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2019年12月18日 星期三

How Industrial IoT is Transforming Automotive Manufacturing



來源:工業評論

工業物聯網產業的歷程與現狀
「物聯網」這個詞語的出現,反映了智慧互聯產品數量不斷增加,代表著產業新機會。工業物聯網產品擁有 3 大核心元素:實體組件、智慧組件和連接組件。


智慧組件增強了實體組件的功能和價值,而連接組件增強了智慧組件的功能和價值,並使一些智慧組件存在於實體組件本身之外。這三者構成了價值提升的良性循環。

使智慧聯網產品從根本上產生差異的,是其不斷變化的「物」的屬性,而不是網路。智慧聯網產品不斷擴展的功能,及其產生的數據,引領著新時代的發展潮流。對企業而言,必須看到在技術本身以外正在發生的競爭變革。

從這個意義上來講,目前的工業物聯網,仍然處在早期發展階段。工業物聯網的應用受短期增量效益,和長期商業模式變革所驅動。市場調研機構 Technavio 的研究報告指出,到 2020 年,全球工業物聯網市場規模,將達到 1320 億美元。

到 2030 年,工業物聯網可在全球創造高達 140 萬億美元的經濟效益。這其中,物聯網則驅動著「產品+服務」商業模式的落地。


為幫助提升產量和效率,企業的所有者和經營者針對數位化服務投入大量資源。一些企業已經從單純的產品模式轉化為「產品+服務」的混合模式,透過智慧的、可聯網的實物產品生成數據,並據此提供數位化服務。

以商用汽車製造為例,我們可以看到新製造業的一個共性,是從生產原材料的冶煉技術、加工工藝、製造流程,所有的工業產品都需要不斷提高,產品品質和可靠性,以滿足客戶的普世價值需求。

基於產品或作為產品附加價值,而提供的製造服務,是工業企業對客戶價值開放性思考的充分體現。現如今企業管理者已經清晰地意識到要提升產品對市場的絕對影響,透過物聯網,企業可以打入新市場、開發全新的產品服務或業務,在刺激成長方面也蘊含著巨大潛力。對企業來說,今天賣的已經不再是一個產品,而是為客戶創造價值的能力。

通向競爭優勢的道路,最終將止於策略。在智慧互聯的世界禮,新類型的產品改變著產業結構及競爭本質,從而帶給企業新的競爭機會和挑戰。它們重新塑造產業邊界,創造出全新的產業。

把產品與現代科技和服務管理結合,是上世紀末生產型製造向服務型製造發展的核心策略途徑。在把服務開發看作產品研發的一部分的策略引導下,新製造服務不再受地域、空間、人才和時間的限制。


工業物聯網成就突破性創新
工業升級和轉型是一個主動求新求變的過程。工業物聯網為轉型提供涵蓋產品、事務和專業性服務的數位化資訊與服務基礎。對各個企業而言,在物聯網方面的投入最關鍵方面,包括了對利用連接產品生成的豐富數據的分析,安全交換數據的技術平台、全面的身份與訪問管理安全,以及進一步與合作夥伴分享數據的平台等。

智慧聯網產品,提供大量且仍在迅速成長的,超越傳統產品界限的新功能。產品屬性不斷變化,打破了傳統的價值鏈,企業不得不重新思考其所做的一切,包括如何構思、設計、獲得產品源,如何製造、營運、維修等各個環節的問題,以實現不斷突破。

市場行銷、產品加工、流通、供應鏈、製造服務等多環節,透過工業物聯網得以融合,產業的經濟資源綜合利用率、生產自動化、產品性能、專業化,以及精細化管理能力大幅度提升。

在利用智慧技術推動突破性創新的過程中,我們要關注感測數據處理與產業融合分析能力,以產業融合建構產業物聯網平台。產業一旦數位化,其數位化實力將成為競爭點,這也意味著新興工業物聯網企業,涉足傳統行業的門檻大幅降低,產業物聯網為企業的產品開發和經營運作,提供了全新的思路。


