中央多次提出“中国制造2025”。李总理多次提到,从制造强国到制造强国,制造强国很重要的一环就是“中国制造”,其中物联网和工业4.0是非常关键的应用,那么如何物联网改变制造业?物联网如何让我们变得更聪明?国外工业制造和创新巨头是如何玩转物联网的?欧美发达国家如何看待物联网及其整体发展现状?1.物联网(IoT)正在改变我们的制造业。与未连接的工厂相比,连接到互联网的工厂更高效、更智能且更具成本效益。在一个市场中,企业越来越需要最大限度地发挥自身的潜力来生存和发展,而那些没有联系的企业则越来越落后。罗克韦尔自动化市场开发副总裁JohnNesi表示,目前只有10%的工业运营在使用物联网,该公司将企业与网络空间连接起来,以改善制造功能。他说:“全球竞争压力正在挑战工业和制造企业,效率低下的企业将逐渐被淘汰。”180,000磅面包,安装新技术后产量翻了一番。King'sHawaii在一个新工厂中安装了11台联网机器,这些机器连接到FactoryTalk,该软件使公司员工能够远程访问历史和实时数据,以及一个生产仪表板,以获得整个系统的全面视图以进行监控表现。所有这些软件和硬件都带来了“更快的上市时间、更好的资产利用和优化、更低的总拥有成本、更高的劳动效率以及企业风险管理和更智能的费用,”内西说。新系统减少了维护成本和停机时间,并增加更多数据的容量。反过来,Nesi说,“这使他们能够聚合数据并将其呈现在可访问的仪表板上,从而使管理人员能够监控整个企业的运营和KPI。”由于像King'sHawaiian's这样的系统连接到互联网,他们可以远程操作中心进行控制和管理。这使得全球公司可以在世界各地设立工厂并对其进行实时监控。另一家受益于互联系统(物联网、物联网)的公司是通用电气。在纽约斯克内克塔迪的Durathon电池厂,物联网帮助公司全天候收集过程数据。装配线上和每个电池中有10,000个传感器,管理人员可以即时了解生产状态。他们能够与其他部门的同事共享这些信息和数据。根据O'Reilly的DavidStephenson的说法,来自通用电气和类似制造商的技术开创了最伟大的创新。“物联网有可能弥合关于工厂车间实时状况的巨大信息差距,全面优化生产并消除浪费,”他说。2.减少工作场所的安全隐患专注于企业技术解决方案的Sine-Wave创建了一个定制的物联网程序,以改善矿山的安全和通信。根据他们的网站,他们设计了一个基于浏览器的应用程序,允许用户与矿井中的工人、操作员和机器进行通信,以及“实时查看地下所有活动,包括采矿作业”。通过实时了解井下矿井中发生的情况,用户可以避免安全隐患并快速响应紧急情况。3.网络安全风险当制造商在他们的工厂中使用物联网时,他们应该权衡风险,SANS研究所的MichaelAssante说。在连接之前,安全团队应该确信他们“了解暴露的协议、接口/配置、系统软件、固件和身份验证控制”。随着时间的推移,这些安全预防措施将变得越来越重要。Nesi说:“未来五年,连接端点的数量预计将接近500亿。”“随着时间的推移,制造业的每个端点——无论是传感器、阀门、仪器还是机器——都将为更大的信息系统提供智能。”二。物联网将使制造业更加智能全球制造业正处于一场革命的风口浪尖。正如我们在早期版本的工厂和企业软件中看到的那样,新的信息技术突然不仅提供了使制造管理更高效的工作,而且工作本身也变得更加智能。基于物联网的技术有可能从根本上提高制造的可见性,让每个生产单元在生产过程的每一步都被“看到”。批次级别的可见性正在被单元级别的可见性所取代。这是智能制造的曙光。转变是巨大的。SCMWorld最近对智能制造和物联网进行的实地调查发现,虽然今天有五分之一的人承认他们的工厂运营完全“离网”,但五年后这一数字将下降至接近零。事实上,根据SCMWorld的可见性成熟度模型(图1),接受调查的所有制造业高管中有一半希望在单位级别了解其供应链。只有10%的人预测他们仍然局限于单一工厂级别的理解和控制。