如何理解目前的工業物聯網？

工業物聯網將從五大方面影響制造業

隨著新一代信息技術的快速發展，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，特別是制造業，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“工業互聯網”的概念，并推出了Predix平臺，且面向所能工業互聯網企業開放。Predix的四大核心功能是鏈接資產的安全監控，工業數據管理，工業數據分析，云技術應用和移動性。通用電氣指出，通過大數據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。

物聯網技術將給制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么，下面列出了物聯網對制造業影響的主要五大方面體現：

1、預測性維護

在過去，工廠生產設備的運營管理通常采用定期維護的方式進行。按預定計劃每年定期中斷生產設備，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，通過工業物聯網技術企業可以做預測性維護。設備處于實時監控的環境下，公司可以在設備需要維護的時候進行維護，而不是在任意時間進行維護。

2、可視化供應鏈

未來制造業中供應鏈的可視化是必不可少的，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。

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

例如，食品制造商可以通過傳感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、設備效率分析

當需要對生產線上各設備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，制造商可以使用工業物聯網技術收集和分析來自多個設備的數據，他們可以為更好了解設備的工作狀況，并為提升生產效率、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信。這使得更多的自動化解決方案采用了成群結隊方式，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通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數據，利用物聯網能解決安全問題。例如，通過跟蹤導致停工的安全事件，公司可能能夠識別趨勢并采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、通用電子的工業互聯網與工業物聯網、Gartner的數字企業、德國工業4.0、中國制造2025、其實講的都是同一件事：互聯網滲透到社會每一環節的地球生態體系，而這個生態體系將于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 通過Windows Embedded和 Microsoft SQL Server，將259個車間機器人和60，000個其他設備與高效的后端監控系統及上級數據處理系統聯成一體，由此誕生了“物聯網盒子”。在此基礎上，KUKA還進一步推出了IIoT工業云平臺KUKA Connect，用戶可以在任何時間任何地點查看和分析工業機器人的運行狀態。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存儲和分析自己的數據，就能帶來意想不到的好處，這樣機器人就能夠 “聰明”的與其它連接設備溝通數據。在成立125周年慶祝活動中，ABB公司進一步公布了“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智能云系統、B2B工程能力相結合，再加上ABB在全球安裝的7，000多萬臺互聯設備以及70，000多個正在運行的控制系統，ABB與微軟將聯手打造世界上最大的IIoT工業云平臺之一。

發那科FANUC最新設立了Fanuc Intelligent Edge Link and Drive(FIELD)平臺，并采用NVIDIA人工智能系統。FIELD能實現自動化系統中的機床、機器人、周邊設備及傳感器的連接并可提供先進的數據分析，提高生產過程中的生產質量、效率、靈活度以及設備的可靠性——從而提高設備綜合效率(OEE)并促進生產利潤的提升。

該系統還可透過人工智能來提升機器人的生產力，并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、深度學習軟件，使得AI人工智能能夠運用在云端、數據中心及嵌入式設備當中。

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，從過去只專注硬件，變為積極布局軟件層面，以工業物聯網技術為代表，逐步實現設備互聯和工廠互聯，并最終實現“智慧工廠”的設想。

反觀國內廠商，目前還位于普及工業機器人階段。究其原因，主要在于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，因此還無力布局工業物聯網。

根據《中國工業4.0進程報告》的技術實現路線圖看，數字化、互聯化和物聯化是第一步，大集成是第二步，之后才是智能化。而在工業4.0最為關鍵的大數據、數字化、物聯網、云制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于初期，相較于歐美發達國家，我國在RFID、機器視覺、傳感器等物聯技術和設備產業上的發展還較為落后，一定程度上也制約了工業物聯網的布局。

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，具有自主知識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，我國工業機器人生產能力較國外成熟國家還有很大的差距，不過這種差距隨著我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。通過工業轉型升級、中央基建投資等現有資金渠道支持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)支持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。加大支持力度，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，支持機器人成果轉化;加快制定智能機器人標準體系和人機交互安全規則。

從企業層面來說，應該率先增強自身的實力，通過對上中下游的全產業布局，有效降低成本，提升營收。在此基礎之上，通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，信息化和生產應該齊頭并進，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：工業網關應用與方向

