根据麦肯锡最近的一项调查，在COVID-19大流行之前成功过渡到工业4.0的制造商感觉更有能力应对危机。事实上，94%的受访者承认，制造业中的物联网以及其他技术在动荡时期在保持运营正常运转方面发挥了关键作用。继续阅读以了解物联网在制造业中的应用，以及如果您决定使用物联网升级您的制造工厂，您可能会面临哪些挑战。物联网在制造业中的采用数字化在过去几年中在制造业中越来越受欢迎，预计这一趋势将持续下去，例如，智能制造市场预计将从2021年的2500亿美元飙升至2029年的6580亿美元。智能工厂的概念当然不限于物联网，它还依赖于其他技术，如人工智能(AI)、计算机视觉、大数据和不同类型的自动化。但即使我们只关注物联网，我们也可以看到这项技术的前景。麦肯锡预测，到2025年，工业物联网将成为一个价值5000亿美元的市场（高于2020年的2900亿美元）。由于物联网在制造业中的前景尤为广阔，思科认为该行业将在不久的将来成为物联网的最大受益者之一，因为该技术将对该行业产生高达3.9万亿美元的经济影响。但是制造商怎么说？普华永道近期对工业企业的调查显示，91%的受访者正在投资数字化工厂，近一半的受访者预计五年内获得投资回报，3%的受访者预计在第一年内快速获得投资回报。制造业中六大物联网用例1.跟踪工业资产信息技术与创新基金会(ITIF)报告称，监控机器使用情况的物联网解决方案可以将制造生产率提高多达25%。物联网设备聚合来自工厂机器的数据并将其传输到云端进行详细分析，以深入了解机器使用参数，例如正常运行时间、空闲时间和轻微停机时间。这为机器操作员提供了性能的详细视图，并提醒他们潜在的问题——例如，如果一台机器闲置时间过长而另一台具有类似功能的机器被过度使用。此外，工人可以在制造中使用物联网来快速定位大型仓库中的物品。工业互联网联盟执行董事RichardSoley强调了这个问题，他说：“客户发现他们的员工花费47%的时间寻找合适的工具，但使用IIoT解决方案，员工可以被告知他们需要的工具在他们身后左侧10米处。“为了实时资产可见性，您可以为物品配备RFID或蓝牙标签。德勤数字首席技术专家RobertSchmid报告说，他的一位客户每年都在每件物品上安装位置跟踪传感器。在生产上节省了300万美元2.确保安全物联网传感器可以跟踪工作条件并检测有害物质泄漏。例如，气体传感器可以检测有毒烟雾并及时通知主管疏散员工，从而最大程度地减少损失。制造业中的另一个物联网用例是保护工人。仅在2020年，美国劳工部就报告了4,764起与工作有关的死亡事件。在工厂中使用可穿戴设备可以帮助工厂解决这一令人头疼的问题。可穿戴设备可以收集有关员工健康的数据。它们可以捕获人们的生物特征数据，例如心率和体温，并检测和报告任何异常模式。这有助于值班经理发现那些感觉不舒服，特别容易跌倒和其他受伤的员工。制造业物联网的一个例子来自废物回收公司NationWaste。公司敏锐地意识到有毒材料和重型机械对人类健康造成的危害。NationWaste为其员工配备了IBMWatsonIoT可穿戴解决方案，并在工作场所周围安装了传感器。这使管理人员能够检测到员工的任何疲劳、脱水和疲惫迹象，并根据这些信息采取行动。这一举措将与伤害相关的成本降低了60%。3.预测永久维护由于设备停机，大型制造商每年损失大约323个生产小时。如果我们将收入损失和延迟交货的潜在经济处罚加起来，大型工厂与机械故障相关的成本可达每小时532,000美元。在制造业中使用物联网可以在早期检测到设备故障，最大限度地减少停机时间，据麦肯锡称，还可以将维护成本降低约40%。安装在工业设备上的物联网传感器收集与性能数据相关的实时数据，包括压力、振动等。这些数据被传输到网关或直接传输到云端，并与设备的配置数据及其使用历史相结合，捕获任何异常模式。工厂车间经理将有权分析和安排进一步的检查和维护，以便将对生产过程的影响降至最低。一个例子是支持物联网的卡车轮胎，其中传感器收集有关轮胎利用率的数据以安排维护和更换，避免轮胎在运输过程中爆裂，导致车辆停止和交货延迟。除了减少停机时间外，预测性维护还可以延长设备寿命、降低成本并降低事故风险。与传统的定期检查相比，它是一种更高效、更安全的替代方法，尤其是当机器不易接近且在机器周围不安全时。4.优化流程和产品设计制造物联网可以与人工智能和其他技术一起部署，以创建新产品和整个工厂的数字双胞胎。数字双胞胎是特定机器、流程或整个工厂车间及其所有设备和其他资产的数字版本。它模拟现实世界中组件的状态和交互。管理人员和工程师可以使用这项技术来试验、测试新流程，并在将这些更改应用到现实生活之前观察这些更改的后果。数字孪生可以帮助模拟新生产线并检测需要优化的区域、规划仓库设计、运行产品更新以及优化现有流程以消除低效率。