對未來工業發展五大影響
站在創新產品和服務的角度,我們需要結合雲端運算的模式,以及需要實現基於軟體的服務模式,努力實現物聯網上的數據變現。新網路的生態圈系統建設,從端到端實現自動化,這些都與實現自主型的經濟模式緊密相關,有助於實現持續感知市場需求,按成果付費,同時做好資源的優化配置與減少浪費。

從埃森哲的分析模型可以看出,物聯網對不同國家潛在的經濟貢獻完全不同。

這取決於投資水準,和各國為了普及物聯網技術,所採取的行動措施。現如今,全球企業和各個國家,都在試圖抓住工業物聯網這一價值萬億美元的重大契機。

就中國而言,若基於當前的政策以及投資趨勢,保守估計,截至2030年,將有5000億美元的GDP是來自物聯網的。如果提高採用物聯網技術的能力和投資,估計這一數值可達到1.8萬億美元。在製造業板塊中,也將累計帶來7360億美元的GDP。

工业物联网助推制造走向自主模式
工业物联网助推制造走向自主模式

對於大多數工業企業而言,在談論製造業將如何轉型與升級時,談得最多的技術,是物聯網和工業大數據的預測分析與預測維修。物聯網連接了人、物與流程,這不僅是人類科學技術發展的一大進步,更對未來工業發展起到了非常大的影響。

融合物流業,實現製造業全面的「優步化」
小批量與個性化智造是工業 4.0 時代的一個顯著特徵,產業網路在以擁有類似,3D 列印機等製造工具的企業,與尋求小批量組件的市場之間,實現互聯互通是一個典型的場景。 互聯網交易平台,以及工業產品的設計工程將更多駐留雲中,大量小型工廠製造實現互聯與數位化。這將開啓以物流平台,與營運商所主導的製造業全面「優步化」。

雲中製造執行系統將成為主流
MES(製造執行系統)必須托管於製造工廠的伺服器上。這一想法在任何具有合理連通性的領域,都變得越來越普遍。隨著工業物聯網的部署實踐加快,2016年底,SAP 公司在 HANA,交付了其雲 MES,這是 MES 市場首次見證了純粹的雲 MES。

與此同時,自動化管理供應商,以及類 MES 提供商等,也推出了其雲平台解決方案,有些宣佈了未來在雲中,預置 MES 解決方案,有些宣佈在不久的將來,有意擁有雲 MES 解決方案,雲中製造執行系統正成為主流。雖然要在雲端完全實現生產製造細節的管理層功能,還有很長的路要走,但這一小步的確已經邁出。


配置工具利用雲連接
隨著工業物聯網相容設備的激增,管理這些設備的工具,也將愈發重要。專有的單一供應商編程和配置,會逐漸淡出人們的視野。儘管可能在設備上安裝配置應用,但熟練的編程人員缺乏,以及日益複雜的系統開發,逼迫著遠端存取的迅速發展。從 GE 的數位鑄造,以及全球主流的自動化工具商,對提供第三方、內部 API,以及使配置更加開放透明的,物聯網工具的承諾來看,這已成為了一種趨勢。

伴隨著工業物聯網設備持續不斷地湧入市場,物聯網利用雲端運算將實現快速發展,雲連接將使工業物聯網可配置性更高,成為未來幾年的熱門領域。

供應鏈可視性的新定義
即時數據,是實現供應鏈間可視性的困難之一。借助物聯網可瞭解到材料、製造、物流、銷售等更多相關資訊,但若要使這些資訊更有用,還需要將這些數據,轉化為資訊並實現共享。這是工業物聯網技術發揮關鍵作用之處。

配置狀態下,從不斷迅速增多的,基於工業物聯網的感測器中,獲取並解釋資訊的能力,是雲解決方案的理想環境。在雲環境中分享工業物聯網數據,提高了供應鏈的可視性,進而改善了客戶服務。

