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什么是 IIoT？

硬件设备是数据驱动型工业智能的重要组成部分

工业物联网 (IIoT) 是指将传感器、机器、仪器和自主设备联网，为工业应用收集实时数据。对于自动化和半自动化工厂制造而言，IIoT 提供了提高生产率、改善效率和降低成本的重要见解。收集到的设备数据可以在云端或边缘计算平台进行分析，有助于用户采取可以直接衡量价值的行动：

  • 优化生产
  • 提高运行效率
  • 重新分配资源
  • 实施预测性维护
  • 降低能耗
  • 提高防错能力
  • 减少停机时间
  • 管理成本

IIoT 是完整技术生态系统的一部分，惠及工厂自动化、装配线、物流、运输、配送以及当今制造领域的其他重要方面。从本质上讲，它属于物联网（IoT）的一部分，指的是用来实现彼此联机通信的物理设备和数字工具，但专门侧重于工业和所能实现的商业优势。

IIoT 网络依赖于线上连接、云服务器和软件，但这些系统的硬件组件也不容忽视。幸运的是，邦纳不仅可以定制 IIoT 自动化系统，还可以升级现有的制造基础设施，全面实施 IIoT。

IIoT 为何重要？

IIoT 是工业 4.0 或第四次工业革命的关键组成部分。这是面向现代制造业的概念，它利用了网络系统和数据分析的能力，助力公司做出以洞察力为导向的战略性业务决策。从本质上讲，IIoT 就是把寻常的工厂变成“智能”工厂。获取的数据可用来加速和扩展现有业务，甚至重新界定业务模式，更好地服务客户和超越竞争对手。这个词还蕴含着某种紧迫性：如果企业在采用 IIoT 技术方面进展太慢，就可能在竞争激烈的全球市场中落伍。

同时，不断收集和解读设备数据的公司则可以获得明显的竞争优势。它可以监控自动化流程的速度，发现生产瓶颈等问题，然后做出相应调整，并对机器性能进行微调，从而消除低效现象，提高吞吐量。利用数据可以更容易地管理原材料数量 - 在供应链中断的情况下，这一点尤为必要，而且运用数据还可以为包装和分销成品找出更具成本效益的物流方式。

集成工业物联网带来的好处有进一步提高先进技术和节省时间等。例如，装有传感器的机器人可以收集自身和周围环境的信息，然后传输这些数据。此外，还可以联机跟踪库存清单中的工具或零件，减少操作员为找寻这些工具或零件通常花费的时间。1

 

西班牙跨国电力公司 Iberdrola 指出：“根据牛津经济研究院（Oxford Economics）的数据，工业物联网（IIoT）可能影响占 G20 国家国内生产总值 62% 的行业。IIoT 在工业领域的应用，有望极大推动未来十年的生产力和创新。”2 当然，世界各地的公司都在认真对待 IIoT 技术，并投入巨资加以实施。2019 年，制造、运输和能源应用领域的全球投资超过 3000 亿美元，预计到 2025 年将翻番。3

下载指南

下载 PDF 格式的《IIoT 影响运营的 3 种方式》，了解 IIoT 工具利用数据影响制造业务的三种主要方式。

  • 让所有需要获取数据的人员都能获取设备数据
  • 利用预测性维护准确找出可靠性方面的问题并消除停机时间
  • 跟踪吞吐量指标，优化生产率并提高盈利能力
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利用 IIoT 实现更智能的机器维护

采用 IIoT 技术的另一个令人信服的理由是，它使公司能够超越传统的定期预防性维护，转而实施知情的预测性维护 。通过安装机器传感器来监测包括振动和温度在内的各种因素，工厂操作人员可以捕捉到关键设备（如电机）可能即将出现烧毁或故障的迹象。如果发生故障的时机不当，可能会对生产时间和预期收入造成灾难性的损失。利用传感器数据可以识别出需要立即维护的部件，这是极有价值的见解，因为它让公司有机会在这些部件出现故障之前安排维修或更换。

预测性维护的财务影响可以量化。麦肯锡全球研究所报告如下：

 

据我们估计，预测性维护可将工厂设备的维护成本降低 10% 至 40%。...此外，利用 IoT 进行更好的预测性维护可以将设备停机时间减少多达 50%，并通过延长机械的使用寿命将设备资本投资减少 3%至 5%。4

