製造業中的物聯網——應用案例、優勢和挑戰
在工業 4.0和製造業數位化轉型的時代，製造業是物聯網投資最多的領域，也是實現大型工業物聯網項目的領域。
物聯網是全球工業轉型努力的核心組成部分，包括工業 4.0 （第四次工業革命）和工業網路（工業網路聯盟）
此外，製造業不僅是工業網路的明顯領導者，而且在更廣泛的物聯網現實中居於所有行業（包括消費者物聯網領域）的首位。根據 2017 年初發布的 IDC 數據，2016 年製造業的物聯網總支出為 1780 億美元，是第二大垂直市場（物聯網支出）的兩倍多，即交通運輸。
2017-2020 年物聯網支出和製造業演變
製造業有望至少在 2020 年之前保持全球第一的位置，即使像往常一樣，在某些地區，這一領先地位更加直言不諱。
在 APeJ （亞太地區，不包括日本）地區，到 2020 年，近三分之一的物聯網支出（硬體、軟體、服務和連接總和）將用於製造業。在其他地區，製造業排名第一，但速度較慢物聯網總支出的市場比率。例如，在美國，製造業的物聯網支出，將佔物聯網總採購量的 15% 左右。
製造業在物聯網領域處於領先地位的原因有很多：有些是歷史性的，有些與所謂的下一次工業革命（工業 4.0）有關，還有許多用例和實際的物聯網佈署，可以提供快速回報和使製造商能夠從多個角度實現數位化轉型：效率、自動化、以客戶為中心、競爭優勢，以及在整個製造價值鏈中，使用數據所提供的優勢，並利用新的收入來源，這是製造業數位化轉型的一個關鍵方面。
製造業中的物聯網用例：機會和背景
如果我們從物聯網用例的角度（在實際使用環境中利用物聯網的領域）來看待製造業中的物聯網，我們會發現一個用例很突出：製造營運，這也是所有行業中最大的用例全球（唯一不首先使用製造業務的地區是 EMEA，貨運監控首先出現）。
根據 IDC 2017 年發布的同一份報告，2016 年，製造業務的物聯網支出總額為 1025 億美元（上述總額為 1780 億美元） 。
製造業顯然涵蓋了多種類型的產品、操作、流程以及活動、組件、機器、人員、合作夥伴、資訊系統等的廣闊空間。從原材料到製成品的路漫漫其修遠兮，必然與供應鏈、物流、運輸等相關。
如果我們將製造業視為原材料轉化為產品，或產品用於製造其他產品的任何階段的工業生產，很明顯我們看到了一個高度互聯的巨大市場。
從這個意義上說，物聯網幾乎可以說是製造業的關鍵，採用整合方法，進一步包括大數據分析、雲、機器人技術等技術，最重要的可能是 IT 整合（資訊技術)和 OT （營運技術）。
很少有其他行業有如此多的機會，利用物聯網連接實體和數位，製造各種資產，如機器、其他生產資產和非生產意義上的各種物體，以及各種產品和製造工藝參數是龐大資訊網路的一部分。這是一個重要的元素，因為我們通常傾向於考慮商品和產品，但製造商的更大機會在於網路實體系統、服務經濟模式和資訊機會。
物聯網用例：主要領域
製造業的眾多物聯網應用案例顯示了製造業的複雜性和廣度。
其中一部分將在數位/互聯工廠的背景下看到，其他更多涉及設施和資產管理，還有一些與安全/保全和營運/物流/生態系統等組件有關。最後但並非最不重要的是客戶偏好和行為部分。
下面列出了製造業中的幾個物聯網用例及其好處/現實。
製造業務
首先是製造營運，如前所述，也是最大的製造物聯網用例。換句話說：製造設施的營運，涉及多個資產和營運人員。
製造營運包括製造營運管理 (MOM) 中典型的幾個要素，例如資產管理、智慧製造、性能優化和監控、規劃、人機交互、端到端營運可見性，以及這些網路實體系統，做為我們從工業 4.0 認識他們。事實上，資訊實體系統和物聯網是工業 4.0 中的孿生兄弟。
在這個龐大的用例（甚至是一組用例）中的物聯網支出對超過 57% 的物聯網製造投資都有好處。
生產資產管理和維護
這是製造業中第二大物聯網用例，實際上還包含一系列潛在應用。
它包括生產資產監控和追踪，從位置到監控品質、性能、潛在損壞或故障、瓶頸等多個領域的參數，不勝枚舉。除了性能和優化之外，當然還有主動維護的維度 （作為結果和/或以預測的方式）。
很明顯，製造業環境中的資產管理和維護也超出了純粹的生產資產。
現場服務
根據上面提到的 IDC 報告，這是製造業中第三個最重要的物聯網用例。
在這裡，我們離開工廠或製造設施，直接進入製造商做為服務提供商的重要領域。從與產品相關的服務到與業務相關的服務：製造商的（現場）服務組織是成長的重要推動力，顯然也是利潤的推動力。很明顯，超連接和超感知的數位化和支持物聯網的製造生態系統中的資訊息，以及用於計劃、安排和主動服務的工具，是重要的差異化因素。
