現(xiàn)代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的六種運(yùn)營(yíng)方式

　　從建筑業(yè)到采礦業(yè)再到制造業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)為各行業(yè)提供了新的方法來(lái)改進(jìn)其流程，使其更安全、更高效。

　　在過(guò)去的十年中，隨著收集、存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)的技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)據(jù)對(duì)企業(yè)變得越來(lái)越重要和有用。過(guò)去十年中，工業(yè)界最普遍的進(jìn)步之一就是引入了物聯(lián)網(wǎng)（IoT），它已成為第四次工業(yè)革命（也稱為工業(yè)4.0）的核心。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的骨干是建立在低功耗傳感器和互聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備上的，它們可以快速收集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳輸給用戶，從而為日常和長(zhǎng)期決策提供依據(jù)。通過(guò)實(shí)施這些傳感器，行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者可以融合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和運(yùn)營(yíng)技術(shù)，從而大大提高生產(chǎn)率。

　　根據(jù)趨勢(shì)科技美國(guó)公司的一份報(bào)告，“來(lái)自傳感器和其他信息源的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可幫助工業(yè)設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行“決策”，以提供見(jiàn)解和具體行動(dòng)?！薄斑@些數(shù)據(jù)使行業(yè)和企業(yè)能夠發(fā)現(xiàn)例如供應(yīng)鏈中的錯(cuò)誤或效率低下，并立即予以解決，從而推動(dòng)運(yùn)營(yíng)和財(cái)務(wù)的日常效率提高。IIoT的正確集成還可以優(yōu)化資產(chǎn)的使用，預(yù)測(cè)故障點(diǎn)，甚至自動(dòng)觸發(fā)維護(hù)流程。”

　　除傳感器外，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)還覆蓋了廣泛的技術(shù)進(jìn)步，例如人工智能，機(jī)器對(duì)機(jī)器通信和云技術(shù)。

　　專家們一致認(rèn)為，隨著這些技術(shù)的改進(jìn)，對(duì)IIoT的需求將會(huì)上升。預(yù)測(cè)表明，到2023年，全球IIoT市場(chǎng)將達(dá)到7513億美元，其中IIoT軟件的增長(zhǎng)最快。要了解為什么對(duì)IIoT抱有如此高的期望，讓我們看一下一些頂級(jí)行業(yè)將如何受益。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)改善了石油和天然氣的監(jiān)管和自動(dòng)化

　　現(xiàn)代的IIoT解決方案使油氣行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者更容易監(jiān)控硬件故障跡象，并降低生產(chǎn)成本。

　　眾所周知，能源是一個(gè)不穩(wěn)定的工業(yè)部門。由于石油和天然氣的市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)如此頻繁，制造商面臨著不斷改進(jìn)收集和精煉方法的壓力，以在保持生產(chǎn)率的同時(shí)降低成本。此外，石油和天然氣的收集和精煉是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，如果失敗，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

　　行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，如雪佛龍，埃克森美孚和殼牌都與科技公司合作來(lái)改善他們的服務(wù)，從預(yù)測(cè)設(shè)備維修時(shí)間到增加鉆井產(chǎn)量。

　　實(shí)際上，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專家，專欄作家兼軟件公司Allerin的首席執(zhí)行官NaveenJoshi所說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)在很多領(lǐng)域都可以使石油和天然氣行業(yè)受益。這里有一些例子：

　　1）鉆探管理：對(duì)于在海上或深地下鉆探的公司，可能難以監(jiān)控機(jī)器，如果不進(jìn)行精確處理，可能會(huì)造成可怕的后果。使用IoT設(shè)備以及IIoT平臺(tái)，用戶可以進(jìn)行連續(xù)測(cè)量以縮小誤差范圍，并在任何即將發(fā)生的鉆探錯(cuò)誤之前獲得警報(bào)。

　　2）管道監(jiān)測(cè)：從商業(yè)和人道主義的角度來(lái)看，管道泄漏是石油和天然氣行業(yè)的一個(gè)重要問(wèn)題。據(jù)美國(guó)交通部管道和危險(xiǎn)材料安全管理局（PipelineandHazardousMaterialsSafetyAdministration）統(tǒng)計(jì)，過(guò)去10年，管道泄漏已造成近200人死亡，900人受傷和57.5億美元的損失。通過(guò)在管道沿線實(shí)施IIoT傳感器，員工可以密切關(guān)注潛在的故障點(diǎn)，以限制物理危險(xiǎn)，而行業(yè)可以通過(guò)自動(dòng)化該項(xiàng)工作，在持續(xù)的人力檢查上花費(fèi)更少的資源。

