What is the Industrial Internet of Things (IIoT)?
什麼是工業物聯網 (IIoT)？
摘要
比爾·萊登
會議、媒體、供應商、自動化行業顧問、商業顧問，甚至政界人士都在討論和演示物聯網 (IoT) 和工業 4.0 如何在製造業中掀起一場革命。我相信我們正處於技術進步推動的重大工業自動化變革的關鍵時刻。包括會計、供應鏈、人力資源、採購、客戶服務、商業智慧和分銷管理在內的業務功能的數字革命已經經過多代完善。相比之下，工業和過程自動化行業並沒有以同樣的速度轉型。它們現在必須數位化，製造商才能參與競爭。在本文的最後，我有一份對讀者進行的小型調查的結果，可能會很有趣。
製造競爭力
在我的整個行業（包括歐洲）的旅行中，很明顯世界各地的製造商都了解提高生產力，以保持競爭力的必要性。歷史證明，拒絕採用適當的新顛覆性技術的組織可能會停滯不前，並被更先進的競爭對手超越。相反，利用顛覆性創新的公司將自己定位為行業領導者。
技術很重要
新技術和新概念的影響需要開放的心態，因為它們會破壞現狀。事後看來，變化似乎很明顯，但請考慮可程式邏輯控制器 (PLC) 的誕生。在 PLC 出現之前，有大量繼電器用於執行自動化，尤其是在汽車行業。當汽車模型發生變化時，改變製造是一項耗時數月的龐大而費力的項目。這一挑戰是開發 PLC 的催化劑，它在整個行業中使用，並且我們認為這是理所當然的。一開始有很多懷疑。年前，被認為是 PLC 之父的 Richard (Dick) Morley 去世了。他過去的話描述了當時的懷疑態度，「「我們在早期遇到了一些真正的問題，讓人們相信一盒軟體，https://www.isa.org/intech/201712talk 」。）
事後諸葛亮總是很容易，但選擇合適的技術在某個時間點應用需要分析、創造力和一些反覆試驗。
物聯網
隨著智慧輸入（類比、數位、視訊、音訊）和輸出（類比、數位、視訊、音訊）使用網路數據通信概念和技術進行通信的大規模儀器化世界的願景，物聯網一詞已經變得普遍。在醫療保健、交通控制、車輛安全、能源、農業和製造業等領域，有廣泛的新興物聯網應用。這一願景包括將大規模感測和控制與大數據和分析相結合，以實現高級水平的優化和效率。
隨著商業技術的成熟和廣泛應用，工業自動化有採用商業技術的歷史。應用物聯網技術來提高性能，並更好地與業務系統整合，是一個合乎邏輯的步驟。正如多年前的 PLC 一樣，廣泛使用的物聯網技術的應用，也將降低實施的硬體、軟體和勞動力成本。
工業4.0
物聯網是工業 4.0 項目中的關鍵支持技術，該項目是在德國聯邦政府的高科技策略下構思的，重點是資訊和通信技術（資訊學）以改善製造業。目標是智慧工廠（smart factory），其特點是適應性、資源效率和人體工程學，以及客戶和商業夥伴在業務和價值過程中的整合。
德國人工智慧研究中心創新工廠系統科學主任 Detlef Zhlke 教授，描述了從工廠到機器及其感測器和執行器的每一個元素將如何變得智慧（即，擁有一個內置的-in Web伺服器功能）。這使得連接網路中的所有內容均可尋址和訪問。無論應用程序級別或功能如何，每個對像都可以與每個其他對象進行通信。工業 4.0 概念現已在全球範圍內被採用。
德國的工業 4.0 ( https://www.automation.com/automation-news/article/industry-40-only-one-tenth-of-germanys-high-tech-strategy ) 倡議點燃了全球合作努力，包括 Made in 中國 2025 ( http://english.gov.cn/2016special/madeinchina2025 )、日本 - 工業價值鏈倡議和印度製造 ( http://www.makeinindia.com/home )。