工業物聯網與雲相結合,將改變供應鏈的交互方式。特別當其基於全球性平台時,透過工業物聯網重新定義供應鏈,將使即時可見性更加實用、實惠且易實現。


工業物聯網數據與分析高度開放
透過工業物聯網、大數據及預測性分析,可逐步實現從智慧資產管理,到資產性能管理(APM)的轉變和提升。工業物聯網的價值,是透過資產的智慧化與連接化來確立的。

針對資產性能管理空間,幾乎所有推動預測性分析的新解決方案,都是工業物聯網與雲端化結合的交付模式。依託雲的工業物聯網資產分析的真正價值,在於使機器學習算法產生更好的行為模式。從利基型企業到 IT 平台企業,純雲交付正奠定著工業預測性分析的整個基調。

工業物聯網爆發前的三大工作
發展工業物聯網的基礎建設
企業通過產業物聯網,可以提供新的服務,改進產品並打入新的市場,實現產業升級。未來物聯網未必會完全取代網路。但在某種程度上,物聯網有潛力形成跨越傳統行業邊界,和價值鏈的全新生態系統。在這個過程中,需要發展工業物聯網的基礎建設。


未來的工業製造中,物聯網的智慧與連接性從監測、控制、優化與自治四個維度,實現一套全新的產品功能。而一個未來工業產品有可能包含這四個方面,每種功能除去其本身價值以外,還為下個階段奠定了基礎。為了加強跨行業協作,政府應投資於一體化通信系統和平台,並且增加數據傳輸安全網路的可用性,與此同時,完善對數據共享的監管和指導,促進跨行業生態系統的發展。

加強工業數據與風險的管理
資訊化與工業化深度融合,意味著跨領域的全面一體化合作,以及大數據資訊交叉的融合。從哲學的高度審視,資訊本身具有物質的普遍屬性,是客觀存在事物有序性的度量。任何事物只要存在一定的「序」,它就包含著一定的資訊。因此,資訊是客觀世界對人類的無私「饋贈」。然而,如果資訊的安全出了問題,就無法保護資訊的價值。

因此,伴隨著工業物聯網的來臨,我們要加強風控與治理。隨著數據所產生的價值驅動,被大眾廣為接受,數據所有權及數據共享的問題,變得越來越突出。

那麼究竟是資產設備的製造者,還是用戶擁有數據,目前市場沒有定論。如果我們沿用資訊管理的最佳實踐,認同客戶擁有這些數據,那麼設備製造者的角色就是配合用戶,以做好數據保管者的工作為主。


推動人才隊伍建設與轉型
能否建立工業物聯網,並有效實現智慧製造,取決於如何建立工業物聯網產學研產業鏈,所需要的學習曲線。工業物聯網平台引起無數供應商的關注,是因為工業物聯網平台的構成,自身就是一個多元化的整合,以及不同元素之間相互探索的平台。考慮到各種各樣的工業物聯網應用案例與場景,其中也包括新數據源,改變系統架構的數據,以及多結構化數據等因素,我們今天的製造企業尚未擁有足夠多,具有適當分析與預測等能力的人才。

因此,需要擴大工業物聯網相關技術的人才庫,並提高理工科人才的品質。企業要加速利用並理解,當下市場上工業物聯網的相關資訊,不斷去理解併發現其中的共性。而「各式網路」為我們提供的一個強大的經濟驅動力,就是複合型人才的培養出現。


從一般網路到工業網路,從物聯網到工業物聯網,其發展的核心,就是透過資產的智慧化與數位化,透過網路連接,實現生產、物流、銷售、服務等,全環節的網路化,最終實現高級人工智慧的美好願望。「即時」看到一條供應鏈上,所有的貿易夥伴,將激發新的商業模式,以及競爭夥伴關係出現。

工業物聯網已經被各行各業所接受,認知度之高史無前例,其應用前景十分廣闊。製造服務透過網路與數位行動平台,結合生態和軟體的雙定義,正從僵化模式向自主模式轉變。

而工業物聯網技術與產業的結合,最終形成了行業新的智慧大腦。企業管理者和政策制訂者,可透過推廣物聯網應用試驗、試點和示範項目,來推動工業物聯網發展策略轉變為現實。


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