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工业物联网：智能制造的演进之路

核心内容

工业物联网（IIoT）并非要取代现有的自动化系统，而是通过连接现有系统与企业级系统（如ERP、PLM、SCM、CRM等），实现制造企业的整体优化与更高效的业务控制。IIoT的引入将推动从物理参数控制向整体业务控制的转变，从而提升企业的盈利能力、安全性和可持续性。

主要观点

• 工业物联网是演进而非革命：它不会导致现有系统被完全淘汰，而是通过升级和再利用现有资源来实现改进。
• 信息孤岛的消除：IIoT将打破企业内部系统间的壁垒，使数据在不同层级间无缝流动，实现更全面的业务洞察。
• 智能企业控制：通过融合实时控制与企业系统，IIoT将提升企业的灵活性与市场响应能力，同时增强网络安全和创新力。
• 资产性能管理：借助无线传感器、云技术和大数据分析，资产性能管理将实现从被动维护向预测性维护的转变，从而提升设备效率和寿命。
• 增强型操作者：新一代操作者将依赖移动设备、增强现实和数据分析来提高效率，工厂将向以人为中心的模式转变。
• 信息驱动型架构：IIoT推动自动化架构向扁平化、信息驱动的方向发展，实时控制层与云企业层的结合成为关键。
• “简单的复杂”模式：通过简化测量、增强分析能力，IIoT将带来一种“简单的复杂”模式，实现客户价值的最大化。
• 智能机器的特征：包括自我意识、即插即用、安全与网络安全、互联互通等，这些特性将使机器更智能、更灵活。
• 技术成熟与市场接受度：IIoT技术已成熟，企业可通过分阶段部署，逐步实现技术与基础设施的融合。

关键信息

1. 智能企业控制

• 实现ERP、PLM、SCM、CRM等系统与生产系统的融合。
• 提供高达26.1%的效率提升。
• 范例包括大规模定制、产品召回控制、预测性维护和基于天气/原材料价格调整生产计划。

2. 资产性能管理

• 无线传感器和云技术降低了部署和维护成本。
• 数据分析和预测性维护将显著提升资产效能。
• 新一代传感器和设备将支持更广泛的部署。

3. 增强型操作者

• 移动设备、增强现实和数据分析将改变操作者的工作方式。
• 新一代操作者更适应数字化工具，将推动工厂向以人为中心的模式发展。
• 操作者可从多个系统中获取信息，实现更全面的生产管理。

4. 标准化与网络安全

• 行业标准（如PackML、IEC62443）是IIoT发展的基础。
• 网络安全是IIoT部署的关键，需确保设备、系统及数据的安全性。
• IEC62443标准系列涵盖产品开发、交付、操作等所有安全要素。

5. 自动化架构演进

• 从传统的集中式控制向分布式控制演进。
• 实时层（雾层/边缘层）与云企业层的结合，实现数据的透明化和高效利用。
• 新架构需具备灵活性，以适应未来的变化和集成需求。

6. 智能机器的特征

• 自我意识：机器可识别设定参数偏差并报告。
• 即插即用：设备需兼容现有系统并易于集成。
• 安全与网络安全：内置安全机制，降低联网风险。
• 互联互通：机器直接连接IP网络，实现数据共享与协同。

7. 测量与数据管理

• 测量是工业物联网的基础，技术发展将使测量设备更小型、更智能、更低成本。
• 数据管理需实现数据的分散处理，以避免数据积压和延迟。
• 通过无线连接和云架构，实现设备间的高效互联。

8. 工业物联网的挑战与机遇

• 需克服标准化、网络安全、技能转型等挑战。
• 技术已成熟，企业可逐步引入IIoT，提升竞争力。
• 互联传感器成本下降、云解决方案普及，为IIoT应用铺平道路。

专家观点

• Eric Farrugia：IIoT将带来“高级传感系统”、边缘网关和智能应用，推动生产流程向“简单的复杂”模式转变。
• Matthew Carrara & Michael Davis：工业物联网将推动测量设备的普及，使数据管理更加高效，提升过程控制和数据利用能力。
• Don Clark & Peter Martin博士：IIoT将推动自动化系统向自然拓扑结构发展，使系统更贴合工业运营需求。
• Rainer Beudert博士：智能机器将提升生产效率、质量、安全和可持续性，成为工业未来的重要组成部分。

结论

工业物联网是智能制造演进的重要推动力，其核心在于连接和融合。虽然其实施复杂，但技术的成熟和成本的下降使得IIoT成为可行的选择。企业需关注标准化、网络安全和技能转型，以确保成功部署。未来，IIoT将使制造企业更加高效、灵活和可持续。