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嵌入式物聯(lián)網(wǎng)解決方案以驚人的準確性和增長(cháng)速度席卷。但是，這一切只是“將所有東西都連接到互聯(lián)網(wǎng)”的熱潮，還是真正價(jià)值被實(shí)現？據麥肯錫研究所（McKinsey Global Institute）稱(chēng)，在2025年，物聯(lián)網(wǎng)每年可能產(chǎn)生 “3.9至11.1萬(wàn)億美元”的總體經(jīng)濟影響！聯(lián)想到有預期表明，到2025年直接物聯(lián)網(wǎng)支出將達1萬(wàn)億美元，很容易推斷出物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的的價(jià)值（3萬(wàn)億到10萬(wàn)億美元吧）！
物聯(lián)網(wǎng)以多種方式建立價(jià)值，具體取決于行業(yè)和具體用例。通常，它為行業(yè)提供改進(jìn)的解決方案：譬如物流的資產(chǎn)跟蹤，生產(chǎn)流程的服務(wù)響應時(shí)間，安全性，流量管理和主動(dòng)維護以及無(wú)數其他價(jià)值主張。此外，物聯(lián)網(wǎng)可以為行業(yè)提供增強監控和感知的數據。這反過(guò)來(lái)又產(chǎn)生可操作的情報，可用于優(yōu)化和改善環(huán)境的可持續性。在某些市場(chǎng)中，物聯(lián)網(wǎng)可以提高運營(yíng)效率，從而獲得更高的利潤，更高的可靠性和服務(wù)質(zhì)量，減少二氧化碳排放和節約能源。
挑戰
也許是一把劍，物聯(lián)網(wǎng)范式非常靈活。因為它可以利用各種協(xié)議，軟件和硬件節點(diǎn)之間的通信和處理模式，并且可以組織成各種不同的體系結構和拓撲結構（architectures and topologies），因此它適用于廣泛的應用程序，行業(yè)和地理分布，這給市場(chǎng)帶來(lái)了互操作性，擴展和維護方面的重大挑戰。在一系列管轄區域和業(yè)務(wù)模型中添加數據隱私，安全要求和實(shí)踐，同樣會(huì )面臨挑戰。
轉型
目前，大多數行業(yè)仍處于向物聯(lián)網(wǎng)過(guò)渡的早期階段。對于一些企業(yè)和機構而言，轉型可能非常實(shí)際，緩慢或漸進(jìn)。對于制造業(yè)和運輸業(yè)等行業(yè)而言，制定物聯(lián)網(wǎng)戰略（包括協(xié)同改造資產(chǎn)和基礎設施）的好處可能會(huì )更加容易產(chǎn)生成效的商業(yè)案例。
在工業(yè)上過(guò)渡和整合物聯(lián)網(wǎng)確實(shí)是一項重大而復雜的工作，因為沒(méi)有標準化可言。在建造新的智能工廠(chǎng)或設施的情況下，為生產(chǎn)車(chē)間配備新一代智能設備和組件以準備與互聯(lián)網(wǎng)交互是很有意義的。但是，在大多數情況下，現有的資產(chǎn)功能完備，但可能無(wú)法部署IoT。在這種情況下，如果需要的是對Internet進(jìn)行監控和控制的適度升級，那么退出其他有價(jià)值且有效的資產(chǎn)似乎是浪費和有風(fēng)險的。但是，有一些交鑰匙的方案提供商， 譬如 NetBurner，擁有20多年專(zhuān)注于低成本交鑰匙產(chǎn)品的能力，可以立即對這些資產(chǎn)進(jìn)行現代化改造。此外，通過(guò)在模塊和開(kāi)發(fā)工具上的強大嵌入式系統，可以快速構建和部署的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和系統。
智能制造
在物聯(lián)網(wǎng)的名單中，您會(huì )發(fā)現制造業(yè)位于物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)價(jià)值增長(cháng)的上層。智能制造可能只是“工業(yè)4.0”的產(chǎn)品，預計到2024年市場(chǎng)價(jià)值將達到5481.4億美元。無(wú)論是小工具和小產(chǎn)品的工廠(chǎng)，還是工業(yè)工廠(chǎng)生產(chǎn)必需的精制材料，物聯(lián)網(wǎng)的添加都是革命性的。公司正在引入智能制造，以簡(jiǎn)化流程和自動(dòng)化制造，改進(jìn)資產(chǎn)跟蹤，并主動(dòng)維護設備，從而提高運營(yíng)效率，提高工作場(chǎng)所和設施的安全性。我們在智能制造中看到的許多好處也擴展到其他行業(yè)，例如能源和運輸。
物聯(lián)網(wǎng)價(jià)值