可以采集哪些工厂数据？

传感器如今在制造自动化领域无处不在，很难想象有哪家工厂没有安装传感器。大多数工厂都使用多种不同类型的传感器来计算产品数量、为自动化流程中的步骤计时或确保最佳生产条件，但就其本质而言，传感器所传输的电子信号可以收集起来，以供进行深入的数据分析。即使是传感器发出的基本二进制脉冲，也是一种潜在的数据源，可以通过监控来简化操作。用户可以捕捉和记录光电光束中断的频率（例如被传送带上的产品中断），从而计算出运行速度，然后加以调整，最大限度提高生产率，这些也是更大生产流程的一部分。

传感器可以捕捉的数据种类几乎不受限制。它们可以记录数量、体积、距离、重量、尺寸、形状、颜色、定位、温度、热活动、振动、反射率、曲率、表面变化、材料成分、对声波的反应、与物理障碍物的接近程度、视听信息、纹理模式、程序序列中的步骤以及几乎任何其他信息。传感器可以观测到的任何值都可以成为数据点，任何数据点都可以随时间的推移进行测量。

因此，IIoT 的整个理念是“大数据”分析趋势的一部分，可以用来制定以洞察力为导向的业务决策。简而言之，制造商从所安装的传感器中收集的数据越多，对自身系统的能力就越了解。他们可以利用这些“实用”数据来完善任何生产级别的流程。改进的这些方面可以带来更精益、更高效的结果，从而在履行方面比竞争对手更具优势。

关于实施 IIoT 成本的事实与误区

虽然优化生产以采用 IIoT 任务重大，需要明确的方向和整个组织的支持，但它并不像人们最初以为的那样成本高昂。

麦肯锡指出了企业领导者对工业物联网的一些常见误解。5 其中包括认为工业物联网只不过是一个在线仪表板，以及认为工业物联网需要“绿地”场地的观点。首先，IIoT 应用需要某种联机能力来捕获和呈现工业数据，同时也需要硬件，包括传感器和控制器连接。其次，计划在新建厂址中纳入 IIoT 功能固然是个好主意，但在现有（“棕地”）厂址中实施 IIoT 不仅是可能的，而且也负担得起。

事实上，Banner 的Snap Signal 产品线可以将 IIoT 数据收集功能添加到任何品牌的现有工厂现有设备 中。从本质上讲，IIoT 可以作为覆盖网络来实施，利用 T 型接口、分路电缆和转换器来捕捉来自现有传感器基础设施的信号。

IIoT 离不开硬件

在讨论 IIoT 和工业 4.0 的巨大潜力时，经常会提到软件、云计算和人工智能，但 IIoT 硬件的细节却经常被忽视。这一点令人遗憾，因为硬件技术是 IIoT 系统的关键要素，而工业自动化硬件的发展本身就具有革命意义。 

要实现 IIoT 的优势，需要在工作现场直接安装硬件设备，例如用于监控工厂机器的传感器。这些传感器需要连接到中央控制器，以整合所有需要监控的机器信号。最后，制造商需要界面或在线平台来查看和解读收集到的数据。

五十多年来，邦纳一直是领先的工业技术供应商，为全球制造商提供创新的传感器、照明、安全设备和网络设备。我们同样致力于为企业提供最先进的 IIoT 智能工厂解决方案。

开始实施 IIoT

制造商如何实施 IIoT 工业自动化？ 这个简单明了的过程确实需要进行一些周密规划，但邦纳的专家随时准备帮助客户确定在未来或当前的生产设施中安装传感器、集线器和控制器的位置和方式。

Snap Signal 系列产品能帮助用户分离所安装的传感器的输出，复制信号并通过行业标准 M12 电缆进行传输。它是一种无关品牌的“覆盖”网络，可与制造商现有的传感器和设备集成，轻松转换信号格式。由于采用模块化设计，因此能够从小规模开始，并随着工厂运营的扩大和发展而不断扩展。安装控制器（如邦纳 DXMR90）后，就可以将多个传感器（可能是整个工厂所有受监控机器的传感器）同时运行的分支信号结合起来，并将这些信号转换为以太网数据。

所有这些工厂信息都可以在 HMI 或工业 PC 的屏幕上进行监控，但用户也可以通过联机的计算机软件（包括邦纳高度定制的 Cloud Data Services 或 Amazon AWS 等云平台）更详细地了解这些信息。使用蜂窝连接或 DXM1200 无线控制器等边缘设备，甚至可以通过远距离以无线方式安全地将数据发送到云端。

