工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的前世今生 | 初探工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

乍聽(tīng)到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)詞，相信很多對(duì)這方面了解不多的人都會(huì)馬上產(chǎn)生以下一連串疑問(wèn)。

• 到底什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)？和我們傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)有什么不同？

• 誰(shuí)最早提出的這個(gè)概念？

• 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以做什么？能帶來(lái)什么經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值？

為了能夠幫助大家解答這些疑問(wèn)， 我們將會(huì)用幾篇文章，由淺入深的給大家講解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的前世今生，而今天的這篇文章將初探工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念和來(lái)源。

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要回答這兩個(gè)問(wèn)題， 不妨我們先來(lái)看看更早出現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，作為參考。

TheInternetis the global system of interconnectedcomputer networksthat use theInternetprotocol suite(TCP/IP) to link devices worldwide. - Wiki

早期的互聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備包括交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，也連接著種類(lèi)繁多的服務(wù)器和數(shù)不盡的計(jì)算機(jī)、終端。最初互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于普通大眾最直接的幫助是讓信息可以瞬間發(fā)送到地球的另一端。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)則是結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動(dòng)通信技術(shù)，使得手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備接入到互聯(lián)網(wǎng)中，從而讓通訊、娛樂(lè)、新聞、理財(cái)?shù)确?wù)可以在移動(dòng)設(shè)備上完成。而當(dāng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)擁有了龐大的使用群體后，個(gè)人數(shù)據(jù)、商業(yè)數(shù)據(jù)交互產(chǎn)生的價(jià)值變得越來(lái)越大。

那工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)呢？連接的是什么？ 以此類(lèi)推， 其實(shí)也不難想象，它連接的是工業(yè)中最重要的幾個(gè)要素：

• 設(shè)備（包括機(jī)器、產(chǎn)線、制程設(shè)備等）

• 人

• 數(shù)據(jù)信息（通過(guò)軟件管理的物料、研發(fā)、銷(xiāo)售、物流等數(shù)據(jù)信息）

我們可以拿移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的功能架構(gòu)來(lái)做一個(gè)比較：

圖：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)vs工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)功能架構(gòu)

從圖中不難看出，兩者都是從設(shè)備終端出發(fā)，在中間層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、管理、分析和保護(hù)，最后在頂層利用這些信息和數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)增值服務(wù)與應(yīng)用。不過(guò)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)不同的是，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上承載的是工業(yè)數(shù)據(jù)，服務(wù)對(duì)象是工業(yè)企業(yè)。通過(guò)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，制造業(yè)企業(yè)可以獲得覆蓋全流程的應(yīng)用服務(wù)，為企業(yè)由自動(dòng)化轉(zhuǎn)向信息化和智能化提供了一個(gè)有力的工具。

如果想要了解更多關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及平臺(tái)的功能架構(gòu)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（AII）發(fā)布的白皮書(shū)給了我們清晰的定義，供大家參考。

1）邊緣層：通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)化和邊緣計(jì)算形成有效的數(shù)據(jù)采集體系，從而將物理空間的隱形數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)空間顯性化。

2）IaaS 層：將基礎(chǔ)的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)資源虛擬化，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施資源池化；

3）工業(yè)PaaS 層：工業(yè)操作系統(tǒng)，向下對(duì)接海量工業(yè)裝備、儀器、產(chǎn)品，向上支撐工業(yè)智能化應(yīng)用的快速開(kāi)發(fā)和部署；

4）工業(yè)APP：以行業(yè)用戶和第三方開(kāi)發(fā)者為主，行業(yè)用戶如富士康、中聯(lián)重科等工業(yè)垂直領(lǐng)域的產(chǎn)商，第三方開(kāi)發(fā)者主要是基于PaaS層做工業(yè)APP的開(kāi)發(fā)工作，通過(guò)調(diào)用和封裝工業(yè)PaaS 平臺(tái)上的開(kāi)放工具，形成面向行業(yè)和場(chǎng)景的應(yīng)用。

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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念最早是由GE（美國(guó)通用電氣）提出來(lái)的， GE是是世界上最大的多元化服務(wù)性公司，擁有多種類(lèi)的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)，從飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、到發(fā)電設(shè)備、照明、塑料等。而正是基于GE龐大的產(chǎn)品體系，強(qiáng)大制造業(yè)的技術(shù)實(shí)力，以及IoT上經(jīng)驗(yàn)，GE于2012年發(fā)布了首份工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)白皮書(shū)，在這份白皮書(shū)中，GE定義了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心要素， 并提出了“the Power of 1 Percent”的概念， 詳細(xì)的闡述了在全球的工業(yè)中節(jié)省百分之一能夠帶來(lái)的潛在價(jià)值。