　　3）增加長(zhǎng)期收入：石油和天然氣的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，這意味著企業(yè)需要找到削減成本的領(lǐng)域來(lái)維持業(yè)務(wù)。雖然短期的解決方案可以幫助公司保持生機(jī)，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，它們可能是有害的。通過(guò)投資物聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)可以收集短期和長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析來(lái)改變更大范圍的低效率。例如，使用物聯(lián)網(wǎng)傳感器，組織可以監(jiān)控他們?cè)诓煌乩韰^(qū)域的庫(kù)存水平，以改善供應(yīng)鏈管理。聯(lián)網(wǎng)傳感器還可以幫助確定最佳鉆井區(qū)域，預(yù)計(jì)到2025年，埃克森美孚（ExxonMobil）等公司的日產(chǎn)量將增加近5萬(wàn)桶。

　　礦業(yè)公司使用傳感器提高安全性和效率

　　采礦業(yè)中的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)仍處于起步階段，但是，行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者已經(jīng)在使用IIoT創(chuàng)建更安全、更有效的運(yùn)營(yíng)生態(tài)系統(tǒng)。

　　“IIoT機(jī)器可以幫助優(yōu)化材料和設(shè)備流程，提高效率和產(chǎn)量。設(shè)備故障可以預(yù)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控允許復(fù)雜的決策和預(yù)測(cè)性維護(hù)策略，”Mining.Com報(bào)道?！巴ㄟ^(guò)IIoT，可以優(yōu)化鉆孔和爆破，從而改善礦山和物流調(diào)度?！?/p>

　　使用IIoT，公司可以監(jiān)控開(kāi)采過(guò)程所有步驟的效率，包括自動(dòng)化鉆井。據(jù)《工業(yè)周刊》報(bào)道，礦業(yè)公司Goldcorp正在利用IIoT制造人工智能驅(qū)動(dòng)的鉆孔機(jī)，這種機(jī)器可以“探測(cè)材料和邊界，并具有自動(dòng)切割指導(dǎo)系統(tǒng)”。同時(shí)，F(xiàn)ortescueMetalsGroup還配備了一支裝有IIoT傳感器的卡車車隊(duì)，以便在車輛未以最大產(chǎn)能運(yùn)行時(shí)告知監(jiān)管人員并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從而提高了整體收入。

　　這些傳感器還可以提高員工的安全性。在Goldcorp，礦工的頭盔中裝有IIoT傳感器，可以在緊急情況下實(shí)時(shí)更新位置。

　　Mining.Com表示：“工廠設(shè)備和車輛自動(dòng)化程度的提高，在降低成本的同時(shí)提高了安全性，使員工脫離了危險(xiǎn)狀況。”“將IIoT技術(shù)集成到完整的礦場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中可以通過(guò)提高吞吐量和減少支出來(lái)擴(kuò)大投資回報(bào)率。”

　　制造商對(duì)供應(yīng)鏈的監(jiān)管力度加大

　　隨著制造商擴(kuò)展其分銷渠道以適應(yīng)全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)，對(duì)供應(yīng)鏈管理的可見(jiàn)性對(duì)于確?？蛻艏皶r(shí)獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品至關(guān)重要。

　　傳感器還可幫助組織存儲(chǔ)產(chǎn)品的倉(cāng)庫(kù)，以適應(yīng)地理區(qū)域的需求。

　　“通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，可以自動(dòng)監(jiān)視庫(kù)存并將其與某些地區(qū)的客戶需求集成；因此，如果您是某個(gè)地區(qū)的分銷商，那么您將能夠在倉(cāng)庫(kù)中存儲(chǔ)最佳數(shù)量的產(chǎn)品?！盤roductionEngineeringSolutions解釋說(shuō)。

　　通過(guò)IIoT，員工還可以即時(shí)監(jiān)視其運(yùn)營(yíng)的不同組成部分，從而使他們能夠密切關(guān)注其產(chǎn)品從頭到尾的發(fā)展過(guò)程。