智能制造是关于创造一个环境,在这个环境中,来自工厂和供应链的所有可用信息都被实时捕获、显示和可操作。智能制造涵盖业务的方方面面,模糊了工厂运营、供应链、产品设计和需求管理之间的界限。智能制造实现资产、流程、资源和产品的虚拟跟踪,为企业提供全面的可见性,从而支持简化业务流程和优化供需。从本质上讲,智能制造是一个决策环境。非常重要的是,智能制造包括主动和自主的分析能力,使智能制造成为一个智能和自我修复的环境。智能制造企业可以通过以前无法访问的物理世界驱动的智能和自动化操作来预测性地满足业务需求。智能制造将企业转变为主动、自主的组织,能够预测和解决潜在的破坏性问题、增加运营和取悦客户,同时提高盈利能力。包括博世、思科、FCA(菲亚特克莱斯勒汽车)、通用电气、通用磨坊、哈雷戴维森和西门子在内的许多世界领先制造商都是其工厂中智能制造(或工业4.0)的早期采用者。有趣的例子包括:西门子。在位于德国安贝格的西门子电子制造厂,机器和计算机自主处理75%的价值链,大约1,000个自动化控制器从生产线的一端运行到另一端。正在生产的零件通过产品代码与机器通信,产品代码告诉机器他们的生产要求是什么以及下一步需要采取什么步骤。所有流程都针对IT控制进行了优化,从而实现了绝对的故障率。员工主要负责监督生产和技术资产,包括处理紧急情况。通用电气GE。在GE的Durathon电池厂,超过10,000个传感器实时测量温度、湿度、气压和机器运行数据。这不仅提供了实时监控生产和调整过程的机会,而且还可以将电池性能追溯到特定的粉末批次和过程中的每个步骤。哈雷戴维森。Harley-Davidson位于宾夕法尼亚州约克的主要生产设施和生产车间的每项资产都相互连接,生产的每一步都受到跟踪并纳入实时绩效管理系统。思科。为了更好地协调其全球外包制造工厂网络,思科开发了一个“虚拟”制造执行系统平台(VMES),可提供对制造运营的实时可见性。该系统利用云、大数据分析和物联网等技术连接和收集生产机器的实时信息,在完全外包的制造环境中实现预测质量功能。智能制造需要大量的技术来确保机器协同工作、实时了解物料流以及工程师团队协调整个过程。物联网是使这成为可能的技术环境。在工厂车间应用中,物联网可以创建一个网络,连接各种制造资产,从生产设备到生产部件,从传感器嵌入式自动化控制到电表,从卡车到仓库中的智能货架。通过物联网,制造商可以为每个实物资产提供数字身份,让他们在整个供应链中实时了解这些资产的确切位置和状况。正确的投资时机世界各地的制造商现在充满信心。约40%的受访者认为,智能制造及其底层技术——物联网——已经准备就绪,现在正是投资的好时机(图2)。只有3%的人将智能制造和物联网视为纯粹的流行语。图2对于有准备的人来说,智能制造本质上是一个平台,融合了连接(使物体连接到互联网的网络)、云(资产可以通信的计算和存储环境)和大数据等技术分析(能够分析数据和提供见解的系统智能)。其理念是使用连接技术(例如工业网络、wifi、M2M等)连接工厂自动化资产(例如生产设备、机器人、RFID等),从而做出前瞻性和准确的业务决策。图3显示了我们智能制造应用的物联网底层技术。图3在我们的实地调查中,我们还询问了智能制造的预期绩效结果,并发现了很高的期望。质量、正常运行时间、库存效率等方面的收益预计将达到两位数百分比(图4)。图4物联网具有引人注目的光环,但对于许多可能性而言,其想象力几乎过于深远。当这一概念应用于特定应用时,尤其是与其他变革性技术相结合时,其潜力就显而易见了。对于制造商来说,物联网在智能制造领域可能带来的影响确实非常大。3.制造业物联网(IoT)研究数据未来两年,76%的制造商将在制造过程中增加智能设备或嵌入式智能的使用。63%的制造商已经或正在计划将物联网技术集成到他们的产品中。58%的制造商表示,提高产品质量是他们通过集成智能设备或嵌入智能所追求的最重要目标。44%的制造商表示,他们利用物联网的最大障碍是他们的公司对物联网如何改善运营和产品的了解有限。这些和许多其他见解来自MPIGroup的物联网研究。