物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合發(fā)展的嶄新階段。未來10年內(nèi)，全球物聯(lián)網(wǎng)將創(chuàng)造10多萬億美元的價(jià)值，約占全球經(jīng)濟(jì)的1/10，并與城市管理、生產(chǎn)制造、汽車駕駛、能源環(huán)保等形成數(shù)個(gè)千億級(jí)規(guī)模以上的細(xì)分市場(chǎng)。

　　其中，工業(yè)制造領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級(jí)成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力， 世界各國紛紛發(fā)布相關(guān)的戰(zhàn)略舉措，搶占新一輪發(fā)展戰(zhàn)略機(jī)遇。有分析認(rèn)為，到2020年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在整體物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的占比將達(dá)到25%，規(guī)模將突破4500億元。

　　本期，我們推薦來自中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)白皮書，深入挖掘物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用前景，從終端和平臺(tái)兩大維度分析技術(shù)和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，介紹標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)程并羅列創(chuàng)新用例。

　　以下為筆者整理呈現(xiàn)的干貨：

　　一、從政府引領(lǐng)到需求主導(dǎo)

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)和六大典型特征

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，中國制造2025、美國先進(jìn)制造伙伴計(jì)劃、德國工業(yè)4.0等一系列國家戰(zhàn)略的提出和實(shí)施，在此背景下， 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，可以說是智能制造的基石(支撐級(jí)技術(shù)體系)， 成為全球工業(yè)體系智能化變革的重要推手。

　　中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院指出：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)即通過工業(yè)資源的網(wǎng)絡(luò)互連、數(shù)據(jù)互通和系統(tǒng)互操作， 實(shí)現(xiàn)制造原料的靈活配置、制造過程的按需執(zhí)行、 制造工藝的合理優(yōu)化和制造環(huán)境的快速適應(yīng)， 達(dá)到資源的高效利用，從而構(gòu)建服務(wù)驅(qū)動(dòng)型的新工業(yè)生態(tài)體系。

　　用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，將對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、 經(jīng)營和管理模式帶來深刻變革，提高生產(chǎn)制造效率，提升產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)附加值，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，有力推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式由生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)參考體系架構(gòu)

　　當(dāng)前我國工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)由政府引領(lǐng)轉(zhuǎn)向應(yīng)用需求為主導(dǎo)，企業(yè)開始應(yīng)用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決自身所面臨的實(shí)際問題， 比如：

　　1、通過傳感器儀器儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備、原材料、在制品及工作人員的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)制造過程的智能執(zhí)行， 提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量;

　　2、通過RFID等識(shí)到技術(shù)建設(shè)智能倉儲(chǔ)， 并與生產(chǎn)過程進(jìn)行聯(lián)接，提高制造原料的高效配置;

　　3、耐用性的設(shè)備產(chǎn)品通過感知于段獲取數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性預(yù)警、遠(yuǎn)程維護(hù)等服務(wù)，提高設(shè)備產(chǎn)品的附加值。

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)制造領(lǐng)域各環(huán)節(jié)的深入應(yīng)用， 有助于改善產(chǎn)能過剩、 成本壓力增加等諸多困境。

　　二、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的布局路線

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施的四個(gè)階段

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施一般包括四個(gè)實(shí)施階段：

　　1、智能的感知控制階段，即利用基于末端的智能感知技術(shù)(傳感器、REID、無線傳感網(wǎng)絡(luò)等)隨時(shí)、 隨地進(jìn)行工業(yè)數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備控制的智能化;

　　2、全面的互聯(lián)互通階段，通過多種通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通手段(工業(yè)網(wǎng)關(guān)、短距離無線通信、低功耗廣域網(wǎng)和OPC UA等)整合信息化共性技術(shù)和行業(yè)特征，將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、安全、高效地傳遞出去;