在 2017 年 6 月對物聯網支出的更新預測中，IDC 預測，從物聯網支出的角度來看，2017 年製造業將達到 1830 億美元。生產資產管理支出將達到450億。
其他製造業物聯網用例
儘管上述 3 個領域佔支出的大部分，但在流程、資產以及人員方面，還有其他幾個製造物聯網應用案例。
安全、保全、工人保護（和生產力）以及嚴格意義上的製造業與運輸、供應商管理等互聯服務/營運/行業之間的許多聯繫，都促成了與物聯網相關的大量製造解決方案。
車輛和資產追踪、互聯工廠應用、員工安全應用、健康監測（即時）、智慧通風和空氣品質管理、智慧環境測量、門禁控制（安全）、液體、氣體、輻射的存在/水平的智慧測量和危險材料（取決於操作類型）、資產保護、設施管理、風險測量，清單很長。
最後但並非最不重要的還有製造設施內外的幾個相關流程。生產資產是一回事，準備裝運、包裝和製成品品質控制等活動是另一回事。
數據在智慧製造方程式中的關鍵作用
歸根結底，這一切都歸結為工廠和製造環境及其組件的優化、數位化、可見性，以及在最廣泛意義上為客戶提供的增強服務。
- 數位/互聯工廠
- 設施管理
- 資產管理
- 安全/安保和運營
- 物流和生態系統
- 客戶偏好和行為
- 服務和預測性維護
- 質量控制
- 包裝和運輸準備
- 生產流程監控
- 基於條件的警報
在很大程度上，製造組織因此成為服務組織，端到端的透明度非常重要。從客戶方面透過整合物聯網方法獲得的見解也非常重要，可以提供更好的產品、品質和服務。
這將我們帶到了數據的關鍵作用，最終從感測器、支持物聯網的設備和其他「事物」中獲取任何形式的價值所需的主要組成部分，也在製造業中。
製造商如何處理他們獲得的有關其資產，以及客戶和他們處置的數億連接設備的所有數據？
正如下面的普華永道資訊圖所示，他們從製造中的物聯網設備收集、測量和處理數據。該資訊圖（它確實可以追溯到 2015 年）還概述了製造商佈署物聯網技術最多的地方：首先是製造工廠，其次是倉庫、擴展的供應鏈和客戶（場景，傳統上製造服務部分是高的）。
當 IDC 於2015 年發布製造營運中物聯網市場的數據時，提到的驅動因素是效率優化和「連接自動化孤島」。這需要流程和數據的整合，至少還要建立貨幣化和創新轉型的孤島。
可視化製造中的物聯網
為了可視化物聯網在製造業中的使用情況，並概述物聯網在製造領域被利用的各種提到的地方/環境，微軟的下圖提供了一個很好的概述。
如你所見，它區分了製造工廠、全球設施洞察（工廠之外）、客戶現場和全球營運，後者分為管理、研發和現場服務的目標和收益。
它還顯示了一些額外的或更詳細的應用案例以及它們提供的好處，包括：
- 生產流程監控：優化流程，消除浪費，避免不必要的工作庫存。
- 遠端設備管理，包括設置特定限制和參數以節省能源和成本。
- 基於狀態的維護警報：優化機器可用性，最大限度地減少中斷並提高吞吐量。
- 一個重要的問題是：使用各種數據（產品、客戶情緒等）作為品質監控的驅動力，並增強結果和這些匯總數據的功能。
在工廠和實際製造環境（洞察力和生產）之外，我們看到了客戶現場現場服務工程師的營運資訊傳輸、整體價值和供應鏈視角、第三方物流和全球營運維度。
物聯網在製造業中的優勢
前面提到的所有數據和用例已經很好地說明了物聯網在製造業中的好處。以下是有關該物聯網利益維度的一些額外數據點。
根據 Verizon 的《市場狀況：2016 年物聯網》，
- 76% 的製造業先行者表示物聯網正在增加對客戶偏好和行為的洞察力。
- 66% 的先行者使用物聯網來衡量風險、保護公司資產和提高員工安全。
- 60% 的先行者正在透過物聯網提高產品和服務的可靠性或性能。
2016 年 3 月，BI Intelligence 估計，2020 年全球製造商將在物聯網解決方案上投資 700 億美元（報告稱，2015 年他們投資了 290 億美元）。這遠低於 IDC 的發現，但請記住，後者著眼於硬體、軟體、服務和連接性。
不過，BI Intelligence 也關注了收益，提到了 TATA Consultancy 的研究，該研究表明，擁有物聯網解決方案的製造商的收入在 2013 年至 2014 年間平均成長了 28.5%。
以下是普華永道承諾的資訊圖。
上圖：Shutterstock -版權所有： Firma V - 所有其他圖片均為其各自提及的所有者的財產。
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