在智能制造和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）領(lǐng)域，包括從機器人到傳送帶和傳感器的所有物理機械都連接到可以遠程控制和監控的網(wǎng)絡(luò )。可以整體地剖析各種傳感器數據，例如溫度，振動(dòng)或濕度，以便即使在范圍內也可以調節操作。這些數據不僅適用于自動(dòng)化和控制，還可用于繪制趨勢并預測流程，發(fā)現瓶頸或排除故障。此外，通過(guò)適當連接的傳感器，可以監控某些設備的健康狀況，并在發(fā)生故障或意外停機之前進(jìn)行主動(dòng)維修。 埃森哲的一份報告指出，物聯(lián)網(wǎng)有可能節省高達12％的維修成本，并將總體維護成本降低30％，從而減少70％的設備故障。
數據利用
使用其他第三方數據源，例如本地天氣數據，運輸和物流時(shí)間表，以及客戶(hù)訂購系統，智能制造可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，并優(yōu)化流程時(shí)間，分段維護和庫存管理。人工智能（AI）或機器學(xué)習也可用于基于傳感器數據和業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)調整生產(chǎn)。物聯(lián)網(wǎng)與的大數據分析和人工智能的融合可能使制造業(yè)和許多其他行業(yè)更加敏捷，透明，優(yōu)化和積極主動(dòng)。
物聯(lián)網(wǎng)可能對包含來(lái)自分布式或網(wǎng)絡(luò )的制造業(yè)務(wù)更具革命性的益處，準確預測輸入和輸出可以產(chǎn)生更大的。可以根據生產(chǎn)線(xiàn)或供應鏈內的數據和傳感器動(dòng)態(tài)讀數調整制造的爬坡斜坡和速度。與人類(lèi)制作的報告體系比較，集成的智能制造基礎設施可提供更好的端到端流程可視性，并具有更高更快的響應能力。
安全
智能制造中另一個(gè)至關(guān)重要且非常典型的應用是使用物聯(lián)網(wǎng)來(lái)提高工人和資產(chǎn)的安全性。傳感器可以監測和測量有害或爆炸性氣體，煙霧或火災，噪聲。在開(kāi)放式安全鎖和接入點(diǎn)工作的傳感器，確定關(guān)鍵閥值條件，系統軟件經(jīng)常讀取這些數據并輸入，并被編程為打開(kāi)或關(guān)閉自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，觸發(fā)警報，鎖定系統或部署其他安全措施。 安全系統的健康檢查和審核也可以更系統地進(jìn)行，并且在許多情況下，可以遠程進(jìn)行。
整體畫(huà)面
傳統的PLC（可編程邏輯控制器）和SCADA（監控和數據采集）系統已經(jīng)廣泛用于過(guò)程控制和安全監控數十年，但往往是本地化的，沒(méi)有連接到互聯(lián)網(wǎng)。在智能制造物聯(lián)網(wǎng)范例中，這些系統是更全面的物聯(lián)網(wǎng)框架的一部分。云，霧和邊緣計算也將發(fā)揮關(guān)鍵作用，特別是在大規模和分布式運營(yíng)中，不僅在控制和優(yōu)化生產(chǎn)，以及安全系統方面，而且在測量KPI和實(shí)現業(yè)務(wù)特定目標方面。
智能制造案例分析
以下是智能制造中的幾個(gè)有趣示例：
LG Electronics ：對于生產(chǎn)質(zhì)量控制（QC），LG電子決定采用物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算解決方案來(lái)降低吞吐量并提高準確度，這是雙贏(yíng)。由于他們的QC過(guò)程使用高幀率（high frame rate）視頻進(jìn)行質(zhì)量測量，因此使用云處理解決方案是不可行的。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)架構中使用邊緣處理，他們能夠減少延遲和人力，同時(shí)將過(guò)程故障檢測從50％顯著(zhù)增加到99.9％。每年節省2000萬(wàn)美元！
Airbus：航空航天領(lǐng)域的*空中客車(chē)公司已經(jīng)通過(guò)多種方式將物聯(lián)網(wǎng)用于智能制造。飛機裝配非常復雜，效率取決于機器人輔助和大量熟練人工。物聯(lián)網(wǎng)可幫助工人調整數千種規格，程序，裝配和工具。作為一個(gè)例子，空中客車(chē)使用物聯(lián)網(wǎng)允許工人用平板電腦掃描飛機表面的一部分，然后使用圖像來(lái)識別螺栓孔，調出的工具或機器人，提供材料構建，扭矩或其他應用程序。
Tesla: 特斯拉的網(wǎng)絡(luò )物理公路戰士(cyber-physical road warriors)正在將IoT與每輛車(chē)的“數字雙胞胎”結合起來(lái)。使用眾多實(shí)時(shí)車(chē)輛傳感器，工廠(chǎng)可以更好地監控成品中的故障和缺陷。除了為車(chē)主提供預防性維護警報外，該數據還允許工廠(chǎng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化生產(chǎn)線(xiàn)，以便為未來(lái)預防預見(jiàn)這些問(wèn)題，并改進(jìn)產(chǎn)品設計。
