物聯(lián)網如今已經成為許多行業(yè)組織的組成部分，廣泛應用在農業(yè)、制造業(yè)、醫(yī)療保健、交通運輸、能源等行業(yè)領域。它是數(shù)字化轉型的主要推動力之一。通用電氣公司前首席執(zhí)行官Jeff Immelt在2016年發(fā)表的一篇文章中，對工業(yè)物聯(lián)網給出了“美麗、可取、可投資”這樣的評價。

工業(yè)物聯(lián)網巨頭埃森哲公司預測，到2030年，工業(yè)物聯(lián)網將為全球經濟增加14.2萬億美元。

但是，工業(yè)物聯(lián)網與傳統(tǒng)的物聯(lián)網有何不同?消費級物聯(lián)網設備越來越普及，醫(yī)療保健可穿戴設備、智能鎖、冰箱、空氣質量控制器、虛擬助手等物聯(lián)網設備迅速成為市場主流。而“工業(yè)物聯(lián)網”一詞是指新興技術在行業(yè)業(yè)務運營中的應用。

Techopedia公司對于工業(yè)物聯(lián)網的定義是：“工業(yè)物聯(lián)網(IIoT)是通過物聯(lián)網連接協(xié)同工作，以幫助增強制造和工業(yè)流程的各種硬件組合的一個術語。”

以下將簡要概述工業(yè)物聯(lián)網的優(yōu)勢，了解其成功實施的案例以及阻礙其大規(guī)模采用的障礙，并概述克服這些障礙必須采取的步驟。

工業(yè)物聯(lián)網的好處

越來越多的企業(yè)認識到工業(yè)物聯(lián)網的好處，并致力于采用工業(yè)物聯(lián)網技術進行數(shù)字化轉型。

利用工業(yè)物聯(lián)網可以幫助組織：

創(chuàng)造大量經濟機會

提高運營效率

簡化常規(guī)流程

提高生產率

降低資本和運營費用

確保業(yè)務關鍵流程的無中斷性能

更具體地說，工業(yè)物網聯(lián)盟列出了10多個工業(yè)物聯(lián)網的用例，其中包括能耗優(yōu)化、智能倉儲應用、連接物流、工業(yè)安全系統(tǒng)、智能農業(yè)、資產管理、工作人員健康、安全監(jiān)控等。顯然，工業(yè)物聯(lián)網最終將對世界經濟以及未來的發(fā)展產生巨大影響。

該技術將改變就業(yè)市場，促進經濟增長，重塑現(xiàn)有產業(yè)，創(chuàng)造新機遇，以及最重要的是為企業(yè)提供顯著競爭優(yōu)勢所需的一切。

Industry ARC公司最近的一份調查報告預測，全球工業(yè)物聯(lián)網市場規(guī)模將在短短兩年內達到1238.9億美元。到2021年，制造業(yè)將創(chuàng)造最高收入，醫(yī)療保健業(yè)迅速趕超，并呈現(xiàn)60%的年增長率。另一位行業(yè)領導者將是能源部門，預期復合年增長率為39.7%。

工業(yè)物聯(lián)網用例

以下的一些使用案例提供了企業(yè)如何利用工業(yè)物聯(lián)網為其帶來利益的典型范例。

1. 建筑行業(yè)

卡特彼勒公司提供了一個使用工業(yè)物聯(lián)網進行預測性維護的示例?？ㄌ乇死蘸Ｊ虏块T已經引入了基于Pentaho平臺的卡特彼勒資產智能平臺，用于數(shù)據(jù)集成和分析。該公司安裝了物聯(lián)網傳感器來監(jiān)控船舶上的幾乎所有設備，其中包括發(fā)動機、燃油表、空調等。

該系統(tǒng)檢測到冷藏箱使用的電量與燃料表讀數(shù)呈正比關系。然后通過簡單地調整發(fā)電機功率輸出，將數(shù)據(jù)用于優(yōu)化操作設置。因此，預測性維護分析使其用戶每小時節(jié)省30美元的費用，對于運營50艘船舶的大型船隊而言，每年可節(jié)省超過65萬美元的成本。

2. 天然氣行業(yè)

