工業物聯網將從五大方面影響製造業

隨著新一代資訊科技的快速發展，物聯網產業也取得了巨大的進步，如今，物聯網正向各個領域滲透，特別是製造業，業內呼聲高漲，大家都相信物聯網技術將帶來巨大的積極性影響。

早些年，美國通用電氣提出了“工業網際網路”的概念，並推出了Predix平臺，且面向所能工業網際網路企業開放。Predix的四大核心功能是連結資產的安全監控，工業資料管理，工業資料分析，雲技術應用和移動性。通用電氣指出，透過大資料分析技術將能創造巨大的經濟價值。緊跟著，西門子公司研發了MindSphere，而菲尼克斯公司的ProfiCloud也應順而生。

物聯網技術將給製造業帶來前所未有的影響，除了提升生產的效率以外，還能創造出更多新的商業機會。越來越多的企業正在參與進來，企業在部署工業物聯網之前需要了解清楚物聯網究竟能帶來什麼，下面列出了物聯網對製造業影響的主要五大方面體現：

1、預測性維護

在過去，工廠生產裝置的運營管理通常採用定期維護的方式進行。按預定計劃每年定期中斷生產裝置，進行機器的維護和檢修。這種維護可以減少意外事件和停機的風險，但也存在一些不足。

不是所有機器都需要在同一時間進行維護，透過工業物聯網技術企業可以做預測性維護。裝置處於實時監控的環境下，公司可以在裝置需要維護的時候進行維護，而不是在任意時間進行維護。

2、視覺化供應鏈

未來製造業中供應鏈的視覺化是必不可少的，也是極具挑戰性的環節。尤其是在某些些領域，如食品，生產成本可能來自各種各樣的供應商，而新的法規會要求完全透明化。

透過工業物聯網，製造商可以實時預見所發生的一切事件，確保產品從原料採購、生產加工到銷售過程都是可控的。

例如，食品製造商可以透過感測器來確定他們的產品是否已經暴露在高度、高壓或其他環境條件下，可能會讓食物變得不安全。提前掌握這些知識可以為企業節省數百萬美元的召回成本。

3、裝置效率分析

當需要對生產線上各裝置的生產效率和產品質量做比較時，在過去是很難作出詳細的回答的。今天，製造商可以使用工業物聯網技術收集和分析來自多個裝置的資料，他們可以為更好了解裝置的工作狀況，併為提升生產效率、質量控制等作出更好的決策，這就是使用工業物聯網的好處。

4、自動化

工業物聯網的本質是讓機器在沒有人干預的情況下彼此通訊。這使得更多的自動化解決方案採用了成群結隊方式，從而提高機器的效率和產品質量，產品更一致的化。

5、安全控制

當你接觸工業物聯網時可能不會想到安全問題，然而，在工廠安全方面可以透過物聯網獲聯很多的幫助。安全一直存在的，只是沒有人真正收集所需的資料，利用物聯網能解決安全問題。例如，透過跟蹤導致停工的安全事件，公司可能能夠識別趨勢並採取措施防止它們發生。

【深度】從全球工業物聯網構建看中國機器人企業的發展

　　不論是IBM的智慧地球、思科的萬物聯網、通用電子的工業網際網路與工業物聯網、Gartner的數字企業、德國工業4.0、中國製造2025、其實講的都是同一件事：網際網路滲透到社會每一環節的地球生態體系，而這個生態體系將於2025年前完備。

來自機器人制造領域的風向

不久前，德國KUKA將汽車生產車間改造成IIoT(工業物聯網，Industrial Internet of Things)工廠，在一條生產線上，每 77 秒鐘就能生產出一臺車身——無論型號版型。

KUKA 透過Windows Embedded和 Microsoft SQL Server，將259個車間機器人和60，000個其他裝置與高效的後端監控系統及上級資料處理系統聯成一體，由此誕生了“物聯網盒子”。在此基礎上，KUKA還進一步推出了IIoT工業雲平臺KUKA Connect，使用者可以在任何時間任何地點檢視和分析工業機器人的執行狀態。Connect平臺同時提供第三方合作伙伴的工業APP，創造圍繞KUKA機器人的工業生態。

而ABB此前也曾向業界闡釋其對工業4.0的獨到見解，即“物聯網(IoT)”、“務聯網(IoS)”、“人(People)”三者融匯統一組成的“物、服務與人互聯(IoTSP)”。

