企业如何推进智能制造和工业物联网(IIoT)战略

企业如何推进智能制造和工业物联网(IIoT)战略,第1张

目前,很多公司正在积极布局智能制造和工业物联网发展战略。问题是,这些企业是会共同推进两个战略的发展还是分开推进呢?我相信他们会共同推进,但我也可以理解那些把他们看作是分开的人。
在我们讨论这个话题之前,先让我先定义一下术语,因为有很多关于这个的争论。
智能制造:在工厂和整个价值链内实现业务、物理和数字流程的智能化、实时协调和优化。基于所有可用的信息,资源和流程将实现自动化、集成化、被监控和持续评估。(根据MESA International ,MES国际联合会定义)
IIoT:在工业(如组件、产品、产品运输和设备)中使用的物理对象(“物”)中嵌入电子、软件、传感器组成的网络,这个网络能够使物理对象通过互联网协议(IP)收集数据并与控制系统、业务流程和分析交换数据。(根据维基百科“IoT”修改)
现在回到我们的核心问题:两个战略是要共同推进还是分开推进呢?很明显,目前还没有定论。下面是这些观点的一些背景:
工业互联网协会(IIC)说:"通过自动化工业设备和系统之间的通信,IIoT提高了整个工厂的效率,使其更加智能化,"我同意。我相信,IIoT是智能制造的一项有利技术,它的进步将推动智能制造的发展。同样,随着智能制造超越概念,进入公司正在执行的项目,制造商和他们的解决方案提供者将改进支持这些项目的IIoT技术。这两个很可能会被共同推进。
另外:并不是每个人都同意。在最近的MESA调查中,超过三分之一的制造商报告说他们不相信智能制造包括IIoT(参见上图)。我明白这个观点,因为智能制造有很多途径。实际上,IIoT可以在一些可能定义智能制造的正常边界之外使用。
与智能制造相比,IIoT确实发展可能会更快,因为解决整个价值链上的项目是一个超出公司内部的挑战。像通用动力公司、通用磨坊和通用汽车这样的大公司可以展示他们的力量,并帮助推动特定行业的智能制造行动,但是IIoT项目可以取得很大的进展,并在公司的内部提供许多好处。如果消费者市场上的物联网计划提高了工厂内部的期望门槛,那么实现类似的互联互通、数据访问、控制和分析能力也会有压力。
此外,生产仍将涉及人员,以及未配备IIoT的设备和产品。对于一些智能制造方案,IIoT没有也不可能是商业案例,这些情景可能关注人员和价值链流程。
推动第四次工业革命的是什么?
有些人会认为智能制造或IIoT可能导致第四次工业革命。我也有一个观点:智能制造是这场革命的基础,而IIoT不是。即使IIoT的发展比智能制造快得多,我也不认为它足以让生产企业进入下一个生产力阶段。
那么IIoT缺少了什么来推动第四次工业革命呢?首先是企业环境。智能制造不仅整合了工厂或智能连接工厂,还包括智能连接的供应链和贯穿产品生命周期的数字线程。与其他工业革命一样,技术的转变--比如IIoT--必须与新的流程和人们工作的方式协同工作,以达到我们在第四次工业革命中所追求的生产力水平的提高。
IIoT是一项基础技术,但它只做它所做的事情--在"事物"之间创建通信,以便更容易地获取数据和分析。第四次工业革命需要许多其他技术和工艺。其中一些将针对一件设备或生产过程;其他人将在工厂、企业或价值网络上工作。
真正让商界人士兴奋的是,当新技术和新方法将它们整合在一起时,就会扰乱市场,并让公司提供新的服务和与新产品所能产生的数字数据绑定的新价值。例如,基于IoT的智能产品可以向工程师和生产者提供关于产品如何在该领域执行的反馈。基于这些数据,我们能提供什么样的新见解和服务?
这就是为什么我认为,要实现第四次工业革命需要更多的时间。它将把IoT和IIoT引入智能制造策略,以创建新的方法来协调和优化整个价值链中的流程,并向客户交付新的服务级别。