工業 4.0 流程
流程工業 4.0 是 NAMUR 的另一項舉措，它將工業 4.0 概念應用於流程自動化，以實現自動化、業務資訊和製造執行功能的整體整合，從而跨公司邊界改進生產和商業的各個方面，以提高效率。許多 NAMUR 工作組是工作區 2 (WA 2) 過程，和工廠自動化系統的一部分，致力於製定標準。NAMUR 是一個國際用戶公司協會，成立於 1949 年。它代表他們在自動化技術方面的利益。組織目標包括通過自動化工程增加價值，並促進與製造商的「坦率和公平對話」。有關更多詳細資訊，請參閱「工業 4.0 流程」一文 ( https://www.isa.）。
競賽
發展中經濟體在採用新技術時具有優勢，因為它們不受傳統自動化系統和機器投資的束縛。這種情況為超越世界其他地區奠定了基礎，這是一種熟悉的模式，日本二戰後時期在汽車、電視和電子等多個領域創紀錄的經濟和市場佔有率成長為特徵。
發達國家用於預測製造業基礎設施生產壽命的會計方法通常不考慮新競爭者的遠期投資，這些投資使投資的註銷假設不准確。這導致製造和自動化人員無法進行投資以保持競爭力。
民意調查
我們最近進行了一項調查，以了解人們對「物聯網」和「工業/工業 4.0」這兩個術語的了解程度。本次調查不受任何供應商贊助。答案中有許多共同的主題，我認為可以分為兩大類。
- 改進通信和數據傳輸
- 製造業的轉型概念和技術
炒作
正如一位調查受訪者在評論中指出的那樣，圍繞這些話題肯定有很多炒作和一些挫折：
「一方面，我不喜歡它。」物聯網已經像現在的 IIoT（工業物聯網）一樣被我們（ICS/SCADA 人員）強行灌輸了。我不得不在服務台的那一天要求 IT 查看洗滌器，或高壓反應器上的變送器是我退休的日子。聽說過 SHODAN 嗎？也開始看到工業 x.0 專家頭銜的人？！！哦，兄弟！」
除其他外，該評論指出了廣泛應用這些技術的網路安全問題，以及 IT 人員對工業自動化所需的精度和可靠性缺乏了解的擔憂。
這個人的最後一句話，「也開始看到工業x.0專家頭銜的人了？！！哦，兄弟！」 放大了我對 IT 和商業諮詢公司「如雷貫耳」的擔憂，他們告訴製造公司的管理層，他們是「專家」，並將指導應用這些新技術的過渡。在我的職業生涯中，我曾經見過這種現象，而且它永遠不會有好的結局。
自動化專業人員對他們的組織有責任了解，和指導他們的雇主採用新技術。我認為自動化專業人士必須了解，並成為利用這些重要新技術的過程中的嚮導。我在社論中強調了這一點：
調查回復和邀請
來自調查的評論如下。我邀請你透過https://www.surveymonkey.com/r/DX6WQ9J 上的調查來添加你自己的想法。
物聯網和工業 4.0 調查回覆
你如何描述物聯網？
通信和數據傳輸
「物聯網可以定義為一種技術，它將趕策器收集的數據整合、傳輸和儲存到雲中，供授權人員訪問。」
「IIoT 有四個功能方面：(1) IT-OT 融合，(2) 網路安全，(3) 服務 2.0，(4) 業務整合。」
「製造設備將連接到工廠內外的中央系統。」
「將流程自動化中的事物連接起來，讓一切都變得更好。」
「可以透過乙太網或網路傳輸數據的智慧設備，或者可以在邊緣安裝計算設備，如手機或平板電腦。」
「設備和應用之間的連接並使數據對所有人可用。
「數位通信基礎設施，為工業自動化應用提供通用的可路由消息連接。」
「利用連接性和技術來利用資訊做出更好的決策，從而改善業務成果，包括我們生活的各個方面。」