英国消费品制造商联合利华在美国、欧洲和亚洲经营着八家数字孪生工厂，加上商业智能，该技术已将公司工厂的警报数量减少了90%。生产团队还可以使用数字孪生来试验产品；例如，福特通常为每辆车开发七个虚拟模型，每个模型涵盖生产的不同方面。5.了解制造供应链物联网驱动的供应链管理解决方案使制造商能够获得有关单个物品以及送货卡车的位置和状况的实时信息。利益相关者还可以监控物品的存储和交付，例如湿度、温度等。在传统的供应链中，管理人员只能在物品交付后才能看到物品是否损坏。但是，借助物联网，可以在传输过程中检测到任何损坏或违反存储要求的情况，并触发通知进行纠正。这种物联网系统的一个例子是EfentoTransport，它确保需要恒温监控的疫苗和药品的安全运输。无线传感器读取并传输温度数据，如果读数超过预定义的阈值，系统将向相关方发出警报。6.远程监控生产和外包运营据德勤称，美国制造业高管报告称，如今在该行业寻找合格人才的难度比2018年高36%。当地人才和能力的缺乏迫使制造商将经营地点多样化.公司在收购不同城市的制造工厂或将业务外包给第三方时，仍希望监控生产标准和速度。物联网传感器可以将实时性能数据发送到总部，以评估生产效率和工厂状况，并在无需亲自前往工厂的情况下发现设备故障。例如，屋顶上的传感器可以检测并报告烟雾和火灾，而入口处的物联网摄像头可以监控员工出勤情况并报告未经授权的访问。远程监控的一个例子来自便携式医疗产品制造商Armal。该公司注意到其远程生产设施的照明和冷却能耗过高。问题之一是他们的旧设备。Armal聘请顾问帮助公司将设备数字化并在制造中部署物联网以促进实时监控，从而将生产和能源成本降低30%。IoT和制造：实施过程中的挑战1.安全的IoT设备极易受到安全漏洞的攻击。根据卡巴斯基的数据，2021年上半年将发生15亿次物联网攻击，这已经是2020年全年的两倍多。网络安全公司Lifars的首席执行官OndrejKrehel是这样描述物联网安全的：“任何设备连接到Internet的设备容易受到网络攻击，而且鉴于IoT设备的互连特性，一个简单的漏洞可能会造成灾难性后果并导致整个（企业范围的）设备网络瘫痪。”Ondrej提到的威胁包括：控制工业环境的恶意程序僵尸网络和分布式拒绝服务攻击数据窃取可以操纵机器的勒索软件当传统工厂在制造业部署物联网时，它们变成了一个基于IP的系统，每个连接的设备都容易受到攻击并可能危及整个网络。历史上充满了与物联网相关的安全攻击的可怕例子。例如，大型跨国铝制造商NorskHydro成为LockerGora勒索软件的受害者。该公司不得不关闭其许多生产工厂，整个事件使NorskHydro损失了大约7500万美元。为了最大限度地降低网络攻击的风险，关注物联网的公司应该采用“设计安全”模型。安全团队需要以限制其参与DDoS和其他攻击并利用可靠的硬件和软件组件的方式配置连接的设备。但是，设备安全不是一次性投资。它需要一个专门的团队来持续监控网络，确保软件不断更新，并捕捉攻击的早期迹象。此外，处理数据也很重要。IoT传感器收集大量数据，所有这些数据都必须在不违反机密性和隐私的情况下安全地收集、传输和存储。2、初期投资大另一个让厂商犹豫不决的因素是资金。在制造业中实施物联网需要大量投资，而投资回报可能需要数年时间。支出包括硬件（如传感器、网关等）、软件、云或其他存储单元、网络连接和技术支持等。改造工厂或仓库时无法避免开支，但有办法将开支降至最低，例如，您可以租用内置传感器的设备。在这种情况下，您不必一次付清所有费用。3.互操作性问题另一个重要的问题是，鉴于缺乏物联网标准和相互竞争的通信协议，如何将所有物联网设备集成到公司的基础设施中。如果您在供应商、物流公司和其他参与者的生态系统中工作并且还需要与他们进行互操作，事情会变得更加困难。为了解决这个问题，决策者需要与所有相关合作伙伴进行沟通，并跟上不断发展的物联网标准。此外，始终选择常用的物联网通信协议，因为它们通常具有强大的安全功能，并且更有可能与合作伙伴技术进行互操作。4.与遗留系统的集成遗留系统在阻碍集成和工厂数字化方面也发挥着重要作用。在ForresterConsulting对制造商进行的一项调查中，53%的低成熟度受访者承认他们的遗留系统根本无法与其他资产通信。用更容易连接的替代方案取代遗留系统并不总是可能的，但工厂仍然可以使用物联网在制造过程中升级这些机器。一种选择是为传统和孤立的机器配备智能传感器，这些传感器收集有关机器性能的数据并将其发送到云端或本地服务器。另一个更全面的解决方案是使用包括物联网传感器在内的改装套件，以及预测分析等其他功能，其中一些功能是由供应商为特定机器开发的。使前物联网时代开发的设备现代化的另一种可能性是使用网关，它不仅可以将遗留资产连接到系统，还可以提供安全性等附加功能。制造业中的物联网可以为您的工厂带来许多好处，并帮助您应对大流行后世界的机遇和挑战。