ABB認為，如果每個機器人都能儲存和分析自己的資料，就能帶來意想不到的好處，這樣機器人就能夠 “聰明”的與其它連線裝置溝通資料。在成立125週年慶祝活動中，ABB公司進一步公佈了“ABB Ability”數字化解決方案，據介紹，ABB在眾多行業的技術專長和經驗，將與微軟的Azure智慧雲系統、B2B工程能力相結合，再加上ABB在全球安裝的7，000多萬臺互聯裝置以及70，000多個正在執行的控制系統，ABB與微軟將聯手打造世界上最大的IIoT工業雲平臺之一。

發那科FANUC最新設立了Fanuc Intelligent Edge Link and Drive(FIELD)平臺，並採用NVIDIA人工智慧系統。FIELD能實現自動化系統中的機床、機器人、周邊裝置及感測器的連線並可提供先進的資料分析，提高生產過程中的生產質量、效率、靈活度以及裝置的可靠性——從而提高裝置綜合效率(OEE)並促進生產利潤的提升。

該系統還可透過人工智慧來提升機器人的生產力，並且為全球自動化工廠機器人帶來自主學習功能。而FANUC將透過一系列 NVIDIA 設計生產的GPU、深度學習軟體，使得AI人工智慧能夠運用在雲端、資料中心及嵌入式裝置當中。

中國機器人企業啟示

不難看出，世界知名的機器人生產廠商為應對工業4.0時代的來臨，已開始進行相應調整，從過去只專注硬體，變為積極佈局軟體層面，以工業物聯網技術為代表，逐步實現裝置互聯和工廠互聯，並最終實現“智慧工廠”的設想。

反觀國內廠商，目前還位於普及工業機器人階段。究其原因，主要在於歐美國家基本已經實現工業3.0，而如今中國因為各領域、各行業自動化發展的現狀不一樣，正在進行由傳統制造業向工業2.0與工業3.0的過渡，而這個局面可能會在未來的很長一段時間內繼續，因此還無力佈局工業物聯網。

根據《中國工業4.0程序報告》的技術實現路線圖看，數字化、互聯化和物聯化是第一步，大整合是第二步，之後才是智慧化。而在工業4.0最為關鍵的大資料、數字化、物聯網、雲製造等方面投入的企業相對較少，據報告統計，相應的比例分別只有7.04%、6.34%、6.10%和5.87%，此外，國內RFID、機器視覺等物聯技術發展處於初期，相較於歐美髮達國家，中國在RFID、機器視覺、感測器等物聯技術和裝置產業上的發展還較為落後，一定程度上也制約了工業物聯網的佈局。

目前國內除了少數以組裝為主的中日合資的機器人公司外，具有自主智慧財產權的工業機器人尚停留在高校或科研單位組織的零星生產，未能形成氣候。因此，中國工業機器人生產能力較國外成熟國家還有很大的差距，不過這種差距隨著中國技術的發展正在不斷縮小。因此，在政府層面要加大財政研究投入。透過工業轉型升級、中央基建投資等現有資金渠道支援機器人及其關鍵零部件產業化和推廣應用;利用中央財政科技計劃(專項、基金等)支援符合條件的機器人及其關鍵零部件研發工作等。此外，還要加快制定技術條例。加大支援力度，推進工業機器人核心技術的研發;梳理整合機器人研發成果，支援機器人成果轉化;加快制定智慧機器人標準體系和人機互動安全規則。

從企業層面來說，應該率先增強自身的實力，透過對上中下游的全產業佈局，有效降低成本，提升營收。在此基礎之上，透過加大研發力度和技術攻堅，打破在機器人制造過程中國外先進技術帶來的壁壘，從而為中國機器人制造企業在國際市場帶來足夠的話語權。除此之外，資訊化和生產應該齊頭並進，制約物聯網發展的瓶頸技術也應加速實現突破。

工業物聯網最重要的基礎：工業閘道器應用與方向

雖然說感測器是物聯網最底層的感知裝置，一些人想到資料採集往往先想到感測器廠家。但是，實際上從業務端來講，在工業物聯網的實踐過程中，如何對接控制器才是首要解決的問題。因為控制器中已經有非常多可用的資料，這些資料和裝置的故障、狀態、工藝引數、能耗引數等都息息相關。同時，在一些應用場景下需要下發命令到控制器上(下發配方、啟停、修改工藝引數等)。所以，控制器的連線是在業務端首要考慮的問題。而感測器更多的是在控制器端的資料緯度不夠，或者一些新應用新裝置或者沒有控制器的裝置(要麼非常老，要麼偏機械裝置)才會變為第一考慮要素。