　　3、深度的數(shù)據(jù)應(yīng)用階段， 即利用云計(jì)算、 大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模、 分析和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的深度開發(fā)應(yīng)用，從數(shù)據(jù)倉庫中提取隱藏的預(yù)測(cè)性信息，挖掘出數(shù)據(jù)間潛在的關(guān)系，快速而準(zhǔn)確地找出有價(jià)值的信息，有效提高系統(tǒng)的決策支持能力;

　　4、創(chuàng)新的服務(wù)模式階段，主要利用信息管理、智能終端和平臺(tái)集成等技術(shù)，提供定制服務(wù)、增值服務(wù)、運(yùn)維服務(wù)、升級(jí)服務(wù)、培訓(xùn)服務(wù)、咨詢服務(wù)和實(shí)施服務(wù)等方面，廣泛應(yīng)用于智能工廠、智能交通、工藝流程再造、環(huán)境監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程維護(hù)、設(shè)備租賃等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范領(lǐng)域，全方位構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的服務(wù)模式生態(tài)圈，提升產(chǎn)業(yè)價(jià)值，優(yōu)化服務(wù)資源。

　　三、起底技術(shù)體系和發(fā)展趨勢(shì)

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系主要以下四塊：

　　1、感知控制技術(shù)

　　主要包括傳感器(測(cè)量或感知特定物體的狀態(tài)和變化，并轉(zhuǎn)化為可傳輸、可處理、可存儲(chǔ)的電子信號(hào)或其他形式的信息)、射頻識(shí)別(非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù))、多媒體、工業(yè)控制(SCADA系統(tǒng)、DCS和PLC)等， 是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署實(shí)施的核心;

　　2、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

　　三大主流技術(shù)是工業(yè)以太網(wǎng)、短距離無線通信技術(shù)、低功耗廣域網(wǎng)，核心技術(shù)包括時(shí)間同步、確定性調(diào)度、跳信道、路由和安全技術(shù)等，可以使得工業(yè)傳感器的布線成本大大降低，有利于傳感器功能的擴(kuò)展， 是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通的基礎(chǔ);

　　3、信息處理技術(shù)

　　主要包括數(shù)據(jù)清洗、 數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等，為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的提供支撐;

　　4、安全管理技術(shù)

　　包括加密認(rèn)證、防火墻、入侵檢測(cè)等，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署的關(guān)鍵。

　　目前，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)為：

　　1、終端智能化，包括底層傳感器設(shè)備自身向著微型化和智能化的方向發(fā)展，以及工業(yè)控制系統(tǒng)的開放逐漸擴(kuò)大，使得工業(yè)控制系統(tǒng)與各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)作成為可能;

　　2、聯(lián)接泛在化。工業(yè)控制通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)和工業(yè)無線等多種工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將監(jiān)控設(shè)備與系統(tǒng)， 同生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感器、 變送器、執(zhí)行器、 伺服驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)控制器，甚至CNC數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和成套生產(chǎn)線等生產(chǎn)裝備連接起來;

　　3、計(jì)算邊緣化，數(shù)據(jù)不用再傳到遙遠(yuǎn)的云端，更適合實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析和智能化處理，具有安全、快捷、易于管理等優(yōu)勢(shì)， 能更好地支撐本地業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)智能化處理與執(zhí)行， 滿足網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)需求;

　　4、網(wǎng)絡(luò)扁平化，使信息在真實(shí)世界和虛擬空間之間智能化流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)制造的實(shí)時(shí)控制、精確管 理和科學(xué)決策進(jìn)行了大量的研究與探索。

　　5、服務(wù)平臺(tái)化，提升連接靈活、擴(kuò)展用戶規(guī)模、增強(qiáng)數(shù)據(jù)的安全性、應(yīng)用開發(fā)的簡(jiǎn)易友好，根據(jù)用戶實(shí)際需求提供設(shè)備遠(yuǎn)程管理、預(yù)防性維護(hù)和故障診斷等服務(wù)。

　　四、深扒產(chǎn)業(yè)玩家

　　工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)地圖(援引CB Insights)

