现工业物联网涉及到一系列挑战。首先是开发导电性，从而实现数据共享，从而推动物联网的价值主张。

基于机器的智能设备网络在工厂已经变得相对普遍。然而，仅仅实现工业物联网的承诺是不够的。真正的集体性需要能够将数据从车间楼层输送到顶楼和工厂外的其他地方。

首先，这是带宽的问题。工厂网络会支持所有这些连接设备吗?还是会成为限制因素?这一点很重要，特别是对于将现有工厂和机器升级到物联网的公司来说。在花钱升级到能够连接到网络的具有足够智能的设备后，资产所有者会发现网络本身成为企业的瓶颈吗?

“仅仅因为你可以连接，并不意味着你就应该，”互联企业的商业项目经理迈克·汉娜说，罗克韦尔自动化(俄亥俄州克利夫兰)。“你真的必须考虑连接设备的价值，因为每次你把东西放到你的网络上，你必须确保你的网络和支持政策可以处理它。”为了帮助完成这一过程的这一部分，全球涌现了许多行业协会来处理工业物联网，特别关注连接性——设计互操作性框架、开放架构和互联网标准。

它安全吗？
如上所述，工业物权机构在顶层旁边的车间提供数据时真正闪耀，以提供可用于高层见解所开采的数据。遗憾的是，罗克韦尔和工业周2014年进行的调查结果显示，只有大约14％的制造工厂与其植物业务集成了他们的ERP系统。最关心的是什么？安全。

说到底，许多设备所有者仍然不愿将他们的资产连接到互联网上，因为他们担心黑客会访问他们的数据，甚至更糟的是，访问他们的设备。一想到如此全面的联系，即使它带来了好处，也会令人不快。例如，一个名为Shodan的应用程序的开发者能够利用互联网访问大坝、水处理设施甚至火葬场的设备接口。^3.

汉娜说:“并不是企业没有看到价值，他们只是没有看到足够的价值来抵消风险。”他坚持认为，风险是值得的，在任何情况下都可以通过适当的技术来管理。解决方案的一部分在于用于解决安全问题的方法。他表示:“你必须将安全讨论从严格的网络安全层面转移到整体、深入的层面。”“信不信由你，实际上，如果你有一台联网设备，你会变得更安全。如果你不了解一款设备，你就无法保护它免受内部或外部威胁。”

也就是说，完全消除风险是不可能的。套用一句关于硬盘驱动器的老话，说到被黑，问题不在于是否被黑，而在于什么时候被黑。有趣的是，这一问题的最佳解决方案也是物联网的开始驱动力之一——数据和数据分析。莫瑞里说:“将黑客造成的任何损害或破坏降到最低的最好方法之一，将是更好地感知、更多地连接和更智能地监控这些网络上发生的事情。”“如果你的网络被破坏了，问题就在于你希望能在几小时或几天内发现它，而不是几周或几个月。”

让它发生
在运动控制方面，物联网将涉及智能电机和驱动器等可远程监控的实现，以进行预防性维护。当然，正如我们在上个月的功能在美国，这样的技术已经可用。工业物联网的不同之处在于，它连接的不仅仅是一些东西，而是很多东西，可以挖掘大量关键的数据，以提供更深入的见解，而不仅仅是防止在一个地点的一台机器上停机。

当然，说起来容易做起来难。Greenfield构建将更容易实现该技术。使用遗留系统的公司将面临更大的挑战。成功在于有一个深思熟虑的计划。组织需要制定一项战略，以发展成为相互关联的企业。如果处理得当，它可以带来巨大的好处。

例如，罗克韦尔最近在自己的制造组织中实施了一个连接的企业，它涉及20个植物遍布全球。他们确定了一支球队，并将过程放在运动中。它并不立即，但它提供了具体的结果。⁴“五年前，我们有一个120天的库存，只取得了82％的时间 - 想要的次数客户体验[基本上，按时交货]，”汉娜说。“当我们通过我们的联系企业之旅，我们已经将库存减少到82天，并将时间提高到98％。“它们减少了被拒绝的部件的数量，并在资本避免时节省了30％。“我们实现了使这一联系我们自己的巨大利益。”

它让人想起机器设计的成熟。有一段时间机器设计串行地进行，从机械工程师到电气工程师到控件专家。在每个步骤中，团队成员增加了价值，但也发现自己解决了以前的团队引入的问题。今天，该过程往往更加合作。同样，构建连接的企业需要协作提前规划。

成功的一条路线是将过程分为阶段：评估，连接的开发，然后建立基础设施，然后设计用于收集数据并将其转换为可操作信息的方法。“当你要开发房子时，就像放下蓝图一样，”汉娜说。“你必须确保你有基础设施基础设施。”再次预示着电子方式，将像运营组一样的关键利益相关者汇集在一起​​，而IT团队对成功至关重要。“它伙计们和植物的人认为不同，”他说。“他们每个人都认为是什么不同。问题是你如何让他们一起开始开发共同的战略或目标来实现利益？“

为了保持有效，连接必须始终服务于某个更大的目标。毕竟，连接设备、维护设备、存储和处理数据都需要时间和资源。它必须提供价值。成功始于制定计划。收集数据的目的是什么?干系人计划如何使用它?从实际的角度来看，谁拥有它，谁负责维护它?所有这些都需要事先讨论清楚。组织需要在解决如何解决问题之前确定原因。

往好的方面看，在这个过程中，奇迹经常开始发生。汉娜补充说:“当你们在一起合作时，你才开始真正看到连接的价值，你才真正开始意识到你可以从中获得的价值。”

结束
抛开潜力不谈，工业物联网的进程不是一夜之间就能完成的。我们正在摆脱全球经济衰退，工业资本支出的投资有限。组织需要真正理解它的价值定位,铰接的方式使他们的业务用例和用例——毕竟,世界上最全面的连接系统没有什么好处,如果老板不知道如何利用它。

目前，汉娜认为一些关键行业开始出现这种趋势:石油和天然气、食品和饮料以及制药。一旦早期采用者开始显示出价值，其他公司就会跟随潮流。实施的总成本将会下降。然而，最大的优势是领先的制造商。

在那组中还有很多机会。“我认为我们尚未透过早期采用者的观点，特别是在工业自动化中，”摩尔说，一些实施的资本支出只是巨大的。这不是大多数公司都特别感兴趣的东西，除非它有一个良好用例来证明它，而且目前他们就没有那里。“

与许多变化一样，最大的问题不在于硬件和软件，而在于人的软件。在最近的一次工业自动化展上，Morelli回顾了工业物联网的好处。他对与会人员做了一个简短的民意测验，看看他们认为最大的挑战是技术还是企业文化。“在技术方面，我认为没有人回应，”他说。“当我说到文化时，几乎所有的观众都举起了手。”

参考文献
1. P. Evans和M. Annunziata，“工业互联网：推动思维和机器的界限，”http://www.ge.com/docs/chapters/industrial_internet.pdf，2012年11月。

2.J. McGagh，《里约热内卢Tinto: Mine of the future》，2014年10月
http://www.riotinto.com/documents/141014_Presentation_Internet_of_Things_World_Forum_John_McGagh.pdf

3. S. Clatements，“Shodan的发明者将帮助您破解我们的互联网的无安全基础设施，2013年4月。
http://motherboard.vice.com/blog/shodan-can-help-you-access-our-internet-enabled-security-free-infrastructure

4.关联企业成熟度模型
http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/wp/cie-wp002_-en-p.pdf