该研究基于在2015年8月和2015年9月完成的对350家制造商的访谈,罗克韦尔自动化、QAD和BDO也赞助了该研究。尽管几乎所有企业都对此很感兴趣,但如今只有10%的制造商实施了物联网战略。这项研究的主要收获包括:71%的制造商表示物联网将在未来五年内对其业务产生重大影响(24%)或部分影响(47%),但24%的制造商仍未全面了解物联网联网。虽然大多数制造商都认识到物联网的价值,但在如何最好地规划和利用这些技术方面存在重大知识差距。76%的制造商将在未来两年内增加智能设备或嵌入式智能在其制造过程中的使用。66%的人将增加对非生产物联网应用程序的使用。制造商将运输、仓储和文件管理视为提高运营准确性和绩效的绝佳机会。下表分析了代表充分利用物联网的最佳机会的流程。据制造商称,使用物联网技术的现有产品(28%)代表着最大的机会。为其他制造商的产品(10%)和其他制造商的设备(9%)提供物联网技术是当今制造商最有吸引力的三大机会。下表根据调查数据比较了产品类别的机会排名。提高客户满意度(76%)、提高生产率(75%)和提高产品质量(72%)是制造商期望影响盈利能力的最大改进。物联网战略有望做出重大贡献的其他领域包括速度和准时交付(59%)、机器可靠性和正常运行时间(59%)以及产品和服务创新(54%)。该研究还发现,制造商正专注于改善成本控制和降低(53%)、安全(41%)和实现可持续发展目标(16%)。目前只有10%的制造商拥有能够进行机器对机器通信的网络。41%的人预计需要对其网络进行一些升级,32%的人表示需要进行重大升级以实现机器对机器的集成。18%,即近五分之一的人需要对其系统进行大修。下表比较了制造商的机器对机器和机器对企业的通信能力。大多数制造商计划在其产品中嵌入智能设备,新产品带来的收入增长和市场份额(均为39%)是最具革命性的目标。其他目标包括获取有关该领域产品或服务的数据(34%)、提高每件产品的利润率(34%)、提高品牌和市场知名度(27%)以及进入新市场/行业(26%)。58%的制造商表示,提高产品质量是他们通过集成智能设备或嵌入智能所追求的最重要目标。制造商通过采用物联网技术追求的前五个目标是提高运营绩效和速度(57%)、降低制造成本(57%)、改善制造设备维护和正常运行时间(47%)以及改进业务分析信息(42%).认识到物联网的机会/好处(44%)和可以扩展以处理物联网的网络功能(38%)是当今制造商面临的两个最大挑战。其他挑战包括开发或扩大物联网计划的预算和资源(37%),包括智能设备或嵌入式智能(37%),以及适应现有技术(36%)。1896亿元,约占整个物联网行业的18%。预计到2020年,工业物联网占整个物联网产业的比重将达到25%,超过4500亿元。工业物联网是物联网在能源、物流(包括铁路和车站、机场、港口)、制造(矿业、油气、供应链、机械制造)等领域的应用,都将有重要的应用。笔者有幸采访到全球物联网专家RogerDa,Roger先生曾服务于全球顶级物联网应用公司ZZebraTechnologyCo.,Ltd.和华为技术有限公司,并帮助波音公司在美国和加拿大的庞巴迪领导物联网解决方案的部署。他还作为**建筑师帮助昆山市政府建设智慧城市。关于国内的物联网应用,他提到:中国工业物联网的主要问题是缺乏熟悉整体架构和解决方案的复合型人才,以及平台、软件和固件人才非常少。此外,中国的基础设施相对薄弱。许多民营制造业仍然以大作坊的形式运作。物联网和工业4.0的相对完整部署处于基础设施条件非常基础的阶段。此外,在开发和部署整个解决方案方面,资金投入可能也是一个比较明显的问题。罗杰先生表示,整个市场需要培养更多的专家。为企业和政府分享一些技术、应用和实践成果,以及一些国外先进成熟的案例,传授相关知识和专业知识,非常重要。是的,此外,政府和行业组织主导更多的高峰论坛,自媒体传播对市场拓展意义重大。政府设立专项资金,建立试点,帮助企业建立模板(DEMO),这些对整个行业都具有重要的积极推动作用。