Black＆Decker：電動(dòng)工具制造商Black＆Decker使用思科物聯(lián)網(wǎng)（IoT）解決方案，該解決方案可提高其在墨西哥雷諾薩的制造工廠(chǎng)的可視性，并降低其復雜性。
Black＆Decker向思科尋求連接方案，并向Aeroscout Industrial 尋求企業(yè)可視化解決方案。Black＆Decker以Wi-Fi射頻識別標簽的形式部署了一個(gè)實(shí)時(shí)定位系統，幾乎可以附加到每種材料上，因此跟蹤它們毫不費力。Aeroscout的Wi-Fi標簽與公司的可編程邏輯控制器集成，可控制質(zhì)量并在產(chǎn)品到達生產(chǎn)線(xiàn)末端提供結果。這使得生產(chǎn)過(guò)程的每個(gè)步驟都可視，可以控制他們，能夠減慢或加快流程，并了解員工完成任務(wù)的速度。
該工廠(chǎng)的勞動(dòng)效率提高了10％，勞動(dòng)力關(guān)鍵資源得到了更好的 利用，使利用率從80％提高到90％。它還提高了質(zhì)量，每百萬(wàn)次質(zhì)量缺陷減少了16％。
Hirotec：日本公司Hirotec Group是汽車(chē)市場(chǎng)上大的私營(yíng)制造公司之一，它希望實(shí)施工業(yè)4.0創(chuàng )新，以解決意外停機問(wèn)題。
為實(shí)現這一目標，該公司和Hewlett Packard Enterprise（HPE） 及合作伙伴PTC合作，HPE Edgeline系統的物聯(lián)網(wǎng)平臺配對，通過(guò)預測分析提升其運營(yíng)能力。
Hirotec的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)先事項是確保持續運營(yíng) - 并大限度地 減少制造設施中的意外停機時(shí)間。
隨著(zhù)工業(yè)4.0制造模型的出現，該公司意識到通過(guò)消除意外停機可以增加預測分析以獲得改進(jìn)其制造業(yè)務(wù)。
Hirotec完成了物聯(lián)網(wǎng)平臺的三個(gè)試點(diǎn)。首先從Hirotec底特律工廠(chǎng)的八臺計算機數控（CNC）機器中捕獲和分析數據。在另一個(gè)測試線(xiàn)中，Hirotec實(shí)施了該平臺，執行自動(dòng)排氣系統檢測線(xiàn)的遠程可視化。該試驗的數據來(lái)源包括檢查機器人，傳感器，激光測量設備和相機。該公司正在部署該系統，以便為汽車(chē)車(chē)門(mén)生產(chǎn)設施的整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)執行實(shí)時(shí)可視化和生成自動(dòng)報告。
通過(guò)試點(diǎn)，Hirotec獲得了對其業(yè)務(wù)運營(yíng)的實(shí)時(shí)可見(jiàn)性，使公司 能夠解決影響其效率和吞吐量的問(wèn)題。該解決方案還使Hirotec能夠利用機器學(xué)習來(lái)預測和防止關(guān)鍵系統中的故障，例如排氣系統檢測線(xiàn)。
AW North Carolina，Inc：（AWNC）是一家自動(dòng)變速器和傳動(dòng)部件制造商，在使用思科的智能制造技術(shù)來(lái)提高制造工廠(chǎng)的效率。
AWNC擁有2,000多名員工，擁有130萬(wàn)平方英尺的達勒姆工廠(chǎng)，每年為豐田提供600,000多臺變速箱。
每天有超過(guò)3,000臺變速箱從公司的工廠(chǎng)出來(lái)，因此無(wú)法停機。 AWNC表示，每個(gè)單元都包含700-800個(gè)高度專(zhuān)業(yè)化的部件，每個(gè)部件都有自己的嚴格標準。
AWNC已在其辦公室部署了450線(xiàn)Cisco Business Edition 6000統一通信系統。它已經(jīng)安裝了思科網(wǎng)絡(luò )基礎設施，其中包括接入點(diǎn)，交換機和控制器，可將安全的Wi-Fi覆蓋范圍擴展到超過(guò)一百萬(wàn)平方英尺的工廠(chǎng)車(chē)間。此外，AWNC表示，新的FlexPod系統提供集成的計算，網(wǎng)絡(luò )和存儲。FlexPod解決方案包括思科統一計算系統（Cisco UCS）服務(wù)器，Cisco Nexus交換機和NetApp統一存儲系統。 FlexPod架構可針對虛擬化和非虛擬化環(huán)境中的各種混合工作負載進(jìn)行優(yōu)化。
該公司強調，自思科新技術(shù)實(shí)施以來(lái)，停機時(shí)間為零。智能制造平臺使AWNC有可能采用云計算并實(shí)施新的企業(yè)資源規劃（ERP）和制造執行系統（MES）來(lái)自動(dòng)化和自動(dòng)化分析數據和流程。