那我們今天就來聊一下工業盒子廠家的分類以及我個人對閘道器產品趨勢的看法。

前面已經講到，工業閘道器的職責是採集資料，同時因為工業雲平臺的需求也承擔了自動化與IT對接的使命。可以說是一個承上啟下的產品。

傳統的做法一般是在自動化系統中利用SCADA軟體，把本地的裝置做採集，存到相應的資料庫中。然後IT系統利用資料庫對接採集資料。這樣做成本不僅很高(特別是針對以裝備為主的裝備運維)，同時效率也低。所以，工業閘道器(盒子)獲得了更多的市場。

傳統SCADA的市場會逐漸放緩，在資料庫和資料展示這一層，IT系統具備組態更強大的能力(高併發，分散式儲存，H5技術，3D等)，在協議層，由更具備彈性的工業閘道器替代。

一般來說，工業閘道器需要具備以下能力：

1、具備對下(自動化系統)協議解析能力(通訊協議：Modbus、PPI、MPI、CNC等;匯流排協議：CAN、PROFIBUS等;工業無線協議：WirelessHart、433等)，目前的閘道器以通訊協議為主，只有少部分廠家會考慮對下的匯流排協議以及無線協議，同時傳統的匯流排協議轉換也叫工業閘道器，閘道器分不清楚。

2、具備對上(IT系統)的協議對接能力，對上的通訊能力(乙太網，WIFI，3G，4G，NB-IOT等)。

3、具備對上和對下私有協議二次開發能力。

4、具備資料快取，本地計算(霧計算/邊緣計算)的能力。

具備這樣的能力才可以說是一個完善的閘道器，另一方面，工業現場應用非常複雜，目前資料接入的成本又非常的高，往往造成業主想要上資訊化系統的時候，接入成本就佔到1半以上的費用。所以，閘道器廠家會根據市場大小去佈局相應的產品層次。不過，目前不管是國內還是國外的閘道器廠家，都很難覆蓋所有的應用，加上閘道器廠家對IT系統的對接協議，以及對接方式並不統一。造成現在接入成本仍然居高不下。大大影響了雲和大資料的應用。根據我多年的從業經驗，理想的閘道器應該具備以下幾種產品形態：

目前工業閘道器集中在第二種型別，也是目前可遇到需求最大的型別。而第一種型別和第三種類型目前市場並不明確，在某些行業已經有非常強烈的需求，但是複製性不如第二種，所以目前較少有人開發。

同時第一種和第三種在選擇無線通訊協議(對上或者對下)的時候都有一定風險，因為目前並不像第二種閘道器一般以3G，4G為主。理想的狀態是第一種閘道器以NB-IOT為對上協議，第三種選擇1-2種適合工業的對下的無線通訊協議(目前流程工業傾向於：Wireless Hart、433;離散工業暫時用WIFI替代：效果並不好)

做好這些還不足以成為一個優秀的工業閘道器企業，目前閘道器和雲端對接仍然成本很高，主要原因我認為有以下幾點：

1、工業物聯網市場很大，很多做閘道器的也在窺視雲的市場，一方面由於很多閘道器企業都是做組態出身，具備一定的軟體開發能力(雖然筆者不認為他們有開發雲的能力，不過目前市面上魚龍混雜，是個B/S的軟體就號稱雲)，第二方面是目前雲端缺乏強有力的企業，也缺乏相應的標準。

2、工業閘道器作為工業物聯網的主要資料入口，往往在市場初期能夠更多的接觸需求，但是一旦解決資料接入以後，閘道器將不再重要，因為資料的價值需要雲端的資料分享(透過核心關係軟體內部分享與透過產業協作生態鏈分享)與資料探勘才能夠最後體現。只是採集資料與看到資料的價值非常低。所以也有人經常說，工業物聯網的起點是資料監控，而往往很多人認為資料可以透過B/S的軟體就實現了工業物聯網了。所以，這樣的情況對工業閘道器廠家來說未來被替代性是非常高的，另外由於和雲端缺乏標準的通訊協議，往往閘道器廠家需要做一些雲端的配置工具，這樣就造成每個閘道器廠家都希望自己開發一套雲端中介軟體，造成目前對接成本與轉換成本居高不下。

所以，從未從事5年以上泛閘道器的市場人員，希望各大閘道器廠家多發揮服務化的思維(以客戶為中心)，如果你的閘道器定位於一個通用市場，那麼就為下游做雲和大資料的企業多考慮。因為通用市場一般以總成本最低為主要戰略手段，所以如何從解決方案的角度進一步降低物聯網系統的成本，是做通用市場的企業必須考慮的。