可以直接使用的 IIoT 产品

邦纳已经在为全球各地的制造商提供最先进的 IIoT 解决方案。我们的产品库不断扩大，其中包括多种设备，可轻松组合并融入任何工业环境。 

总结

IIoT 和工业 4.0 代表着制造业的重大转变，而那些迟迟不与时俱进的工厂很可能会在未来面临重大的竞争挑战。幸运的是，调整制造过程以收集富于见解的机器数据并不一定是一件非常困难或成本过高的事情。

无论您是对现有设施进行改造，还是从头开始设计新的工厂流程，邦纳都能为您提供支持。我们将继续开发设备解决方案，帮助您将传统的生产运营转变为更精益、更高效的 IIoT 智能工厂。这一切可以采用可扩展、敏捷而且实用的方法进行。

常见问题

工业 4.0 也被称为“第四次工业革命”，代表着二十一世纪制造业和其他工业领域向网络互联和“智能”自动化技术的发展。2011 年，德国提出了“工业 4.0”一词，是对前几次工业革命的进一步发展：

第一次工业革命是指从手工劳动向使用蒸汽和水力的机器劳动的过渡，发生在 18 世纪末和 19 世纪初。

第二次工业革命发生在 19 世纪末到 20 世纪初，当时商业运营利用了电力和广泛的铁路和电报线路。

第三次工业革命又称“数字革命”，涉及在 20 世纪下半叶用计算机硬件和软件取代传统的机械和模拟电子工艺。

第四次工业革命代表着又一次飞跃，使用了物联网、工业物联网、云计算、机器学习、人工智能和相关技术。

IIoT 平台的一个例子是邦纳的Snap Signal 产品系列。作为一种覆盖解决方案，Snap Signal 产品包括各种适配器、滤波器和转换器，用来将现有传感器连接到集中化的集线器和控制器，然后与 PLC、HMI 或在线云仪表板传输实时工厂数据。Snap Signal 轻松实现 IIoT。

采用 IIoT 技术的制造商能够实时收集、管理和响应整个工厂的传感器数据。他们可以看到哪里出现了瓶颈或减速，并对这些区域进行必要的调整，以提高整体吞吐量。IIoT 还能帮助工厂从静态生产线转变为制造“单元”，足够灵活地提供大规模定制。在工厂运营的每个阶段通过传感器自动收集数据，有助于减少和防止人为错误和产品缺陷，节省退货或召回的时间和成本。

MPI 集团开展的 2020 年研究指出，在运营当中实施工业 4.0 的制造业领导者，大多数称取得了积极显著的成果。他们共同认为，IIoT 已经或将会： 

  1. 提高生产力 (88%)
  2. 提高盈利能力 (74%)
  3. 提升产品质量 (48%)
  4. 提高客户满意度 (43%)
  5. 提高机器可靠性/运行时间 (42%)
  6. 提高工作人员的安全性 (41%)6

智能工厂 是一种能捕捉自动化流程数据，并将这些信息发送给操作员进行分析和洞察决策的制造设施。就像智能手机通过蜂窝网络和 WiFi 不断收发遥测数据一样，智能工厂只要是联机，就会不断传输机器数据。与纯粹依赖机械和数字技术的传统工厂相比，利用这种互联性的工厂可以提高生产力、灵活性和盈利能力。 

参考资料

  1. Andy Chang，“有关 IIoT 的问答”。IndustryWeek，2019 年 5 月 14 日https://www.industryweek.com/technology-and-iiot/article/22027595/your-iiot-questions-answered。
  2. “什么是 IIoT？ 探索工业物联网”，Iberdrola。https://www.iberdrola.com/innovation/what-is-iiot。
  3. 同上。
  4. James Manyika 等人，“物联网：描绘炒作之外的价值”，麦肯锡全球研究院，2015 年 6 月 1 日（第 70 页）。 https://www.mckinsey.com/business-functions/mckinsey-digital/our-insights/the-internet-of-things-the-value-of-digitizing-the-physical-world。
  5. Mads Lauritzen 等人，“物联网创造真正的价值 - 前提是企业克服六个误区”，麦肯锡公司，2020 年 6 月 2 日。https://www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/industrial-iot-generates-real-value-if-businesses-overcome-six-myths。
  6. Richard Howells，“工业 4.0 如何提高智能工厂的生产力和盈利能力”，福布斯2020 年 7 月 1 日。https://www.forbes.com/sites/sap/2020/07/01/how-industry-40-boosts-productivity-and-profitability-in-intelligent-factories/?sh=67988fb848ec。

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