　　傳感器：2021年1906億美元

　　隨著工業(yè)4.0及智能制造等類似概念的推出， 全球的傳感器市場(chǎng)空間再 次被擴(kuò)寬。據(jù)預(yù)測(cè)， 2016年至2021年，傳感器的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)為11%，到2021年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1906億美元。

　　目前，全球傳感器市場(chǎng)主要由美國、 日本、德國的相關(guān)企業(yè)占主導(dǎo)， 比如MEAS傳感器公司、霍尼韋爾公司、凱勒公司、艾默生電氣公司、通用公司等， 不過亞太地區(qū)的傳感器市場(chǎng)也呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

　　近年來， 我國在傳感器相關(guān)產(chǎn)業(yè)加入投入， 提高國有傳感器及儀器儀表的占有率，尤其是高端傳感器品種的市場(chǎng)占有率，目前國內(nèi)的傳感器及儀器儀表企業(yè)以沈陽儀表科學(xué)研究院、深圳清華大學(xué)研究院、 河南漢威電子等一定的業(yè)績(jī)。為代表目前取得了一定的業(yè)績(jī)。

　　工業(yè)控制：美歐日盤踞

　　工控市場(chǎng)分析(援引安信證券)

　　工業(yè)控制是對(duì)工業(yè)過程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策為目的， 主要是以PLC、DCS等產(chǎn)品形式體現(xiàn)。

　　目前，PLC市場(chǎng)可以分成美國(A-B公司、通用電氣公司、莫迪康公司等)、歐洲(德國的西門子、AEG和法國的TE)、和日韓(日本的三菱、歐姆龍、松下、富士等，以及韓國的三星、LG)等三個(gè)流派，占有主要的市場(chǎng)份額。我國的PLC仍以國外產(chǎn)品為主， 國內(nèi)PLC 生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品數(shù)量和生產(chǎn)規(guī)模的還有待于提高。

　　DCS生產(chǎn)廠家主要集中在美國、 日本、德國等。國外產(chǎn)品(如Honeywell和橫河公司)在我國DCS市場(chǎng)有一定占有率。 不過近年來國產(chǎn)DCS的市場(chǎng)占有份額也在飛速提升，我國涌現(xiàn)出一批DCS產(chǎn)品優(yōu)秀企業(yè)， 如北京和利時(shí)、 上海新華、 浙大中控、浙江威盛、航天測(cè)控、電科院以及北京康拓集團(tuán)等。

　　平臺(tái)：傳統(tǒng)巨頭對(duì)決IT大佬

　　工業(yè)領(lǐng)域巨頭的平臺(tái)布局十分積極，包括西門子的MindSphere、通用電氣的Predix、菲尼克斯電氣的ProfiCloud，以及國內(nèi)三重工的根云、海爾的COSMOPlat、徐工工業(yè)云、航天科工的INDICS等。

　　與此同時(shí)，IT巨頭也在借助其云平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，通過聯(lián)合上下游企業(yè)，布局工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。如微軟的Azure、亞馬遜的AWS、IBM的Watson、SAP的HANA。 國內(nèi)的百度、阿里、京東和騰訊也都推出面向工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)。

　　除了獨(dú)立布局，展開優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)合作，擴(kuò)展生態(tài)圈也是一種主流的平臺(tái)布局方式。比如2016年GE宣布Predix登陸微軟Azure云平臺(tái);2017年ABB宣布依托于微軟Azure平臺(tái)提供工業(yè)云服務(wù)， 與IBM在工業(yè)數(shù)據(jù)計(jì)算和分析方面開展合作;西門子也表示MindSphere在云服務(wù)方面已跟亞馬遜AWS、微軟和SAP開展合作。

　　全球物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織分布圖

　　技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的推動(dòng)下，國內(nèi)外巳開展的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作，包括傳感器及儀器儀表的標(biāo)準(zhǔn)、控制類標(biāo)準(zhǔn)(DCS編程語言和接口方面的標(biāo)準(zhǔn)有待制定)、工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(互聯(lián)互通)、工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)(鏈接泛在化)、信息集成標(biāo)準(zhǔn)、信息安全標(biāo)準(zhǔn)等。

