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IT + OT + IIoT 融合促使工业物联网(IIoT)的发展

供稿:中国工控网 2016/8/16 9:28:28

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制造行业的最高目标长久以来始终保持不变:以服务客户为中心,通过及时为客户提供高质量产品,也希望能够提高生产能力并且在提高产能的情况下,迅速向市场引进新产品。在技术创新持续创造智能连接产品的今天,传统制造商已经大步从提供传统产品转而通过云平台提供服务产品,以产品即服务PaaS的模式交付价值。这一切都将以客户为中心推向一个新的高度。 

虽然我们的目标仍似当年,但实现这些目标的挑战似乎却越来越大。制造商通过多年的信息化建设,一再试图用不同的方法解决同样的问题,结果却没有出现预期的结果。在操作层面上,存在各部门缺乏合作、系统和数据源不同、投资回报率低下、供应链与需求链之间难以协调、生产性能指标缺乏及时可视性、文化与过程缺乏持续改善、缺乏优秀的管理者以及缺乏可用人才和团队建设等八大挑战。 


采用传统技术方法来实现目标,结果令人失望甚至绝望。难怪诸多制造型企业在解读“中国制造业将迎来黄金五年”时别有一番滋味在心头。从制造业信息化以及商业软件平台的角度来看,过去的20年的确留下了许多遗憾,当然,也给未来开启了无限的想象空间。


智能制造的连接服务系统给我们描绘了生产线上的美丽前景。未来的制造服务系统将涉及到工业物联网下的资产与商业系统,而融合一体的物联网平台下的制造运营管理应用,是创建智能连接企业的基本元素,通常也是企业实现数字化转型的切入点。在朝着这个目标前进的征途中,解决方案提供者与制造业企业两者都需要加大筹码投资工业物联网。这些投资包括创建能够将信息化的IT技术、运营技术(OT)和企业领导者以及实现连接云、大数据分析和新应用开发的新技术结合起来的新公司。当然,这种新公司需要具有看到可能改变整个未来智能工业的远见。


工业物联网平台引起无数供应商的关注,是因为工业物联网平台的构成自身就是一个多元化的整合以及不同元素之间相互探索的平台。通过海量的传感器使得设备可认知,通过不同的通讯协议让机器与机器交流(M2M),基础设施与配置成为数据的承载,而管理是其中另一个核心元素,把这一切动态实时地展现在我们面前。从行业物联网平台的现状来看,供应商普遍认为他们可以通过自己的物联网平台解决其客户问题。而市场似乎更期待快速整合。供应商应该在多平台的基础上开发应用,重新进行定位。


做好智能设备与资产的管理是制造业转型和升级、实现工业物联网平台的关键点,也是基础。对每一种资产类型,我们都需要能够自动访问、捕获所有要求等级的详细信息。当我们对所有的流程、系统、厂房、实验室和资产以及相关子部件运行健康和能耗进行实时监测的时候,我们所捕获的数据和实现的效率会远远高于通过竖井流程或系统所得。有了这样的能力,企业才能评估资产绩效,延长资产寿命,简化资产设备管理流程。资产管理设备颗粒度、支持状态监控以及工业资产大数据为实现这些目标提供了系统的方法。


有了互联资产的基础,设施与配置成为数据的承载,应用工作的协同,针对基于工业物联网实现的生产、质量、库存、维修的基本业务应用,让数据与管理流程融合,就形成了智能连接服务的管理层面。通过第二层的对运营数据的各种分析,其中包括了预测分析、可靠性分析、供应链分析等,实现了基于工业物联网的商业体系,最终把这一切动态实时地展现在管理层的面前,为运营计划、业务规划、设备资产维护战略以及成本效率管理做出决策的辅助支撑。


工业物联网IIoT


物联网指的是包含利用标准互联网协议技术将人、过程和物连接起来实现新的信息物理系统的网络。工业物联网(IIoT)被理解为覆盖范围更广的物联网IoT的子集。鉴于很多传统自动化技术、工业控制技术和信息技术都基于专有通信协议,所以,对于IoT的许多其他领域而言,新兴技术、挑战和过程都是独特的。

在工业物联网的平台和新模式下,人员、过程和技术是三位一体的融合能力。人和过程可以像传感器、仪器、材料和资产等传统的“物”一样当作资产来考虑。在这种新的IIoT模式中,人员、过程和传感器、仪器、材料、资产等传统的“物”之间的差别将随着新的信息物理系统的创建而消除。IIoT平台正在改变制造商们所提供的产品,它也改变着用于实现这些解决方案的信息和操作技术,并有希望提供新的解决方案。


