工業物聯網

連接未來的智能制造

隨著科技的不斷進步和全球市場的快速發展，工業物聯網（Industrial Internet of Things，簡稱IIoT）正逐漸成為一個炙手可熱的話題。在工業制造領域，IIoT正在革新傳統的生產模式，為企業帶來了巨大的變革和發展機遇。

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工業物聯網的概念

工業物聯網（IIoT）代表了物聯網技術在工業領域和應用中的延伸和集成。工業物聯網重點關注機器對機器通信、大數據和機器學習，幫助行業和企業提高運營效率和可靠性。它涵蓋各種工業應用，包括機器人、醫療設備和軟件定義的生產流程。

IIoT 的獨特之處在于其獨特的信息技術 (IT) 和運營技術 (OT) 融合。OT 涉及網絡操作流程和工業控制系統，包括HMI、監控、SCADA 系統、DCS 和PLC。這種綜合方法確保工業物聯網在重塑工業流程和促進數據驅動決策方面發揮關鍵作用。

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工業物聯網的特點

工業物聯網(IIOT)特點并非所有系統都可以歸類為IIoT。一般來說它們需要生成數據進行分析并產生具體的聯網系統。IIOT系統運行基于分層結構：

設備：系統的可見部分是設備: 傳感器、GPS 定位器、機器等等；網絡：在此之上是連接層，即通過云存儲或邊緣計算在這些設備和服務器之間建立的網絡；

服務：這些是分析收集的數據并對其進行處理以提供特定服務的計算機，應用程序；

內容：這是與人類操作員的界面，可以是計算機、平板電腦，甚至是虛擬現實或增強現實眼鏡等設備。

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工業物聯網有什么好處

工業物聯網為企業帶來了許多優勢，以下是一些主要優勢：

• 提高效率：工業物聯網實現設備和流程的自動化和持續監控。這提高了運營效率，因為實時數據允許數據驅動的決策和遠程監控。
• 提高產量：IIoT 連接的制造流程可提高設備的利用率和性能。通過最大限度地提高機器效率并將員工從重復性任務中解放出來，可以提高生產能力。
• 減少錯誤：工業運營中的自動化最大限度地減少了與人為相關的低效率，從而減少了產品缺陷。這可以提高客戶滿意度和品牌聲譽。
• 預測維護需求：工業物聯網傳感器通過分析生產數據的模式和早期問題檢測來幫助實施預測維護策略。這種主動方法可以防止資產故障、降低成本并最大限度地減少停機時間。
• 增強工人安全：工業物聯網通過傳感器監控員工和工作場所安全，有助于打造更安全的工作環境。如果發生事故，集成安全系統可以觸發警報和采取行動，確保快速響應并為未來的預防提供見解。
• 節省能源成本：工業物聯網可以持續監控和優化能源消耗，從而揭示效率低下的情況并節省成本。這延伸到調節溫度、用水量、濕度和照明等因素。
• 改善現場服務和客戶體驗：工業物聯網可以通過提供實時數據和見解來增強現場服務。這可以改善客戶體驗，因為公司可以提供更高效的服務并及時響應客戶需求。

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工業物聯網的應用方面

工業物聯網的應用可以涵蓋各個領域，如智能工廠、智能物流、智能能源等。在智能工廠中，IIoT可以通過連接生產線上的各個設備和機器，實現設備狀態的實時監控和故障預警，提高生產線的穩定性和生產效率。在智能物流中，IIoT可以通過追蹤和監控貨物的位置和狀態，提供更準確的物流信息和更高效的物流管理。在智能能源中，IIoT可以通過智能電表和能源管理系統，實現對能源的實時監測和優化，提高能源利用效率和降低能源消耗。

• 設備監測與維護：通過安裝傳感器和監測設備，實時收集工業設備的運行狀態和數據。通過對這些數據進行分析，可以實現設備故障預測、維護計劃優化，提高設備的可靠性和生命周期管理。
• 生產過程優化：通過連接生產線上的傳感器和設備，實時監測生產過程中的各種參數，如溫度、濕度、壓力等。通過對這些數據進行分析，可以實現生產過程的優化和調整，提高生產效率、降低能耗、減少廢品率。
• 資源管理與節能：通過監測和控制系統，實現對能源、水資源等的監測和管理。通過分析數據，可以識別能源浪費和資源浪費的問題，并采取相應的措施進行節能和資源管理，降低生產成本和環境影響。
• 質量控制與追溯：通過物聯網技術，可以實現對產品質量的實時監測和控制。通過在產品上添加傳感器和標簽，并與生產數據進行關聯，可以實現對產品質量的追溯，快速發現和解決質量問題，提高產品質量和客戶滿意度。
• 5. 物流與供應鏈管理：通過物聯網技術，可以實現對物流和供應鏈過程的實時監測和管理。通過連接運輸工具、倉庫和庫存系統，可以實現對物流過程的實時追蹤和調度，提高物流效率和準確性，降低運輸成本。

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實施工業物聯網的5大挑戰

01.未明確目的和范圍

一些決策者之所以覺得本企業必須采用工業物聯網，是因為他們認為競爭對手已經這樣做了，自己顯然不應該落后。這可以是實施工業物聯網的眾多因素之一，但不應當成為主要的因素。相反，組織的決策者應該仔細考慮，他們想要通過利用工業物聯網實現什么，以及這項技術將如何幫助他們在現有環境中揚長避短。

