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      國外工業制造巨頭都在怎么玩物聯網?
      發布日期:2018-7-9 來源:smartbuildingnt 瀏覽次數:1510

      中央高層在不同場合提倡“中國制造2025”,李總理多次提到從制造大國變成制造強國,制造強國很重要的一環就是“中國智造”,其中物聯網和工業4.0是很關鍵的應用,那么物聯網如何改變制造業?物聯網如何使我們變得更加聰明?國外工業制造和創新巨頭在怎么玩物聯網?歐美發達國家是怎么看待物聯網,他們的整體發展狀況又如何?




      01

      物聯網(IoT)正在改變我們的制造業


      連接到互聯網的工廠比沒有連接的工廠更高效,更智能和更有成本優勢。在一個市場中,企業越來越需要發揮最大的潛力來生存和發展,那些沒有連接性的企業則越來越落后。


      據羅克韋爾自動化公司(Rockwell)市場開發副總裁John Nesi稱,目前只有10%的工業運營正在使用物聯網,該公司將企業與網絡空間連接起來,以改善制造功能。他說:“全球競爭壓力正在挑戰工業和制造公司,低效率的企業將漸漸被淘汰!


      1. 物聯網企業體驗效率提高


      Nesi說到,Rockwell的食品和飲料客戶之一King’s Hawaiian每天能夠額外增加180,000磅面包,在安裝新技術后將其以前的產量增加一倍。


      King’s Hawaiia將11臺連接的機器安裝到一家新工廠中,這些機器與FactoryTalk相連,該軟件讓公司的員工可以遠程訪問歷史數據和實時數據,還可以使用生產儀表板來全面了解整個系統,以便監控性能。


      所有這些軟件和硬件都帶來了“更快的上市時間(faster time to market),更好的資產利用率和優化,更低的總體成本( lowertotal cost of ownership),更高的勞動效率,企業風險管理和更智能的支出 (smarter expenditures)”,Nesi說。




      新系統降低了維護成本和停機時間,增加了更多數據的能力。反過來,Nesi說:“這使他們能夠匯總數據并呈現在可訪問的儀表板上,使管理人員可以監控整個企業的操作和KPI!


      由于Kings Hawaiians等系統連接到互聯網,因此可以通過遠程操作中心進行控制和管理。這使得全球公司可以在世界各地建立工廠并實時監控它們。


      另一家獲得連接系統(IOT,物聯網)優勢的公司是通用電氣公司(General Electric)。在紐約州Schenectady的Durathon電池工廠,物聯網全天候幫助該公司收集過程的數據。通過裝配線上的10,000個傳感器和每個電池中的傳感器,管理人員可以即時了解生產狀況。他們能夠與其他部門的同事分享這些信息和數據。


      根據OReilly公司David Stephenson的說法,通用電氣公司和類似制造商的技術開創了前所未有的創新。 “物聯網有望消除有關工廠車間實時狀況的大量信息差距,全面優化生產并消除浪費,”他說。


      2. 減少工作場所的安全隱患


      專注于企業技術解決方案的Sine-Wave創建了一個定制的物聯網計劃,從而提高了礦山的安全性和通信能力。根據他們的網站,他們設計了一個基于瀏覽器的應用程序,允許用戶與礦山中的工人,操作員和機器進行通信,以及“查看地下所有活動的實時視圖,包括采礦作業”。通過實時了解地下礦井正在發生的事情,用戶可以避免安全隱患并快速響應緊急情況。


      3. 網絡安全風險


      SANS研究所的Michael Assante說,當制造商在他們的工廠使用物聯網時,他們應該權衡風險。在連接之前,安全團隊應該有信心“了解暴露的協議,接口/配置,系統軟件,固件和身份驗證控制!


      隨著時間的推移,這些安全預防措施將變得越來越重要。 “預計未來五年內連接終端的數量將接近500億,”Nesi說。 “隨著時間的推移,制造業的每個終端 - 無論是傳感器,閥門,儀器還是機器 - 都將為更大的信息系統提供智能!


      02

      物聯網將使制造變得更加智能化


      全球制造業正處于革命的風口浪尖。正如我們在工廠和企業軟件的早期版本中看到的那樣,新的信息技術突然間不僅提供了使制造管理更有效的工作,而且工作本身更加智能化;谖锫摼W的技術有可能從根本上提高制造的可視性,使生產過程的每一步都能“看到”每個生產單位。批次級可見性正在被單位級可見性所取代。這是智能制造的曙光。


      轉變是巨大的。 SCM World最近對智能制造和物聯網進行的實地調查發現,盡管今天五分之一的人承認他們的工廠業務完全“脫網“,但五年后這一數字將降至接近于零。事實上,根據SCM World的可見性成熟度模型(圖1),接受調查的所有制造業高管中有一半人希望在本單位層面的供應鏈中具有可見性。只有10%的人預測他們仍然僅限于單一的工廠級別的了解和控制。