随着物联网特别是行业物联网的出现,数据会变得更广泛。根据埃森哲的调研报告,到2020年,全球传感器的数量将达到2120亿,设备所产生的数据流量接近16EB。而资产是这一切的一切。未来大数据来源的核心之一将是物联网和装有传感器的设备,而中国在2020年前将有超过250亿以上的连接设备,资产是在物联网生态系统中的“一切”,包含了设备、仪器、传感器、物料等资产。因此,我们看到一个趋势,那就是实体事物连接到互联网的现象,在过去的几年以及未来越来越成为支配力量,物联网化后的智能制造管理的平台将有机地包含了物联网经济与运维的两端。


IIOT的价值 


自2014年起,全球制造业与物联网平台企业,就IIoT的发展积极互动并且制定相关的合作与发展计划。从我们新开发的工业物联网平台市场规模模型中可以看出,今年供应商拥有17亿美元的软件市场机会,且在未来的一段时间内该市场有望迅速增长。IIoT技术的采用仍处于初期, 技术还未被市场广泛采用,这些早期的采用者建立明确的商业案例并实现第一批项目的投资回报率目标非常关键。


IoT缺乏了解和采用率偏低是目前的事实,在未来一段时间没有投资IoT计划以及不理解或不太了解工业物联网的占了近半数。这表明,在制造业广泛采用IoT所面临的现阶段的主要挑战,就是相关知识与案例的普及度。


IT + OT + IIoT 融合的“速度与激情”


IT,即信息技术,已经被广泛认知,特别是移动互联网出现之后。OT,即运营技术,对很多人来讲还是相对陌生,它是长期支持工厂运行的过程控制和自动化技术。IIoT定位是一种未来智能制造的平台框架,用于对实现包括智能连接服务系统、智能连接资产和智能连接企业等在内的数字化转型所必需的技术能力进行分类。


事实上,IoT或机对机(M2M)出现多年了,即便是 IT、OT与IoT的融合也出现了很久。融合初期可以理解为从专有系统和IT专业人员与OT专业人员完全分离的状态转变为在生产车间使用的科技技术,实现IT与OT小组的合作。


随着企业和技术发生变化,原有的IT与OT融合形式将会持续进行,同时展露出新的形式。从未来趋势来看,彼此技术融合的方式会不断提速,概念随之重新定性。特别是IIoT使得融合的新模式出现了。由于越来越多的物连接在一起,信息物理系统(CPS)将会成为现实,制造型企业与为其提供服务的供应商将不得不进行创新,并以前所未有的速度部署这些新的融合技术。


跨越IIoT的断层


虽然自MIT的Kevin Ashton教授首次提出相关概念,物联网发展至今已超过了25个年头。但是工业物联网对很多人来讲还是一个全新的概念,这主要有两方面的缘由:其一,鲜有专家或商业机构明确地表达出关于工业物联网(IIoT)的价值取向;其二,市场信息主要都集中在特定行业所涉及的具体案例中,缺乏全面性。


目前,主流实用者与保守派占据半数,早期市场的积极分子与有远见者与主流之间的断层需要由有成效的案例、快速可论证的胜利成果来填补。对那些仍然不理解IIoT以及IT与OT融合技术的群体,我们需要建立快速普及相关知识的总动员。


在信息化与众多传统行业的融合将更加紧密的同时,互联与物联网将会更加迅猛地推动各领域的业态发展。我们在发展信息化建设中,要以“三个融合”的信息化建设为落地的指导思想,即做好信息技术与治理的融合、信息化与产业化的融合和信息化与国家、组织战略的融合。


如何建立工业物联网产学研的产业链所需要的学习曲线,是未来能否有效实现中国智能制造的当务之急,也是一项长期的工作。


首当其冲的是要加速利用并理解当下市场上所有相关工业物联网的信息,不断理解并发现其中的共性。这是理解IIoT和智能连接资产如何改善操作的良好开端。


当我们缺乏符合要求的必要资源的时候,从内部技术精湛的员工队伍入手,在现有的人员身上投资,建立内部专业技能,是我们目前所了解的新技术培育的基本规律。利用内部具备学习新概念、新技术和新技能的人力资源,更重要的是,这些人来自行业内部,他们理解需要什么样的洞见来推动业务在之前没有想到的领域向前发展。


实现进一步发展将需要像工业物联网那样的变革性技术,还需要在企业改变其人员和流程的方式上以及结合所需技能组合从而提高运营效率方面做出跳跃性变化。这包括通过分析生成的大量数据获得的洞见,结合制造资源拥有的技能组合,快速学习新概念和新技术,继而应用分析学及行业知识,发现机会,实现中国智能制造2025的落地和发展。


我们目前正处于采用工业物联网、实现中国智能制造2025的转折点。我们需要秉承开放和共享的格局,通过互联互通,将信息化的共性技术与行业特征实现有效的整合,实现上下、左右、内外信息资源互通,通过信息化实现社交化与融合化的新常态,助力业态创新、模式创新、流程创新和管理创新,共同探索融合IT与OT的机会。


审核编辑(郑益文)
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