最後，工業閘道器(或者泛閘道器：DTU、路由器和匯流排閘道器等)的市場直接可以反映目前中國工業物聯網發展水平，同時作為從國內物聯網概念才開始就投身到工業物聯網的我來說，如果要看工業物聯網在國內的發展，我認為當前階段看看國內工業閘道器的發展即可對市場有一定判定。By the way，去年國內做工業路由裝置的映翰通業績實現50%以上的增長、研華剛剛耗資1億美元收購美國泛閘道器供應商B+B。毫無疑問，如果說08年-15年是工業物聯網在國內的探索階段，經過以政府為主導的智慧交通，智慧電網等發展。在15年下半年以來，工業物聯網正在向以企業為主導的市場發展，工業閘道器承擔著穩定採集資料，串聯資訊化與自動化的橋樑作用。關注工業物聯網大家要先關注工業閘道器，雲和大資料目前市場都相對薄弱。不過毫無疑問的是，未來是他們的，閘道器有自己的歷史使命。

相信每個人都聽說過物聯網–智慧熱水器、聯網冰箱、聯網燈泡等等。但是物聯網還有一個子集稱為工業物聯網，它對企業、安全乃至生活的日常影響都相當大。工業物聯網（IIoT）連線了交通運輸、電力和醫療保健等行業中的機器和裝置。

現今，在物聯網的逐漸普及下，物聯網技術應用於工業中，也顯得尤為重要；在工業網路和移動計算持續影響著製造業和工業環境的大環境中，這些技術幫助全球製造商和組織將諸如"互聯工廠"、"工業4.0"和工業物聯網 (IIoT) 的發展設想都將轉變為現實。

廣義上講，工業物聯網（IIoT）是指在交通、能源和工業部門的機械和車輛上應用儀器儀表、連線感測器和其他裝置。類似於互聯工廠和工業 4.0，IIoT 意味著組織可以連線包括舊有裝置在內的多個不同裝置，並讓它們相互之間實現"對話"。透過收集、分析並利用來自新的和遺留裝置的資料，組織能夠提高效率並獲得競爭優勢。

在實踐中，一個 IIoT 系統可能很簡單也可能很複雜，簡單的 IIoT 系統可以是一個智慧洗碗機；複雜的 IIoT 系統則可能像一個全自動的大規模生產線一樣複雜，該生產線可以透過一個巨大的多層網路跟蹤維護、生產、甚至訂購和配送。

針對於此，圖撲物聯的 IoTopo 平臺應運而生。以圖撲的專案案例為大家切實說明什麼是工業物聯網：首先圖撲 Web 組態與傳統上位機監控軟體一樣能與下位機 PLC 控制器實現實時的資料互動；還向客戶提供整更加親和有活力的製作設計造紙生產工藝流程畫面，甚至是使用者需要3D的工藝流程畫面也可以實現；不僅如此，不但集成了報警和報表等傳統的上位機組態軟體功能，還新添加了能耗管理和影片管理等功能，大大的豐富的使用者的不同需求，讓整個造紙工藝流程的每一個細節都能實現在上位機上實時準確的被監控；最後也是最重要的一點，還是一款應用於泛工業物聯網場景的 B/S 模式資料視覺化監控軟體，可幫助企業快速搭建自己專屬的物聯網監控平臺。

也就是說使用起來，執行維護人員和系統工程師可以在任何有網路的地方透過手機、平板電腦和普通ＰＣ機就可以實現對整個造紙工藝生產線的實時監控、維護和緊急維修提供了更加靈活方便的新平臺。

資料視覺化、物聯網技術的應用就顯得尤為重要；與操作員、控制系統和軟體應用的無縫通訊，加之實用的網路選項和支援本地功能與協議，是工業物聯技術實現的首要目標; 這些功能將自動化和遠端管理提高到了新境界，使該設想成為現實。各組織採用專門設計的支援元件將所有設施精密地整合統一網路，實現連線、監測和控制功能，從而極大地提高生產率和運營效率。

圖撲軟體定義 2018 為國內工業網際網路視覺化的元年後，2020年裡我們與各行業客戶進行了更深度合作，拓展了 HT for Web 在更多新領域的應用，圖撲軟體作為在工業視覺化領域的一線重度參與者，依然希望：激發行業和學術工作者對視覺化的深度思考，為推進國內工業網際網路發展出份薄力！

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