　　五、四大用例剖析

　　基于機(jī)床物聯(lián)網(wǎng)的租賃

　　租賃應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　該用例來自智能云科，利用iSESOL平臺(tái)，定位生產(chǎn)力共享。用戶可以通過iSESOL平臺(tái)、租賃業(yè)務(wù)后臺(tái)和租賃客戶端APP等工具實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、 查看設(shè)備歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)以及了解設(shè)備費(fèi)用詳情， 同時(shí)可以依靠iSESOL平臺(tái)提供的大數(shù)據(jù)智能分析工具，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更好的業(yè)務(wù)決策。

　　新保險(xiǎn)模式

　　新保險(xiǎn)模式總體方案示意圖

　　該項(xiàng)目來自樹根五聯(lián)，以工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集接入、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)挖掘分析、數(shù)據(jù)服務(wù)與數(shù)據(jù)產(chǎn)品，提供保險(xiǎn)大數(shù)據(jù)解決方，生成設(shè)備的綜合狀態(tài)評(píng)估，以及設(shè)備主及企業(yè)的運(yùn)營狀況及信用風(fēng)險(xiǎn)等模型。

　　無人化磨棍間軋輾流轉(zhuǎn)

　　無人化磨棍區(qū)域工作流程

　　傳統(tǒng)磨輯間標(biāo)準(zhǔn)化工藝流程存在勞動(dòng)效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)高、質(zhì)量波動(dòng)大、環(huán)保效果差等問題。寶鋼通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、射頻識(shí)別、信息交互、智能控制等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了軋輯自動(dòng)識(shí)別、行車智能吊裝、磨床智能磨削、軋輯自動(dòng)水冷、軋輯自動(dòng)補(bǔ)油、軋輯智能配輯等生產(chǎn)工藝，大大提高了軋線供輯能力，避免了安全風(fēng)險(xiǎn)，降低了生產(chǎn)成本，提高了環(huán)保節(jié)能水平。

　　物流自動(dòng)化

　　項(xiàng)目系統(tǒng)框架

　　通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，輪胎制造企業(yè)能及時(shí)掌握原材料采購、庫存、銷售等信息，通過大數(shù)據(jù)分析還能預(yù)測(cè)原材料的價(jià)格趨向、供求關(guān)系等，有助于完善和優(yōu)化供應(yīng)鏈管理體系， 提高供應(yīng)鏈效率， 降低成本，打造全面優(yōu)化的生產(chǎn)、 物流及服務(wù)過程，實(shí)現(xiàn)真正的智能制造。

　　智東西認(rèn)為，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)背后的邏輯是日趨成熟的傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)/信息計(jì)算處理技術(shù)，以及“執(zhí)行端”的自動(dòng)化/機(jī)器人技術(shù)，這使得功能定向的有確定流程的工業(yè)應(yīng)用能夠向智能化轉(zhuǎn)變。而感知控制和互聯(lián)互通實(shí)現(xiàn)之后，數(shù)據(jù)模型的功能將進(jìn)一步被挖掘，工業(yè)制造領(lǐng)域的覆蓋面將進(jìn)一步拓展，塑造功能和形式更多樣的，提供個(gè)性化服務(wù)的生態(tài)，激發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。從產(chǎn)業(yè)的角度來看，傳感器、工業(yè)控制相關(guān)企業(yè)將直接受益，兩塊兒國內(nèi)的家底雖然不厚，卻是要抬頭。

　　附：

　　2017年物聯(lián)網(wǎng)十大趨勢(shì)(跨界用例、LPWA、安全優(yōu)先、服務(wù)方案、M&A、AI+、商業(yè)服務(wù)模型、云計(jì)算、雷達(dá))

　　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)地圖(CB Insights)