　　“由低功耗廣域網(wǎng)（LPWA）網(wǎng)絡(luò)，藍(lán)牙，GPS，射頻識(shí)別（RFID）和其他技術(shù)支持，跟蹤解決方案使制造商能夠?qū)崟r(shí)可視化確切的資產(chǎn)位置，”IOTTimes表示?！爱a(chǎn)品隨附的智能傳感器可以提供有關(guān)運(yùn)輸條件（如溫度，濕度和光線暴露）的精細(xì)數(shù)據(jù)，以在損壞或超出閾值時(shí)發(fā)送警報(bào)。”

　　公用事業(yè)公司使用IIoT創(chuàng)建高效節(jié)能的智能電網(wǎng)

　　軟件解決方案公司MACHFU業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)副總裁JohnGeiger稱，公用事業(yè)公司的監(jiān)控過(guò)程根植于老化的技術(shù)。這導(dǎo)致一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施由傳統(tǒng)和專有系統(tǒng)主導(dǎo)，不太愿意適應(yīng)新的、基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的模式，這種模式不利于向現(xiàn)代分布式能源智能電網(wǎng)過(guò)渡。

　　面向公用事業(yè)的IIoT的引入始于高級(jí)計(jì)量基礎(chǔ)架構(gòu)（AMI），它是一個(gè)復(fù)雜的通信和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，“允許客戶、控制和事件數(shù)據(jù)進(jìn)行雙向通信，”《IoTWorldToday》解釋道。

　　此后，隨著自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，公用事業(yè)中的IIoT世界不斷擴(kuò)展，從而可以更好地控制電壓調(diào)節(jié)和能量分配。

　　使用IIoT，能源公司可以重組其管理系統(tǒng)以適應(yīng)智能電網(wǎng)。來(lái)自戰(zhàn)略位置傳感器的連續(xù)數(shù)據(jù)流可以確保能量節(jié)點(diǎn)以最佳容量運(yùn)行，并在需要時(shí)進(jìn)行更換。對(duì)于從事可再生資源（如風(fēng)能和太陽(yáng)能）工作的公司來(lái)說(shuō)尤其如此，在這些公司中，不僅需要多個(gè)傳感器來(lái)測(cè)量每個(gè)節(jié)點(diǎn)的效率，而且還需要測(cè)量相關(guān)的環(huán)境條件。

　　IOTWorldToday報(bào)道：“公用事業(yè)的IIoT承諾賦予權(quán)力和機(jī)會(huì)，使公用事業(yè)能夠監(jiān)督遍及客戶家庭和工作場(chǎng)所的通信?！薄敖柚檬聵I(yè)通信的統(tǒng)一，全球解決方案方法，結(jié)合公用事業(yè)已經(jīng)吸取的教訓(xùn)，公用事業(yè)已經(jīng)了解了安全性、隱私和與消費(fèi)者的互動(dòng)，公用事業(yè)應(yīng)該擁抱未來(lái)的不確定性，并在IIoT時(shí)代處于領(lǐng)先地位?！?/p>

　　通過(guò)IIoT集成改進(jìn)了鐵路跟蹤和維護(hù)

　　火車是世界大都市的心臟，僅在紐約市，每年就有17億人依賴地鐵系統(tǒng)。然而，許多城市鐵路系統(tǒng)充斥著維護(hù)問(wèn)題，乘客服務(wù)水平低下。然而，對(duì)IIoT的新嘗試可能為這種公共交通服務(wù)的一些最普遍的問(wèn)題提供解決方案。

　　傳統(tǒng)上，使用基于時(shí)間的維護(hù)計(jì)劃來(lái)維修火車車廂。這種對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)的被動(dòng)方式可能會(huì)導(dǎo)致火車行駛太久而沒(méi)有經(jīng)過(guò)適當(dāng)檢查，員工沒(méi)有考慮使用頻率，導(dǎo)致旅行效率低下，客戶不滿意以及在某些情況下發(fā)生悲劇性事故等因素。

　　在帕洛阿爾托研究中心（PARC），研究人員正在研究將IoT傳感器集成到火車車廂和車站中的方法，作為新的基于狀態(tài)的管理（CBM）系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)使鐵路運(yùn)營(yíng)更安全，及時(shí)和高效。

　　通過(guò)將IoT傳感器引入已投入運(yùn)行的火車中，再加上IIoT數(shù)據(jù)儀表板來(lái)記錄和遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，鐵路組織可以預(yù)測(cè)火車何時(shí)可能需要維修，并開(kāi)始準(zhǔn)備為這些車輛提供服務(wù)。