物联网与先进制造的结合包括两个方面,内结合与外协。
内结合:即制造设备、过程设备等已经融合一体的,比如无线测温、NB无线报警、远程4G/5G控制等等,通常此方式是将原设备通过传感、控制接口及无线传输等方式将脱机运行的设备进行联网化、数字化管理。
外协:外协顾名思义为外部协助,协助的内容包括协助机器设备,协助人员,协助车辆等等。外协的范畴更加广阔,如数字孪生、UWB、RFID、蓝牙等定位管控、视频联动、智能门禁、智能消防等等。
先进制造业正逐步往无人化方向发展,而无人化必然与物联网传感、控制、远程等先进作业管控结合。

深圳特区成立40周年之际,首届慕尼黑华南电子展在深圳国际会展中心举办。期间芯师爷专访了全球电子产业链的近20家领先企业、潜力企业的领袖及高管,特别推出“慕名而来·圳好”专题报道,与众多业内人士共同探讨全球电子产业趋势、中国半导体发展和技术创新等热点焦点话题。


本文为芯师爷专访极海半导体资深产品总监王超实录。王超,极海半导体资深产品总监,拥有近20年芯片原厂市场及产品规划经验,曾在ST(意法半导体)、NXP(恩智浦)等企业MCU部门长期任职。

珠海极海半导体有限公司(以下简称:极海半导体) ,是艾派克微电子旗下全资子公司。极海半导体具有20年的集成电路芯片设计经验,现产品涵盖32位工业级通用MCU,低功耗蓝牙芯片以及工业物联网SoC-eSE大安全芯片产品与方案。


采访实录


1、您对慕尼黑华南电子展的初印象是什么?

极海半导体资深产品总监王超:

慕尼黑华南电子展在深圳虽是首次开展,但其实在电子行业内闻名已久,慕尼黑电子展在行业内的影响力以及展会策划能力是值得信赖的。所以这一次就先祝本次电子展完圆满成功。


2、本次参展极海半导体带来了哪些新的产品展示?请介绍下它们的性能特色、主要优势等。

极海半导体资深产品总监王超:

关于新产品, 极海这次带来了两个系列产品,一是通用32位MCU系列;二是针对于高端工业物联网领域的大川GS系列

32位通用MCU系列中,极海推出了工业级扩展型APM32F072xB和工业级增强型APM32F051x8系列MCU新品。

这两款MCU采用全新的制造工艺,新增电容触摸功能和HDM CEC接口,可精准识别触控输入指令,满足高级控制应用需求,实现了比市场主流竞品低50%的超低运行功耗、高1倍以上的Flash擦写速度。

另外我们今年还推出了5款针对高端工业物联网领域的大川GS系列SoC-eSE大安全芯片。这个系列产品全系列产品都是基于国产平头哥玄铁CPU,支持双核、4核到7核的多核异构架构,符合国密二级标准,并采用国内领先水平的嵌入式eSE安全单元技术,具备全方位一体的安全防护能力,相比市面上较多的独立安全芯片方案,大川eSE单芯片SoC方案具有更高集成性、更低功耗和更高安全性。

3、极海半导体成立的契机是什么?目前极海半导体的产品布局是怎样的?

极海半导体资深产品总监王超:

极海半导体前身是艾派克微电子2015年成立的物联网芯片事业部,经过了4年的内部孵化,为顺应物联网的行业的蓬勃发展,于2019年12月正式成立为独立运营公司。

其实当公司业务做大,需要扩增规模进入下一个领域的时候,大多都会采用这种矩阵形式来经营管理,成立独立公司有助于子公司的业务灵活运营,便于激励和业绩考核。

目前母公司艾派克更聚焦于打印机及打印机周边芯片开发,极海的主营业务主要在打印行业以外,现 产品涵盖32位工业级通用MCU,低功耗蓝牙芯片以及工业物联网SoC-eSE大安全芯片产品与方案。

4、截止当前,极海半导体的MCU系列产品在技术和市场上有何新发展?

