关乎物联网(IoT)的大部分热点集中在消费类领域。但是工业应用将最终具有更大的变革潜力,为用户提供真正的投资回报(ROI),而不仅仅是增加便利性或“酷炫要素”。但工业部门较为保守,并且接受工业IoT(IIoT)的速度很慢。这种情况在来年有望改变。

IIoT最广泛的愿景是,让各个公司能够将它们完整的生产线、化学处理线和物料处理线等全部通过基于网络的操作来配备仪器和实现控制。“完整”在这种情况下不仅包括特定的车间或工厂,它还包括某个企业供应商的所有设施,从而使某项工业活动的整个“食物链”可以链接起来。这样,一个关键元器件在生产过程中出现故障,下一个消耗者不会感到惊讶,而是一旦有故障发生就会知道并适应。同样,下游若出现任何质检(QA)问题或需求变化,一旦它们被发现就可以将其传回到制造商进行纠正。

当然,要实现这样全局性的IIoT还有很多年要走。在全世界各生产线可以以这种方式链接之前,还存在数据访问(和隐私)、各系统间的互操作性、IIoT实现达到足够数量而得以维持等无数问题。但即使在这一全局愿景还未实现之前,IIoT可以为用户提供一些引人注目的好处。

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例如,生产线上若实现完整的IIoT,企业管理将能得到关于生产活动和效率的实时信息,从而简化采购和人员配置等准备工作的规划。此外,IIoT系统可以设计为实现即时重新配置,从而能对供应或需求变化实现快速响应。即使没有这样完整的IIoT控制,仅通过为生产设备配备仪器就可以进行有价值的操作分析。此外,设备传感器可以监测生产机器的健康状况,并允许在维护问题转变为设备故障之前对其进行预测。这种预测性维护可以通过两种方式节省成本:一种是允许调度服务以防止因故障导致的生产线中断;另一种是取消对过度保守(并且可能是不必要的)周期性维护计划的需要。

但工业企业往往是保守的,不愿接受新鲜和未经证实的事物。它们也不喜欢把事情搞糟——如果系统工作正常,它们不会愿意去改变事物和在它们的生产中去冒中断的风险。此外,在保持当前系统的同时,实现整个新系统的成本可能也令人望而却步。因此,理想情况是,IIoT可以分阶段实现,主要是作为遗留设备的扩充而不是需要替换。

显然,业界对IIoT的潜在好处很感兴趣。根据几项调查,大多数工业组织知道IIoT是其活动的必由之路。例如,Genpact的研究表明,超过80%的大公司认为IIoT对它们未来的成功至关重要。

市场肯定有增长的势头。例如,在市场研究公司Industry ARC最近的一份市场分析中,IIoT市场的预计价值将在2021年达到1200亿美元以上。研究公司Markets and Markets甚至更加乐观,认为IIoT的年复合增长率为8%,到2020年将超过1500亿美元。因此好处将随之而来。根据通用电气(GE)估计,IIoT将在未来20年内刺激全球GDP增长10至15万亿美元。

但分析师和记者们多年来一直在说,IIoT将会非常巨大。然而,它还未展现出预示预测性增长开始的采纳“曲线拐点”。根据简柏特(Genpact)公司的同一项研究,尽管有80%的公司认识到了IIoT的重要性,但只有不到24%的公司已制定明确的IIoT策略。那么,为什么2017年会是一切都开始改变的年头呢?

采纳障碍正在下降

过去一年在消除IIoT采纳的许多障碍方面取得了相当大的进展。对于那些由于成本或觉着IIoT可能会破坏其现有生产线而不愿接受这一技术的人来说,市场上出现了几种低成本的替代解决方案。它们包括完整的交钥匙系统以及专用于工业控制的开发工具。对于那些有安全顾虑的公司来说,半导体厂商已经简化和增强了硬件安全选项。此外,业内巨头甚至还试图标准化IIoT边缘设备接口。

那些为了尽量减少成本及对现有系统的影响而只是希望初步试水IIoT的公司,可以使用美信(Maxim)公司今年发布的产品。它是一款用于用IIoT做实验的袖珍开发套件。该PLC开发套件支持电池电源以及从高达40V的设备直流电压轨进行操作,并具有多种内置传感器和标准传感器接口,以便于快速连接到传统设备。

去年市场上也出现了完整的、针对入门级IIoT采用的IIoT传感器系统。Vicotee AS公司是挪威Virinco集团的一部分,该公司2016年年初在慕尼黑电子展(Electronica)上发布了一款基于凌力尔特(Linear)公司的传感器技术的即插即用型IoT传感器系统。最近,Swift Sensors公司推出了面向中小型企业的基于云的无线传感器系统,该系统为基本的监控提供交钥匙操作。该系统包括用于监控和报告的云服务,并支持那些希望以后通过与第三方提供商合作来添加分析功能的用户。

这些产品正在消除IIoT最初采纳的障碍,但为了充分发挥该技术的潜力,需要解决安全性和互操作性的重大问题。幸运的是,业界在这些方面也取得了实质性进展。例如,ARM最近推出了一种微控制器架构,可在包括工业级在内的联网设备上支持全面的边缘到云的安全。这一产品意味着MCU供应商将能够提供工业控制设计人员可轻松过渡到高度安全的IIoT边缘设备的器件,而无需最终用户拥有安全专业知识以使设备持续受保护。

除了增加了可用的安全器件外,潜在的IIoT采纳者今年还获得了新的安全措施。初创公司Imperio Systems现在提供若干工具,帮助用户确定入侵者是否已经设法通过了他们的安全系统,并试图操纵系统。这种入侵通常必须“骗过”SCADA(监督控制和数据采集)系统,以防止操作人员检测并校正干扰。Imperio的数据防伪保护(DFP)系统能够关联企业内部所有的读数,以确定它们是否一致,以及确定每个系统正常操作的“指纹”,以便以后确定是否有伪造数据出现。在上述和其他一些专有分析算法之间,DFP系统甚至在存在数据欺骗的情况下也能够检测入侵。

标准和互操作性的问题很可能在未来几年仍未得到解决,但正在取得进展。工业互联网联盟发布了一个框架,以支持开发IIoT安全的标准和最佳实践。此外,该组织还与其欧洲同行——工业4.0平台合作,以汇集专业知识,并确保其努力在市场上产生兼容的系统。

此外,巨大的中国市场出现了一个新的组织,以帮助刺激和确保IIoT设计的互操作性。华为、ARM、英特尔和中国信息通信技术研究院成立了边缘计算产业联盟。该组织的目标是确保IIoT的信息技术(IT)和操作技术(OT)要素能够随着技术的建立而有效地整合和协调。

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显然,并非所有阻碍工业IoT实现的问题都能在2017年得到解决。但是它们中有很多已经开始出现答案。最后,也许我们在2017年会看到工业物联网加速增长。

(原文发表于EDN美国版,链接:www.edn……;Franklin Zhao编译)


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