　　“因此，火車公司正從TBM轉(zhuǎn)向這種更具預(yù)測(cè)性的模式，在這種模式下，運(yùn)營(yíng)和管理團(tuán)隊(duì)可能會(huì)在資產(chǎn)出現(xiàn)故障前提前一周甚至一個(gè)月得到通知，從而使他們能夠準(zhǔn)備好時(shí)間表和資源，以避免關(guān)鍵火車停運(yùn)和系統(tǒng)中斷，”PARC戰(zhàn)略執(zhí)行總監(jiān)AjayRaghavan告訴RailwayTechnology?！袄?，在資產(chǎn)必須報(bào)廢前一個(gè)月甚至六個(gè)月，向運(yùn)營(yíng)商提供有關(guān)其剩余使用壽命的數(shù)據(jù)，使他們能夠提前計(jì)劃重大的資本支出?！?/p>

　　這個(gè)解決方案也不僅僅是為了維護(hù)?；ヂ?lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)越大，鐵路系統(tǒng)就越無(wú)縫。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器可用于測(cè)量列車如何通過(guò)軌道、當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件、列車車廂地理位置和客運(yùn)量。將所有這些信息放在一個(gè)管理系統(tǒng)中，為鐵路管理的整體方法打開(kāi)了大門。

　　建筑業(yè)通過(guò)IIoT進(jìn)入數(shù)字時(shí)代

　　根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇的最新報(bào)告，建筑業(yè)盡管占世界GDP的6％，但在采用與第四次工業(yè)浪潮相關(guān)的技術(shù)方面卻落后于其他行業(yè)。

　　該報(bào)告的作者指出：“該行業(yè)許多領(lǐng)域的大多數(shù)公司仍然主要使用人工方法，提供傳統(tǒng)的產(chǎn)品和服務(wù)，并按照既定的做法和商業(yè)模式運(yùn)營(yíng)?！薄敖Y(jié)果是生產(chǎn)力落后了?！?/p>

　　從重型機(jī)械到設(shè)計(jì)安置，再到工人安全，有許多移動(dòng)部件到施工現(xiàn)場(chǎng)，然而，這些區(qū)域內(nèi)的任何有用數(shù)據(jù)都是孤立的，或者根本沒(méi)有收集。當(dāng)IIoT集成到這些不同的站點(diǎn)組件中時(shí)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)建筑站點(diǎn)具有許多安全性和生產(chǎn)力影響。

　　Atomiton首席執(zhí)行官簡(jiǎn)仁（JaneRen）在《工程新聞?dòng)涗洝罚‥ngineeringNewsRecord）撰文稱：“IIoT正在用眾多傳感器對(duì)建筑領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)字化，這些傳感器可以報(bào)告所有類型的數(shù)據(jù)，位置、速度、振動(dòng)、燃料水平、安全/環(huán)境危害、原材料、成品、在制品，而無(wú)需傳統(tǒng)的手工/紙質(zhì)數(shù)據(jù)采集?！?。

　　物聯(lián)網(wǎng)的一種特定用例是新材料的訂購(gòu)，由于人為錯(cuò)誤，訂購(gòu)可能會(huì)滯后。如果材料不及時(shí)到位，則可能會(huì)延誤關(guān)鍵的截止日期，對(duì)建筑公司在財(cái)務(wù)上不利。借助IIoT傳感器和AI，可以自動(dòng)訂購(gòu)新材料，從而避免了由于員工疏忽而延遲交貨的可能性。

　　總體而言，包含IIoT傳感器的方法是，通過(guò)匯總許多不同零件之間的數(shù)據(jù)來(lái)統(tǒng)一建筑工地中的眾多活動(dòng)部件。這樣，站點(diǎn)管理員可以輕松地監(jiān)視整個(gè)項(xiàng)目并確保項(xiàng)目按計(jì)劃進(jìn)行。

　　Ren寫道：“數(shù)字化建設(shè)可以通過(guò)增加設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)間，快速定位可移動(dòng)設(shè)備，減少閑置時(shí)間并通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)來(lái)減少計(jì)劃外停機(jī)，從而減少項(xiàng)目中斷?！?/p>

　　IIoT的使用仍處于早期階段，有些行業(yè)比其他行業(yè)走得更遠(yuǎn)。然而，第四次工業(yè)革命正在迅速來(lái)臨，工業(yè)工程技術(shù)將會(huì)發(fā)揮更大的作用，這意味著現(xiàn)在是投資的時(shí)候了。