如下圖所示，在航空業(yè)，如果可以節(jié)省1%的燃油消耗，在15年內(nèi)能夠帶來(lái)300億美金節(jié)省。而在油氣行業(yè)， 在固定資產(chǎn)投入減少1%， 就能帶來(lái)900億美金的價(jià)值。所以GE認(rèn)為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推廣能夠給全球的工業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

圖：The Power of 1 Percent

那么工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)怎么樣才能幫助我們實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)呢？因?yàn)槠邢?，我們先通過(guò)一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及三個(gè)具體例子來(lái)了解一下。

智能設(shè)備管理：過(guò)往工業(yè)界對(duì)于設(shè)備的管理主要采用的是人工定期點(diǎn)檢和保養(yǎng)

就帶來(lái)以下幾個(gè)問(wèn)題：

• 設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)無(wú)法得到監(jiān)控，設(shè)備使用效率無(wú)從管控

• 設(shè)備發(fā)生故障后產(chǎn)生警報(bào)才能發(fā)現(xiàn)，且故障問(wèn)題需要事后工程師結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和設(shè)備狀況來(lái)找到原因，影響設(shè)備使用率

• 無(wú)法預(yù)測(cè)設(shè)備或耗材的故障出現(xiàn)，需要準(zhǔn)備額外備件

• 點(diǎn)檢、定期保養(yǎng)耗費(fèi)大量人力

而這項(xiàng)應(yīng)用主要通過(guò)采集設(shè)備數(shù)據(jù)，對(duì)業(yè)務(wù)邏輯建模，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備實(shí)施監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)等功能。它是目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最基礎(chǔ)也是應(yīng)用最為廣泛的服務(wù)之一。具體例子如下：

例1:

GE在自己生產(chǎn)的每一臺(tái)引擎上安裝大量傳感器，不間斷采集每一次飛行的數(shù)據(jù)，并在飛行過(guò)程中實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳回?cái)?shù)據(jù)中心進(jìn)行分析，據(jù)此，GE數(shù)據(jù)中心能給飛機(jī)引擎提供預(yù)測(cè)性的維護(hù)保養(yǎng)，減少了停機(jī)時(shí)間，經(jīng)濟(jì)性和安全性都得到更好的優(yōu)化。

例2 ：

在2013年，GE使用資產(chǎn)云管家軟件和醫(yī)院展開(kāi)合作。該程序可從遠(yuǎn)端觀察到每一臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷，進(jìn)行遠(yuǎn)程就診調(diào)控和分流，降低高負(fù)荷機(jī)器的運(yùn)行時(shí)間，把等待就診的病患引導(dǎo)至閑置設(shè)備，一方面使設(shè)備利用率得到了提升，避免單臺(tái)機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷工作造成停機(jī)，同時(shí)也減少了病患等待的時(shí)間。

例3：

格創(chuàng)東智通過(guò)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行底層數(shù)據(jù)采集和處理，并匯集到格創(chuàng)東智工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行應(yīng)用分析，在深圳華星構(gòu)建了一套具有實(shí)時(shí)的 IoT 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、顯示，并能對(duì)數(shù)據(jù)建模有效監(jiān)控的系統(tǒng)。實(shí)時(shí)監(jiān)控每個(gè)廠/部/科或者樓層 sensor 工作狀態(tài)、 IoT 數(shù)據(jù)監(jiān)控 alarm。并可對(duì)收集的數(shù)據(jù)分析，找到影響設(shè)備（泵、馬達(dá)等）狀態(tài)等關(guān)鍵因子，提前預(yù)警，預(yù)測(cè)壽命，減少宕機(jī)損失。

當(dāng)然工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用不止于此，通過(guò)IoT、數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等工具，還可以在產(chǎn)品管理、能源優(yōu)化、品質(zhì)優(yōu)化、供應(yīng)鏈協(xié)同優(yōu)化等方面為生產(chǎn)制造帶來(lái)巨大的改善，在后續(xù)的文章中會(huì)給大家一一介紹，敬請(qǐng)關(guān)注格物匯，也歡迎大家和我們一起探討工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

參考資料：

1. 《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)白皮書(shū)（2017年）》by 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

2. 《Industrial Internet：Pushing the boundary ofMinds and Machines》 by GE

本文作者

李楠，格創(chuàng)東智科技有限公司，資深解決方案架構(gòu)師

郵箱：nelson.li@getech.cn