像Marathon Petroleum公司這樣的石油和天然氣工業(yè)公司正在利用物聯(lián)網來確保其工作人員的人身安全，使用無線傳感器監(jiān)控員工接觸有害氣體的情況，并在有害氣體達到危險水平時及時通知他們處理或撤離。該公司也不再使用人力進行遠程管道檢測等高風險操作，工業(yè)無人機可以很成功地處理這些操作。

2013年，Marathon Petroleum公司收購了英國石油公司所擁有的美國德克薩斯州一家煉油廠，該煉油廠的設備在2005年爆炸，導致15名工人死亡，170多人受傷。該公司目前正成功地利用實時監(jiān)控和預防性維護來挽救員工生命，降低風險因素。

3. 采礦業(yè)

日本小松礦業(yè)公司采用的工業(yè)物聯(lián)網解決方案使用從設備和傳感器收集的實時數(shù)據(jù)來優(yōu)化機器操作。其連接的設備包括長壁采礦系統(tǒng)、輪式裝載機、電動采礦鏟等大型采礦設備，此外，小松礦業(yè)公司使用機器學習處理數(shù)TB的數(shù)據(jù)，并獲得提高其運營效率的見解。

根據(jù)Inmarsat公司最近發(fā)布的調查報告，在采礦業(yè)中，工業(yè)物聯(lián)網的采用也有助于企業(yè)遵循環(huán)境法規(guī)和企業(yè)社會責任政策。

工業(yè)物聯(lián)網面臨的挑戰(zhàn)

盡管科技愛好者對工業(yè)物聯(lián)網的到來表示歡迎，但73%的企業(yè)仍然沒有實施任何工業(yè)物聯(lián)網創(chuàng)新。雖然行業(yè)巨頭正在迅速接受數(shù)字化轉型，但中小型企業(yè)正在應對阻礙工業(yè)物聯(lián)網應用的現(xiàn)實挑戰(zhàn)和問題。

1. 與傳統(tǒng)技術整合

工業(yè)物聯(lián)網會生成大量數(shù)據(jù)，這對底層基礎設施提出了很高的要求。然而，大多數(shù)成熟的企業(yè)仍然使用傳統(tǒng)的軟件和硬件解決方案來處理結構化數(shù)據(jù)，而物聯(lián)網設備快速生成大量的非結構化數(shù)據(jù)。此外，這些數(shù)據(jù)需要實時處理和分析，而遺留系統(tǒng)則針對完全不同的方法進行定制。

企業(yè)云計算解決方案可以提供合理的替代方案，但只是在一定程度上，因為許多特定于業(yè)務的應用程序都是在傳統(tǒng)基礎設施上開發(fā)的，無法在云計算環(huán)境中工作。

除了將傳統(tǒng)設備與工業(yè)物聯(lián)網進行整合之外，另一個挑戰(zhàn)是網絡流量。所有第三方設備產生的流量將對網絡產生巨大影響，當然，網絡技術本身也將發(fā)生變化。

有一件事是清楚的：在當今的商業(yè)環(huán)境中，生產停工會導致企業(yè)巨大的收入損失，缺乏與遺留系統(tǒng)的集成是一個嚴重的問題，因此阻礙了工業(yè)物聯(lián)網的采用。

2. 費用

為了充分利用工業(yè)物聯(lián)網，企業(yè)必須進行全面或部分軟硬件改造，這是一項代價高昂的工作。在傳統(tǒng)觀念中，滿足物聯(lián)網挑戰(zhàn)需要購買單獨的存儲、計算和網絡容量，這需要前所未有的費用。

到目前為止，大多數(shù)企業(yè)都采用混合云模型——在將部分流程轉移到云平臺的同時，將關鍵操作保留在內部部署數(shù)據(jù)中心。像谷歌和AWS這樣的行業(yè)巨頭正在提供物聯(lián)網平臺，但不可否認，企業(yè)云計算費用也相當高。

3. 安全性

這是一個很大的問題。顯然，傳統(tǒng)的安全系統(tǒng)(比如防火墻的防病毒應用程序)很難應對物聯(lián)網時代的安全威脅。然而，一些專家消除了這些擔憂。他們聲稱，當今的技術已經發(fā)展到可以滿足企業(yè)級安全需求的水平。