「一種將設備整合到網路中，並將此資訊提供給需要此信息的每個人的方法。」
「一種允許在製造過程中，所有生產設備之間進行廣泛互連的技術。」
「一種無線設備，連接到網路，執行數據收集或控制等任務。」
「一種連接和獲取有關設備和工具的網路資訊的整合方式。隨著事物的智能會化程度提高，連接和提取資訊將更加容易。」
「這是一個如何在分散式架構中，整合設備的概念。」
「我將其理解為所有住宅應用、製造和工業自動化的下一步。隨著機器與機器和人之間尋址和通信的可能性，自動化的幅度將達到發展水準，使所有生產水準受益.」
「工業物聯網是當如此多的設備，變得數位通信友好，並相互傳輸/接收大量數據，以及控制室時。」
「在傳統工程工作站的環境中，無數（或任何啟用的）設備相互通信，在那裡我可以看到/訪問工廠中的任何設備，無論是儀表、閥門、控制器等。需要通信和連接與傳統的冗餘‘硬連線’網路一樣安全可靠。」
變革性的
「物聯網透過網際網路，對機器和系統的自動化和管理與工業製造相關。連接這些系統的流程、控制、監控和管理，允許製造商更好地管理和訪問他們的工廠營運，允許不同的系統‘對話’彼此了解‘每個系統需要什麼，以及何時保持流程平穩運行。」
「在適用的環境中使用數據收集和處理，系統地使用最佳實踐，來提高安全性和盈利能力，而不受人員和專業知識的影響。」
“基於傳感器的監控和生產設備及軟件的連接網絡，為人們提供可操作的信息，以便做出更明智的決策。對這些信息的訪問不受與物理設備運行設施的物理連接的約束或限制。”
「工業製造中的物聯網，是整個企業中不同系統（機器、生產線、流程、ERP/MOM/MES/CRM 等）的連接，並利用這些資訊提高效率，增加收入來源，改善客戶服務，並總體上做出更好的決策來增加收入、降低成本和改善客戶關係。」
「工業物聯網是指將新技術，應用於製造中存在多年的問題。例如：在雲端而不是在內部（已經做了多年）的資產管理。基本概念是收集所有可用的流程和資產數據，然後對其進行一些分析，為製造商（運營商）提供實際見解，以便其做出更好的決策。無線、乙太網、製造執行系統和基於雲的平台等技術，都是其中的一部分，可以提供的物聯網〈解決方案〉來幫助解決這些古老的問題。」
「物聯網是所有相關設備的連接，目的是將連續數據傳輸到雲端，以便透過數據分析來優化系統，以實現過程和控制優化。」
「一種旨目的在將資產、系統和人員連接到雲的技術趨勢，利用其功能進行分析、自動化和擴展，最終目的是顯著提高工作人員的生產力、安全性和權力。」
「分析生產和資產數據以改進製造過程。」
「一套技術和數據管理解決方案，以增強端到端的工業製造，使產品和服務更加數位位化。」
「使用工廠 I/O 數據（多年來一直可用）來解決工廠層面以上的問題（更大的公司目標）。」
「採用 IT 技術/原則來收集數據，並將其轉化為資訊，從而提高靈活性、效率和利潤。」
「工業物聯網是硬體、軟體和服務的結合，有助於將來自工廠產線或遠端場域的網路邊緣的數據民主化，以實現分析、洞察、性能和協作。這項工作的關鍵，是使用支持技術普遍存在於資訊技術（軟體、連接、協議、數據集）和營運技術領域（工業強化、高度可靠、電氣和現實世界設備的數位接口）目的在協同工作以實現預期結果。」
「物聯網結合機器學習和大數據技術，利用感測器數據、機器對機器通信和自動化技術，從而改善工業製造中的質量控制、可持續和綠色實踐、供應鏈可追溯性和整體供應鏈效率。」
觀點
「用來描述我們 25 年來，一直在做的事情的流行語。」
「一方面，我不喜歡它。‘物聯網’已經像現在的 IIoT（工業物聯網）一樣，被我們（ICS/SCADA 人員）強行灌輸了。我不得不在服務台的那一天，要求 IT 查看洗滌器或高壓反應器上的變送器，是我退休的日子。聽說過 SHODAN 嗎？也開始看到工業 x.0 專家頭銜的人？！！哦，兄弟！」
