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3S MARKET

2020年8月12日 星期三

How it Works: The Internet of Things and Manufacturing


來源:电子产品世界

那麼究竟什麼是「工業4.0」?
工業 4.0 是一個複雜的命題,從關鍵的用戶需求 —— 工業 4.0 產品的角度切入,有助於理解其要義與精髓。同時,工業 4.0 產品意味著產品生命週期,乃至全價值鏈、全生態系統的變革。


全球許多標桿企業早已制訂工業 4.0 的變革策略,開始實施並已取得相當成果。

常見的工業 4.0 轉型變革策略實施路線圖,包括如下三個階段:

第一階段:M2M(廠內與企業內廠際互聯):工廠內系統、設備與機器間在物聯網的基礎上互聯互通。逐步達到全企業內所有工廠間營運、監控和管理決策的完整聯繫。

第二階段:B2B(價值鏈上所有企業互聯):實現企業全方位供應鏈的互聯互通。包含上游所有各級供應商的相關係統(系統內包含相關設備的物聯網資訊),以及下游各管道的系統終端或設備。

第三階段:C2M(消費者與相關工廠間互聯):此一階段又稱為「以軟體定義產品與製造」階段。在這階段中,產品方面的需求、設計、測試、上市,以及製造方面的工廠、製造、物流、服務,都在企業安全的架構體系之下,全面地在雲端互聯互通。

物聯網支撐下的工業 4.0 變革,為企業帶來全面的業務價值與能力提升。

在工業 4.0 及物聯網研究、創新和實現的聯盟和組織中,IBM 一直發揮著核心作用。

1999 年,IBM 發明了 MQTT (消息隊列遙測傳輸)技術。


MQTT 協議是為大量的計算能力有限、且工作在低頻寬、不可靠網路下的遠端感測器和控制設備通訊,而設計的即時通訊協議。2014 年 MQTT 正式成為結構化資訊標準,促進組織 OASIS 推薦的物聯網消息傳遞協議標準。

2013 年,IBM 積極參與由德國機械設備製造業聯合會、德國電氣電子行業協會,和德國聯邦資訊產業、電信和新媒體聯合會主導的工業 4.0 平台組織,目的是就「工業 4.0」技術、標準、商業模式等展開跨行業交流。

2014年,IBM、AT&T、思科、通用電氣和英特爾,在美國波士頓宣佈成立工業網路聯盟(IIC),以期打破技術壁壘,促進物理世界和數位世界的融合。工業網路聯盟是一個開放性的會員組織,該聯盟將有助於相關機構,更便利地連接和優化資產、操作及數據,提高靈活性,促進智慧分析,以釋放所涉及工業領域的商業價值。

2015 年 3 月,IBM 宣佈投資 30 億美元成立物聯網事業部,進一步整合全球資源,專注於協助企業客戶與合作夥伴,針對工業 4.0 等重要領域,進行物聯網技術、應用與業務創新。基於 IBM Bluemix 雲平台的新型物聯網服務,使得各領域應用開發商可以快速地,將包括物聯網在內的多源數據,整合到基於雲端的應用開發和運行環境中,加速實現工業 4.0 的進程。

工業 4.0 的主要應用領域體,現在從智慧研發到智慧工廠、智慧生產、智慧物流,以及智慧服務的整個週期,IBM 融合了先進資訊技術的智慧物聯平台,為建設工業 4.0 提供了全面的支撐。

IBM 智慧物聯平台,透過連接 ERP、MES、CRM、SCM 等工業 3.0 階段所建設的典型資訊化系統,將其能力以開放接口的形式發佈於雲平台,從而更好的支持按需調用,並透過大數據分析等技術,提升現有系統組合的價值。


IBM 智慧物聯平台融合了連接與整合、雲計算與平台服務、大數據、安全等核心技術,在設計、製造、營運和交付的不同環節提供了全方位的解決方案。

透過持續工程、設計思考等方法設計,和建構新型的互聯且數據豐富的產品和設備透過內嵌智慧分析優化能力,到製造營運等環節中,可以促進智慧工廠的發展,節能減排,優化營運透過網路用戶洞察能力,充分利用行動社交能力,跟客戶和員工進行交互。IBM的智慧物聯平台擁有四大核心能力:

1.強大的物聯網連接與整合能力
IBM 智慧物聯平台支持海量、多樣的物聯網數據的接入、整合與分發,是物聯網應用支撐平台的入口。

2.豐富的物聯網大數據分析能力
物聯網真正的價值,來自對海量數據的分析洞察,由大數據驅動的物聯網,才是有價值的物聯網。IBM 智慧互聯平台整合了 IBM 全頻譜的大數據分析能力,從而幫助製造業客戶,從多種數據源中獲取洞察、支撐整個企業甚至價值鏈的相關業務決策。

3.推動價值鏈整合與業務創新的 PaaS 能力
IBM Bluemix 是 IBM 基於開放式技術構建的PaaS(PlatformAsAService,平台即服務)平台。Bluemix 透過提供多種技術與業務服務,以及托管功能來實現快速、組裝式、規模化應用開發,從而簡化應用 app 的交付過程,使得開發者能夠輕鬆地進行應用 app 開發。

4.完備的物聯網安全保障能力
IBM 智慧物聯平台,不僅高效地保護其上的應用,與數據免受各種安全威脅,並使其符合法規要求。12 個分布全球的 IBM 安全運營中心(SOC),每天都會幫助遍及全球的 IBM 客戶解決數以億計的安全事件問題。


基於數十年與工業界深度合作的經驗,IBM 正在幫助客戶實現新的工業革命的轉型
從智慧研發到智慧工廠、智慧生產、智慧物流到智慧服務,IBM 憑借其全面、成熟和完善的 IT 解決方案提供能力,正在幫助客戶完成新的工業革命的轉型。

工業 4.0 還處在探索階段,還未達到大規模推廣的階段。作為國家策略和企業未來核心競爭力,有遠見有條件的企業,特別是期望在國際舞台上開展競爭、贏得市場的企業,必須透過先期投入快速佈局,才能贏得未來的市場。工業 4.0 是對未來的佈局,必須要選擇適合的切入點和實施方法。針對不同類型的企業的轉型,IBM 也總結出了一整套的轉型方法論和切入點。

首先,找出與工業 4.0 進程相關的熱點(hotspot)業務模組。然後找出現在(as-is)的功能與業務流程,並訂出改善後(to-be)的功能與流程。

以類似的方式,找出現有的作業面流程,以及改善的方式。在技術層面與基礎架構層面面亦然。

然後參考工業 4.0 的「切入點」(entrypoints),尋找最迫切的點來切入,依序漸進。並且參考採用 IBM 工業 4.0 的基礎平台與架構,來確定 IT 與 OT(OperationTechnology)的整合技術。

IBM 對邁入工業 4.0 提出 7 個切入點:工程與軟體開發、產品合整合、智慧製造與運維、供應鏈可視化、安全、智慧工廠的能源管理、創新服務與業務模型,並形成了相應的切入點框架。

切入點架構圖左邊是供貨商端,右邊是提供給客戶的服務,企業本身由開發設計開始,經由工廠生產線生產過程並採集數據,同時集成企業內部系統,提供即時分析與未來預測,然後加以優化。這些環節也同時考慮了節能與安全的需求。這七個切入點可以視客戶的實際需求,選擇最需要改善的環節開始,或由一到七循序漸進。

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