4. 可管理性和控制問題

這些問題非常嚴重。與企業(yè)級別的系統(tǒng)故障不同，大多數(shù)消費級物聯(lián)網設備幾乎無法應對緊急情況。但如果在制造廠、煉油廠或礦山發(fā)生事故，其后果可能會更嚴重，將帶來潛在的危險和危及生命的情況。在工業(yè)物聯(lián)網系統(tǒng)具有無可挑剔的性能記錄之前，企業(yè)將對大規(guī)模采用工業(yè)物聯(lián)網保持警惕。

5. 連接性

工業(yè)物聯(lián)網的連接性是另一項挑戰(zhàn)。由于大量的設備連接到網絡，傳統(tǒng)的集中式基礎設施模型肯定會被淘汰。許多專家都希望使用分布式云模型來實現(xiàn)邊緣計算。像戴爾公司這樣的科技巨頭現(xiàn)在正在推出邊緣計算網關設備，這些設備將充當物聯(lián)網中心，并處理關鍵任務操作，而核心云網絡將保留用于數(shù)據(jù)存儲和分析。

6. 標準化

在市場經濟中，設備制造商和開發(fā)人員提供了大量的工具、傳感器和傳輸協(xié)議，這些工具、傳感器和傳輸協(xié)議可能相互兼容，也可能相互不兼容。簡單地說，A公司制造的傳感器可能無法與B公司的數(shù)據(jù)處理平臺一起工作。對于工業(yè)物聯(lián)網的早期采用者，這可能導致供應商鎖定。直到現(xiàn)在，還有一些國家正在努力引入和采用統(tǒng)一的標準，但這種情況仍遠未完善。

7. 人才

在許多方面，缺乏相關人才是核心問題。雖然自我學習人工智能仍處于發(fā)展階段，但工業(yè)物聯(lián)網的實施需要人力資源專家的幫助，而這些專家很少。企業(yè)必須說服那些在數(shù)據(jù)科學、網絡技術和機器學習方面具有相關專業(yè)知識的現(xiàn)有技術人士繼續(xù)任職，而這些專業(yè)人員也要求提供更高的薪酬。

在這種情況下，企業(yè)通常利用國內和海外外包措施，獲得物聯(lián)網人才的幫助，并開發(fā)定制企業(yè)解決方案。

利用工業(yè)物聯(lián)網創(chuàng)造競爭優(yōu)勢涉及到這些問題。為了應對數(shù)字化轉型挑戰(zhàn)，并采用工業(yè)物聯(lián)網，企業(yè)必須經歷以下三個階段：

分析和評估。企業(yè)是否具備處理大量工業(yè)物聯(lián)網數(shù)據(jù)集的基礎設施和軟件能力?確定企業(yè)的IT需求將幫助其概述采購計劃。實現(xiàn)這一計劃肯定需要投入大量的時間和資金，但最終還是值得付出努力。

半連接框架。對于企業(yè)的一個好消息是，73%的企業(yè)仍然處于第一階段，是尚未采用工業(yè)物聯(lián)網企業(yè)的一員。而企業(yè)進入第二階段將會獲得獨特的競爭優(yōu)勢。轉移到半連接框架意味著企業(yè)中的所有系統(tǒng)都是互連的，并且工作在完全同步的狀態(tài)。在這個階段，企業(yè)應該有一個逐步采用物聯(lián)網的計劃，并準備向前推進。

連接基礎設施。在第三階段，企業(yè)擁有一個完全連接的系統(tǒng)，通常稱為制造運營管理(MOM)，隨著數(shù)據(jù)流量的增加而擴展，并具有足夠的網絡、存儲和計算能力來處理不斷增加的數(shù)據(jù)集。在此階段，企業(yè)將充分了解網絡安全威脅以及實施高級企業(yè)安全系統(tǒng)的必要性。

在第三階段的企業(yè)將成為少數(shù)的成功公司之一：到目前為止，像微軟、IBM、英特爾、通用汽車和思科這樣的行業(yè)巨頭已經為物聯(lián)網實施了安全可靠的互聯(lián)網基礎設施。

這個計劃可能聽起來過于樂觀，但是大變化通常都是從小步驟開始的。通過仔細選擇工業(yè)物聯(lián)網平臺、設備管理和連接解決方案，人們將會看到，物聯(lián)網的數(shù)字化轉型將從計劃變?yōu)楝F(xiàn)實。