首先，圈定工業物聯網的實施范圍是非常重要的。我們需要考慮：在初始化的實施階段，是否只會與單個機器設備、或某個部門相關？提前弄清楚這一點，不但有益于控制預算，而且能夠確保實施團隊的每個人都能夠對需要執行的內容，持有一致性的認識。

只有大家都去關注在工業物聯網實施后，具體能夠給企業帶來哪些改進，那么他們才有動力去努力解決可能出現的設備故障，或通過智能化的數據收集，更安全地改進運行環境。

02.遇到數據相關問題

消費物聯網設備的數據收集潛力，通常比與工業物聯網相關的設備更受限制。例如，某個房主只能使用物聯網設備，去收集關于其住宅的有限數據。而工業物聯網的網絡則可以橫跨全球各地的站點，在任何給定的時間，從成百上千臺設備處收集豐富的數據。

這也就是為什么我們常說工業物聯網的實施，與數據的收集有著密切的關系。畢竟決策者可能會因為不確定該如何有效地處理各個來源的信息，而無法做出準確的判斷。因此，只有了解需要收集的、最為相關的數據，才能了解公司希望通過工業物聯網要具體實現的目標。也就是說，他們往往需要先設定目標，然后找出與這些里程碑相關的數據類型。例如，如果貴企業的實施目標是減少每年設備故障的次數，那么在這種情況下，企業決策者就可能需要有關機器溫度、異常振動模式、以及總體運行時間等數據參數。

同時，我們還必須確保收集和使用的數據具有盡可能高的質量。試想，如果出現了信息重復、或數據有誤等情況，那么工業物聯網的實施過程就會導致工作量的翻倍，甚至起到誤導性的作用。

03.需要維護已連接的基礎設施的安全性

工業物聯網的廣闊連接性，擴大了潛在網絡黑客的攻擊范圍。由于使用工業物聯網的公司可以在整個基礎設施中連接到各種設備，因此我們很容易想象到其受到在線攻擊后所造成的嚴重破壞。

因此，當涉及到工業互聯網的構建和改進時，我們需要通過諸如滲透測試等方式，發現黑客可能利用到的基礎設施的某個漏洞，以及可能獲得的訪問權限。當然，除了外部威脅，我們也需要提防內部人員可能帶來的危害。例如，由某個員工在點擊、甚至回復了釣魚郵件后，所引發的威脅。

根據Barracuda公司2022年的一份報告顯示：有72%的組織在其公司內已實施了“工業物聯網加安全運營”的技術形式。不過，更令人擔憂的是，有93%的企業在其工業物聯網的安全相關項目中遭遇到了失敗。而且，只有49%的受訪組織能夠自行處理與安全有關的更新。這意味著其安全措施可能面臨著過時的窘境。

有許多專家認為，區塊鏈技術是許多行業的顛覆性利器。它能夠將信息存儲在一個數字化的、不可更改的分類帳上，有助于確保基本數據的透明度，同時也能夠防止篡改。因此，業界紛紛將區塊鏈視為改進工業物聯網安全態勢的關鍵要素，用它來更加便利地管理和保持工業物聯網的安全。

同時，負責工業物聯網實施的人員，也應該定期進行網絡安全審查，并根據審查的結果，來及時向組織中的決策層展示工業物聯網在實施過程中的安全態勢，以及需要在哪些方面有所改進。

04.遇到可擴展性困難

可擴展性是專業人員在工業物聯網實現方面可能面臨的另一個挑戰。2022年，Bain在對工業物聯網決策者的調查中獲悉到：在實施了工業物聯網技術的企業中，真正能夠按計劃實現可擴展性的不到60%。

受訪者普遍認為有三個主要因素，導致了他們無法擴展自己的項目：

• 集成工作過于復雜，且需要過多的投入
• 相關的供應商無法支持擴展
• 項目生命周期的支持成本過高，難以說服利益相關方

該研究給出了兩項建議：

• 硬件可以幫助縮小那些阻礙企業決策者進行擴展的差距
• 項目參與者對于工業物聯網項目要有長遠的眼光

有些人可能只會考慮到該如何實現最初的概念性驗證（proof of concept）。這實際上只是項目的一個起點。若想實現最終項目可擴展性，他們還需要盡早地進行規劃，以及做好全盤的考慮，為項目后期預留下開放性的定義與準備。

05.應對資源短缺問題

一個不爭的事實是，在工業物聯網項目的各個階段，我們會經常遇到缺乏必要的資源的窘境。而且此類狀況比人們想象的還要普遍。Inmarsat曾在全球范圍內開展過一項調查，其中有37%的受訪者認為自己沒有足夠的內部資源，可用于手頭的工業物聯網項目。更具體地說，該群體中有50%的受訪者曾表示，他們沒有足夠的網絡安全人才。此外，有49%的公司需要更多的數據科學和分析領域的人才。而32%的公司則表示，他們擁有將工業物聯網完全融入其商業戰略所需的高管、以及專業的領導知識。