什麼是工業物聯網？
工業物聯網（IIoT）是使用智慧感測器、執行器和其他裝置，如射頻辨識標籤，來增強製造和工業流程。這些裝置聯網在一起，提供資料收集、交換和分析。從這個過程中獲得的見解，有助於提高效率和可靠性。IIoT 也被稱為工業網際網路，用於許多行業，包括製造業、能源管理、公用事業、石油和天然氣。
IIoT 利用智慧機器和即時分析的力量，來利用愚蠢的機器多年來在工業環境中產生的資料。IIoT 背後的驅動理念是，智慧機器不僅比人類更擅長即時捕獲和分析資料，而且還更擅長傳達可用於更快、更準確地推動業務決策的重要資訊。
連線的感測器和執行器，使公司能夠更快地解決低效率和問題，節省時間和金錢，同時支援商業智慧工作。特別是在製造方面，工業物聯網具有提供質量控制、永續和綠色實踐、供應鏈可追溯性，和整體供應鏈效率的潛力。在工業環境中，工業物聯網是預測性維護、增強現場服務、能源管理和資產跟蹤等流程的關鍵。
IIoT 是如何工作的？
IIoT 是一個智慧裝置網路，連線到監控、收集、交換和分析資料的系統。每個工業物聯網生態系統由以下內容組成：
可以感知、通訊和儲存有關自身資訊的連線裝置。
- 公共和私人資料通訊基礎設施。
- 從原始資料生成業務資訊的分析和應用。
- IIoT 裝置生成的資料的儲存。
- 人們。
這些邊緣裝置和智慧資產，將資訊直接傳輸到資料通訊基礎設施，在那裡將其轉換為有關某臺機器如何執行的可操作資訊。這些資訊可用於預測性維護，以及最佳化業務流程。
物聯網和物聯網有什麼區別？
儘管物聯網和 IIoT 有許多共同的技術 —— 包括雲平台、感測器、連線、機器對機器通訊，和資料分析 —— 但它們被用於不同的目的。
物聯網系統連線多個垂直領域的裝置，包括農業、醫療保健、企業、消費者、公用事業、政府和城市。物聯網技術包括智慧裝置、健身帶和其他應用，如果出現問題，這些應用通常不會造成緊急情況。
另一方面，工業物聯網應用連線石油和天然氣、公用事業和製造業等領域的機器和裝置。IIoT 佈署中的系統故障和停機，可能導致高風險或危及生命的情況。與物聯網應用程式以使用者為中心的性質相比，IIoT 應用還更關注提高效率、健康或安全。
哪些行業正在使用 IIoT？
許多行業都使用工業物聯網，包括以下內容：
- 汽車行業。該行業使用工業機器人，IIoT 可以幫助主動維護這些系統，並在潛在問題中斷生產之前發現它們。汽車行業還使用 IIoT 裝置從客戶系統收集資料，並將其傳送到公司的系統。然後，該資料用於辨識潛在的維護問題。
- 農業行業。工業感測器收集有關土壤營養、水分和其他變數的資料，使農民能夠生產最佳作物。
- 石油和天然氣行業。一些石油公司擁有一支自主飛機機隊，這些飛機使用視覺和熱成像，來檢測管道中的潛在問題。此資訊與其他型別感測器的資料相結合，以確保安全操作。
- 公用事業。IIoT 用於電力、水和天然氣計量，以及變壓器等工業公用事業裝置的遠端監控。
IIoT 有什麼好處？
製造業中使用的 IIoT 裝置具有以下好處：
- 預測性維護。組織可以使用從工業物聯網系統生成的即時資料，來預測機器何時需要維修。這樣，就可以在故障發生之前進行必要的維護。這在生產線上特別有利，在那裡，機器故障可能會導致工作停工和鉅額成本。透過積極主動地解決維護問題，一個組織可以實現更好的營運效率。
- 更高效的現場服務。IIoT 技術幫助現場服務技術人員，在客戶裝置成為重大問題之前辨識潛在問題，使技術人員能夠在問題影響客戶之前解決問題。這些技術還為現場服務技術人員，提供了有關他們需要維修哪些部件的資訊。這確保了技術人員在撥打服務電話時，隨時隨時備必要的部件。
- 資產追蹤。供應商、製造商和客戶可以使用資產管理系統，來追蹤整個供應鏈中產品的位置、狀態和狀況。如果貨物損壞或有損壞風險，系統會向利益相關者傳送即時警報，讓他們有機會立即採取或預防措施，來補救這種情況。
- 提高客戶滿意度。當產品連線到物聯網時，製造商可以捕獲和分析有關客戶如何使用其產品的資料，使製造商和產品設計師能夠建構更多以客戶為中心的產品路線圖。
- 改善設施管理。製造裝置容易磨損，工廠的某些條件可能會加劇磨損。感測器可以監測振動、溫度和其他可能導致次優操作條件的因素。
IIoT 安全嗎？
早期，製造商在建立物聯網裝置時很少考慮安全性，這導致人們認為物聯網裝置本質上是不安全的。鑑於物聯網和工業物聯網裝置之間的相似之處，值得考慮使用工業物聯網裝置是否安全。
與任何其他連線裝置一樣，IIoT 裝置必須逐裝置進行評估。完全有可能一個製造商的裝置是安全的，而另一個製造商的裝置則不安全。即便如此，安全是裝置製造商比以往任何時候，都更優先考慮的問題。例如，IIoT 中使用的安全方法可能包括多因素身份驗證、端到端加密和建立自定義授權級別。
2014 年，包括美國電話電報公司、思科、通用電氣、IBM 和英特爾在內的幾家科技公司成立了工業網際網路聯盟（IIC），該聯盟於 2020 年更名為工業物聯網聯盟。雖然該小組的主要目標是加快採用工業物聯網和相關技術，但它將安全作為優先事項，甚至成立了一個安全工作組。IIC 的其他工作組包括技術、聯絡、行銷、行業和數位化轉型。