雖然說傳感器是物聯網最底層的感知設備，一些人想到數據采集往往先想到傳感器廠家。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數據，這些數據和設備的故障、狀態、工藝參數、能耗參數等都息息相關。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、修改工藝參數等)。所以，控制器的連接是在業務端首要考慮的問題。而傳感器更多的是在控制器端的數據緯度不夠，或者一些新應用新設備或者沒有控制器的設備(要么非常老，要么偏機械設備)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網關產品趨勢的看法。

前面已經講到，工業網關的職責是采集數據，同時因為工業云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軟件，把本地的設備做采集，存到相應的數據庫中。然后IT系統利用數據庫對接采集數據。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，工業網關(盒子)獲得了更多的市場。

傳統SCADA的市場會逐漸放緩，在數據庫和數據展示這一層，IT系統具備組態更強大的能力(高并發，分布式存儲，H5技術，3D等)，在協議層，由更具備彈性的工業網關替代。

一般來說，工業網關需要具備以下能力：

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;總線協議：CAN、PROFIBUS等;工業無線協議：WirelessHart、433等)，目前的網關以通訊協議為主，只有少部分廠家會考慮對下的總線協議以及無線協議，同時傳統的總線協議轉換也叫工業網關，網關分不清楚。

2、具備對上(IT系統)的協議對接能力，對上的通訊能力(以太網，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、具備數據緩存，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網關，另一方面，工業現場應用非常復雜，目前數據接入的成本又非常的高，往往造成業主想要上信息化系統的時候，接入成本就占到1半以上的費用。所以，網關廠家會根據市場大小去布局相應的產品層次。不過，目前不管是國內還是國外的網關廠家，都很難覆蓋所有的應用，加上網關廠家對IT系統的對接協議，以及對接方式并不統一。造成現在接入成本仍然居高不下。大大影響了云和大數據的應用。根據我多年的從業經驗，理想的網關應該具備以下幾種產品形態：

目前工業網關集中在第二種類型，也是目前可遇到需求最大的類型。而第一種類型和第三種類型目前市場并不明確，在某些行業已經有非常強烈的需求，但是復制性不如第二種，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，因為目前并不像第二種網關一般以3G，4G為主。理想的狀態是第一種網關以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(目前流程工業傾向于：Wireless Hart、433;離散工業暫時用WIFI替代：效果并不好)

做好這些還不足以成為一個優秀的工業網關企業，目前網關和云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，很多做網關的也在窺視云的市場，一方面由于很多網關企業都是做組態出身，具備一定的軟件開發能力(雖然筆者不認為他們有開發云的能力，不過目前市面上魚龍混雜，是個B/S的軟件就號稱云)，第二方面是目前云端缺乏強有力的企業，也缺乏相應的標準。

2、工業網關作為工業物聯網的主要數據入口，往往在市場初期能夠更多的接觸需求，但是一旦解決數據接入以后，網關將不再重要，因為數據的價值需要云端的數據分享(通過核心關系軟件內部分享與通過產業協作生態鏈分享)與數據挖掘才能夠最后體現。只是采集數據與看到數據的價值非常低。所以也有人經常說，工業物聯網的起點是數據監控，而往往很多人認為數據可以通過B/S的軟件就實現了工業物聯網了。所以，這樣的情況對工業網關廠家來說未來被替代性是非常高的，另外由于和云端缺乏標準的通訊協議，往往網關廠家需要做一些云端的配置工具，這樣就造成每個網關廠家都希望自己開發一套云端中間件，造成目前對接成本與轉換成本居高不下。

所以，從未從事5年以上泛網關的市場人員，希望各大網關廠家多發揮服務化的思維(以客戶為中心)，如果你的網關定位于一個通用市場，那么就為下游做云和大數據的企業多考慮。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。

最后，工業網關(或者泛網關：DTU、路由器和總線網關等)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網關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設備的映翰通業績實現50%以上的增長、研華剛剛耗資1億美元收購美國泛網關供應商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能交通，智能電網等發展。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，工業網關承擔著穩定采集數據，串聯信息化與自動化的橋梁作用。關注工業物聯網大家要先關注工業網關，云和大數據目前市場都相對薄弱。不過毫無疑問的是，未來是他們的，網關有自己的歷史使命。

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