      智能制造關乎創造一個環境,從工廠和供應鏈的所有可用信息被實時捕獲,變得可見并轉化為可操作。智能制造包括業務的各個方面,模糊了工廠運營,供應鏈,產品設計和需求管理之間的界限。智能制造能夠對資產,流程,資源和產品進行虛擬跟蹤,為企業提供充分的可見性,從而支持簡化業務流程并優化供需。


      實質上,智能制造是一個決策環境。非常重要的是,智能制造包括主動和自主分析功能,使智能制造成為一個智能且自我修復的環境。智能制造企業可以通過智能和自動化的行動來預測性地滿足業務需求,而這些行動是由物理世界以前難以獲得的驅動。智能制造將企業轉變為積極主動的自主組織,能夠預測和修復潛在的破壞性問題,發展運營并為客戶帶來愉悅,同時增加盈利。


      包括Bosch, Cisco, FCA (Fiat Chrysler Automobiles), GE, General Mills,Harley-Davidson 和Siemens等在內的許多全球領先制造商都是其工廠中智能制造(或工業4.0)的早期采用者。 有趣的例子包括:


      西門子。在德國安貝格的西門子電子制造工廠,機器和電腦自主處理75%的價值鏈,從生產線的一端到另一端,約有1000臺自動化控制器正在運行。正在生產的零件通過產品代碼與機器進行通信,產品代碼告訴機器他們的生產要求以及下一步需要采取的步驟。所有流程都針對IT控制進行了優化,從而實現最低的故障率。員工主要負責監督生產和技術資產,包括處理突發事件。


      通用電氣GE。在GE的Durathon電池工廠,10,000多個傳感器實時測量溫度,濕度,氣壓和機器運行數據。這不僅提供了實時監控生產和調整過程的機會,而且還可以追溯電池性能,回溯到特定批次的粉末以及過程中的每一步。


      哈雷戴維森。 Harley-Davidson在賓夕法尼亞州約克的主要生產設施和生產車間中的每個資產都是連接的,生產中的每一步都被跟蹤并納入到實時績效管理系統中。


      思科。 為了更好地協調其全球外包生產工廠網絡,思科開發了一個“虛擬”制造執行系統平臺(VMES),該平臺提供生產操作的實時可見性。該系統利用諸如云,大數據分析和物聯網等技術連接并收集生產機器的實時信息,從而在完全外包的制造環境中實現預測質量功能。


      智能制造需要使用健康的技術來確保機器協同工作,實時顯示物料流動,工程師團隊協調整個流程。物聯網是使這成為可能的技術環境。 在工廠車間應用中,物聯網可以創建一個網絡,從生產設備到生產零件,從傳感器嵌入式自動化控制到能量計,從卡車到倉庫的智能貨架,連接各種制造資產。


      通過物聯網,制造商可以為每個物理資產提供數字身份,使他們能夠在整個供應鏈中實時了解這些資產的確切位置和狀況。


      正確的投資時機


      世界各地的制造商現在都有信心。大約40%的受訪者認為,智能制造及其基礎技術 - 物聯網已經準備就緒,現在是投資的正確時機(圖2)。 只有3%的人將智能制造和物聯網視為純粹的流行語。





      對于準備就緒的人來說,智能制造本質上是一個集成了多種技術的平臺,例如連接技術(使物體能夠連接到互聯網的網絡),云(資產可以通信的計算和存儲環境)以及大數據分析(能夠分析數據并提供洞察力的系統智能)。


      這個想法是使用連接技術(例如,工業網絡,wifi,M2M等)將工廠自動化資產(例如生產設備,機器人,RFID等)與終端用戶應用程序(例如MES,PLM, ERP等)以及移動設備進行更加積極準確的業務決策。 圖3顯示了我們智能制造應用的物聯網基礎技術。




      在我們的實地調查中,我們也詢問了智能制造業的預期業績結果,并發現了很高的期望。質量,正常運行時間,庫存效率等方面的收益預計將達到兩位數的百分比(圖4)。




      物聯網有一個引人注目的光環,但是對于許多可能性來說,想象力幾乎是太深遠了。當這個概念應用于特定的應用時,特別是當與其他變革性技術結合在一起時,其潛力就變得清晰了。 對于制造商來說,IoT在智能制造領域的可能影響確實非常大。