IIoT 的風險和挑戰是什麼？
與使用 IIoT 相關的最大風險與安全有關。IIoT 裝置繼續使用預設密碼是比較常見的，即使在它們投入生產後也是如此。同樣，許多 IIoT 裝置以明文的形式傳輸資料。這些條件可能會使攻擊者，相對容易攔截來自 IIoT 裝置的資料。同樣，攻擊者可以接管不安全的 IIoT 裝置，並將其用作對其他網路資源發動攻擊的平台。
對於那些負責組織的工業物聯網裝置的人來說，安全和裝置管理是主要挑戰。隨著組織增加更多的 IIoT 裝置，採用有效的裝置管理策略變得越來越重要。更具體地說，組織必須能夠積極辨識 IIoT 裝置，以防止使用流氓裝置。建立辨識每個裝置的手段，對於更換故障裝置或執行裝置，重新整理等任務也非常重要。
補丁更新管理，給工業物聯網裝置帶來了另一個挑戰。裝置製造商釋出定期韌體更新變得越來越普遍。組織必須有有效的方法來檢查裝置，看看它們是否安裝了最新的韌體，並在必要時佈署新的韌體。此外，此類工具必須遵守組織既定的維護時間表，這樣它就不會擾亂營運。
什麼是 IIoT 應用和示例？
在智慧機器人的現實世界 IIoT 佈署中，電力和機器人公司 ABB 使用連線的感測器，來監控其機器人的維護需求，以在零件損壞之前提示維修。
同樣，商業噴氣式客機製造商空中客車公司，推出了其所謂的未來工廠，這是一個數位製造計劃，目的在簡化營運和提高產量。空中客車將感測器整合到生產工廠的機器和工具中，並為員工配備了可穿戴技術 —— 例如工業智慧眼鏡 —— 目的在減少錯誤並提高工作場所安全。
另一家機器人製造商 Fanuc 在其機器人技術中使用感測器，以及基於雲的資料分析，來預測其機器人元件即將出現故障。這樣做使工廠經理能夠在方便的時間安排維護，降低成本並避免潛在的停機時間。
奧地利汽車製造商 Magna Steyr 正在使用 IIoT，來追蹤其資產，包括工具和車輛零件，並在必要時自動訂購更多庫存。
誰是 IIoT 供應商？
有許多供應商提供 IIoT 平台，包括以下示例：
- ABB 能力。ABB 專門從事連線、軟體和機器智慧。
- Aveva。Aveva 於 2023 年初被施耐德電氣收購，為原始裝置製造商和終端使用者開發人工智慧、數位化轉型、工業物聯網和物聯網邊緣平台。
- 思科物聯網。思科提供網路連線、連線管理、資料控制和交換機，以及邊緣運算的平台。
- Fanuc。Fanuc 結合了機器人、自動化和高階分析，提供工業物聯網產品。
- 通用電氣 Predix 平台。這個 IIoT 軟體平台有助於連線、最佳化和擴充數位工業應用。
- Plataine。Plataine 專門使用人工智慧在製造中，產生可操作的見解。
- 西門子洞察中心。Insights Hub 提供基於人工智慧和高階分析的工業物聯網。
物聯網和 5G
5G 是行動網路的標準，它是專門為提供低延遲的快速資料吞吐速度而設計的。5G 支援高達每秒 20 千兆位元的下載速度，延遲為毫秒以下。
5G 的出現可能會在兩個主要方面，影響 IIoT 裝置的使用。首先，5G 的高吞吐量和低延遲，使裝置能夠實時共享資料。以前，只有當裝置位於具有高速連線的專用網路上時，這才有可能。這種即時連線可以支援無人駕駛汽車和智慧城市等應用案例。
5G 影響工業物聯網採用的另一個方式是，它可能會導致裝置擴散。工業營運可以使用數千個 5G 連線裝置。5G 的高速和低延遲，也意味著我們可能會看到 IIoT 裝置在偏遠地區使用，因為以前缺乏高速連線，導致 IIoT 的使用不切實際。
IIoT 的未來是什麼？
工業物聯網的未來，與被稱為工業 4.0 的趨勢密切相關。工業 4.0 本質上是第四次工業革命。
工業 1.0 是第一次工業革命，發生在 18 世紀末，當時公司開始在製造中使用水動力或蒸汽動力機器。工業 2.0 始於 20 世紀初，是電力和裝配線的引入的結果。工業 3.0 出現在 20 世紀下半葉，與電腦在製造過程中的使用有關。
當今的工業 4.0，是基於將新技術整合到營運和生產設施中。這些新技術包括雲端運算、人工智慧、機器學習和連線電子裝置的使用 —— 特別是 IIoT 裝置。
展望未來，IIoT 裝置將在數位化轉型中發揮重要作用，特別是當組織試圖將其生產線和供應鏈數位化時。此外，大數據分析將不斷發展，以納入工業物聯網資料，使組織能夠實時檢測不斷變化的條件，並做出相應的反應處理。
儘管 IIoT 裝置已經存在了幾年，但現實世界的採用仍在成長。根據 Research and Markets 的一份報告，2022 年，全球工業物聯網市場規模為 2217 億美元，預計到 2028 年將成長到 5166 億美元。同樣，工業物聯網作為一種服務的發展，也越來越受歡迎。
隨著 5G 變得越來越普遍，越來越多的組織開始意識到 IIoT 可以為他們做什麼，採用率也可能發生變化。有許多線上資源可供想要掌握物聯網和工業物聯網的組織使用。
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