工業4.0
通信和數據傳輸
「將製造中的事物連接起來，使一切運轉得更好，從而更好地了解你的設施。」
「透過分佈式決策機器協調智慧生產，實現與大規模生產成本相當的定制生產。」
「最初來自德國政府的一個概念。工業 4.0 代表可以將數據發送到雲、雲端運算，並向工業場域報告的網路系統。」
「我認為將工業 4.0 與物聯網區分開來，沒有任何價值。工業 4.0 是一個德語術語，世界其他地方都在使用物聯網。它們基本上是一樣的。請參閱問題 6 的答案。」（物聯網回答：「工業物聯網是指將新技術，應用於製造中存在多年的問題。例如：在雲端而不是在內部進行資產管理（已經做了多年）。基本的概念是收集所有可用的過程和資產數據，然後對其進行一些分析，為製造商（營運商）提供實際見解，以便其做出更好的決策。無線、乙太網、製造執行系統，和基於雲的技術平台，都是物聯網〈解決方案〉的一部分，可以幫助解決這些古老的問題。」
〈設備和應用之間的連接，使所有人都可以使用數據。隨著事物的智慧化程度提高，連接和提取資訊將變得更加容易。」
「我回到 ISA 標準和 0 級到 4 級的早期。工業 4.0 有很多不同的描述，並且被錯誤的行銷混淆了。我相信工業 4.0 將使用當前的技術，並結合工業物聯網設備。」
變革性的
「工業 4.0 是一個概念，其中（基於某些框架）可以將整個製造工廠，轉變為基於物聯網的工廠。」
「工業製造中從概念設計到製造、材料管理和供應鏈交付的端到端資訊整合。」
「這是一種基於使用新的顛覆性技術（例如物聯網、人工智慧、3D、增強實境）的價值，轉換新範式，提供了從服務、流程和產品本身，從外到內改變的機會。」
「採用分析、大數據、增強現實、3D 列印等技術，以增強端到端的工業製造。」
「使用工廠 I/O 數據（已存在多年）為客戶提供更深入的了解。這意味著了解對客戶很重要的數據，並使用它來擴展製造商可以提供給他們的服務。」
「工業 4.0 描述了，透過將消費者與生產商和整個供應鏈連接起來，以成本和資源有效地製造 10,000 件為單位的方法。工業 4.0 目的在透過採用工業相容的 IT 技術（網路安全）。」
「工業4.0是第四次工業革命，工廠將成為智慧工廠。」
「工業 4.0 是製造業領域的下一次（當前）革命，設備、機器、人員、企業和供應鏈高度連接，從而產生優化的結果。」
「新模式的生產管理和運營控制，在集成結構中使用顛覆性技術。」
「在我看來，工業 4.0 是許多專注於更高性能的技術的結合。」
「自動化工業 4.0 代表了生產力的下一步，利用當今可用的主要技術，例如工業物聯網、3D 列印、無線、HMI 和其他能夠優化生產力水準的技術。這些新技術的總和，將提供一個技術發展將代表範式的崩潰和新公司的創建，未來將改變客戶與生產商之間的關係。」
「基於許多不同數據/資訊技術的使用，生產概念被組織起來，以指導如何提高效率和優化製造過程。」
「利用連接性和技術，來利用資訊做出更好的決策，以改善業務成果，專注於製造和相鄰功能。」
意見/觀察
「是 IT 方面加入了‘工業’這個詞。」
「來自德國的一套標準，定義了在製造中實施物聯網，所使用的流程和程序。」
「工業物聯網和工業 4.0 在實踐中非常相似。」
「與 IIoT（通信基礎設施）相同，但更側重於工業自動化應用。」
「描述我們 25 多年來一直在做的事情的流行語，但有幾個例外。自動化分析和機器學習是比較新的技術，雖然也有 15 年以上的歷史。」
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