      03

      物聯網(IoT)在制造業調研數據


      在未來兩年內,76%的制造商將在制造過程中增加對智能設備或嵌入式智能的使用。


      63%的制造商已經或正在計劃將物聯網技術集成到他們的產品中。


      58%的制造商表示,提高產品質量是他們通過整合智能設備或嵌入智能追求的最重要目標。


      44%的制造商表示,他們利用物聯網的最大障礙是他們公司對物聯網如何改進運營和產品的知識有限。


      這些和其他許多見解都來自MPI集團的物聯網研究。 該研究基于2015年8月和9月與羅克韋爾自動化,QAD完成的350家制造商的采訪,并且BDO也贊助該研究。盡管幾乎每家企業的興趣都很高,但今天只有10%的制造商實施了物聯網戰略。


      這個研究的主要內容包括:


      71%的制造商表示物聯網將在未來五年對他們的業務產生重大影響(24%)或一些影響(47%),但仍有24%的企業沒有全面了解物聯網。 盡管大多數制造商認識到物聯網的價值,但在如何最好地規劃和利用這些技術方面存在重大的知識差距。




      76%的制造商將在未來兩年內將智能設備或嵌入式智能的使用增加到制造工藝中。 66%將增加對非生產物聯網應用。制造商認為運輸,倉儲和文件管理是提高運營準確性和性能的最佳機會。 下表提供了代表充分利用IoT的最佳機會的流程分析。




      根據制造商的說法,使用物聯網技術的現有產品(28%)是最好的機會。 為其他制造商的產品(10%)和其他制造商的設備(9%)提供物聯網技術是制造商目前最有吸引力的三大機會。 下表根據調查數據比較了產品類別的機會排名。




      提高客戶滿意度(76%),提高生產率(75%)和提高產品質量(72%)是制造商預期會影響盈利能力的最大改進。 預計物聯網戰略需要做出實質性貢獻的其他領域包括速度和準時交貨(59%),機器可靠性和正常運行時間(59%),產品和服務創新(54%)。 該研究還發現制造商正在著重于改進成本控制和降低(53%),安全(41%)和實現可持續發展目標(16%)。




      目前只有10%的制造商擁有能夠進行機器對機器通信的網絡。 41%預計將需要對其網絡進行一些升級,32%表示需要進行重大升級才能實現機器對機器的集成。 18%,或接近五分之一,他們的系統將需要進行大修。 下表比較了制造商的機器對機器和機器對企業的通信能力。




      大多數制造商計劃在其產品中嵌入智能設備,新產品和市場份額(均為39%)的收入增加是最具革命性的目標。其他目標包括獲得該領域產品或服務的數據(34%),提高每個產品的利潤率(34%),提高品牌和市場意識(27%)以及進入新市場/部門(26%)。


      58%的制造商表示,提高產品質量是他們通過整合智能設備或嵌入智能追求的最重要目標。通過采用物聯網技術,制造商追求的前五大目標是提高運營績效和速度(57%),降低制造成本(57%),改善制造設備維護和正常運行時間(47%),并改善業務分析信息(42%) 。


      認識了解物聯網(44%)的機會/收益并可擴展以處理物聯網(38%)的網絡功能是當今制造商面臨的兩大挑戰。其他挑戰包括開發或擴展IoT計劃的預算和資源(37%),包含智能設備或嵌入式智能(37%,適應現有技術(36%)。


      04

      中國工業物聯網


      2016年中國工業物聯網產值1896億元,在整體物聯網產業中約為18%。預計到2020年,工業物聯網在整體物聯網產業中的占比將達到25%,突破4500億元。




      工業物聯網即物聯網在工業領域的應用,將在能源、物流(包括鐵路和車站、機場、港口)、制造(采礦、石油和天然氣、供應鏈、機械制造)等領域都要重要應用。




      筆者有幸采訪了全球物聯網專家Roger Da,Roger先生曾經服務于世界頂級物聯網應用企業Z斑馬(Zebra)技術有限公司和華為技術有限公司,曾經幫助美國的波音公司和加拿大龐巴迪公司主導物聯網方案部署,他也曾作為首席架構師經幫助昆山市政府建立智慧城市,對于國內的物聯網應用,他提到:中國工業物聯網的主要問題還是復合型人才比較缺乏,熟悉整體架構和方案,同時熟悉平臺,軟件和固件的人才很少,另外,中國的基礎設施也比較薄弱,很多民營制造業還是大型作坊的方式運作,部署比較完整的物聯網和工業4.0在基礎設施條件都在很基本的階段,另外,在開發部署整個方案方面,資金投入可能也是一個比較明顯的問題。


      Roger先生說到,整個市場,需要更多的專家進行培養,針對企業和政府的一些技術,應用和實際成果和一些海外先進的成熟的案例共享,及其相關的知識和專業的傳授是很重要的,另外,政府,行業組織主導更多的高峰論壇,自媒體傳播都對市場的拓展有很大的意義,政府建立專門的基金,建立試點和幫助企業建立模板(DEMO,都對整個產業有積極的推動作用。


      (來源:物聯網智庫)

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