极海半导体资深产品总监王超:

在市场方面,极海 APM32系列MCU自2019年量产发布以来,已广泛应用于消费电子、智能家居以及医疗设备领域。且极海已经通过IEC61508认证拓展至工业领域, 与国内工业智能制造的标杆企业建立了密切合作 ,为工控核心设备提供高安全、高可靠性国产MCU产品方案。目前极海已经在定义和设计M4和M7内核的中高端MCU。未来,极海还将布局高价值、高门槛的车规MCU市场,实现MCU领域的全行业覆盖。

从技术上来说,极海的产品有以下几个优势:

1)稳定可靠 :全系列产品工作温度覆盖-40 ~+105 ,ESD等级高达8KV,抗干扰性强,可满足严苛工作环境需求。

2)可移植性好 :有助于客户降低芯片替代成本,缩短产品开发时间,加速产品上市。

3)安全性高: 已通过中国IEC61508和USB-IF认证,并支持工业级MCU+安全芯片产品组合,符合工业和车用高可靠性标准,目前正在申请德国相关认证。

4)定制能力强 :基于极海多年的产品开发经验,极海能满足客户多种内核、多种架构的SOC的定制需求。

5、近两年国产MCU发展得比较快,市场出货量不断攀升,您如何看待现在的国产MCU市场?

极海半导体资深产品总监王超:

目前5G新基建、人工智能以及物联网万亿级市场的持续发展,为国产MCU带来了广阔的市场空间。另外,中美贸易战也催化了芯片国产替代进程,在内外因素的双重影响下,国产MCU迎来了新一波快速发展的机遇。

但值得注意的是,国产MCU虽然在加速发展,但目前来说主要集中在中低端应用领域,高端市场仍被国外厂商占据主导地位。

6、在未来的规划中,极海半导体的MCU将在哪些方面加强产品优势,增强市场竞争力?

极海半导体资深产品总监王超:

从极海来说,未来一方面将加大MCU芯片研发投入和技术创新力度,为客户提供更低功耗、高更性能、更高稳定性和性价比的产品。极海将在2021年年底推出基于M4内核的中高端产品,基于M7内核的芯片也在积极筹备中,意向客户们也可以找极海多交流。

另外, 针对高端工控领域,我们将推出工业级 MCU+安全 芯片的产品组合策略;针对消费电子领域,我们将提供基于 MCU+蓝牙、MCU+传感器、MCU+WIFI、MCU+认证 等方案,为市场提供更多面向不同场景的定制化方案。

7、 极海半导体的大川系列是安全芯片,您认为芯片设计该从哪些方面保障物联网的安全?

极海半导体资深产品总监王超:

极海大川GS系列安全芯片设计是从以下3个方面去保障物联网的安全性:

一是芯片的安全化+可靠容错设计 :通过构建可信执行环境和可定制化的硬件机制,保障物联网安全资源的机密性和完整性。

二是采用高集成度的eSE嵌入式芯片设计 :以安全子系统是作为单芯片内嵌模块,可实现多位一体的安全防护,这样能有效保障芯片器件自身安全以及物联网数据信息安全。

三是多核异构芯片设计 :采用全国产平头哥玄铁CPU,可提供双核、4核至7核的灵活混编CPU内核设计,具备“业务应用加速与安全防护”双重优势,支持物联网特定领域的专用IP定制。

8、现在市场如何看待物联网的安全问题?

极海半导体资深产品总监王超:

随着物联网万亿级市场的持续发展,像用户的数据被窃取,终端的设备遭到非法地 *** 控等安全威胁也越来越多地暴露出来。这样一来保障物联网数据传输、设备连接过程中的信息安全,对于稳定有序的互联时代的发展至关重要。

尤其是国际贸易争端加剧,现在 越来越多的国内企业开始关注和重视物联网安全问题,并且急切 寻求安全的国产芯片替代方案。 所以极海除了刚才提到的大川GS系列安全芯片,未来还将不断推出专注于物联网安全的产品和方案。

9、您对明年慕展有什么期望?是否会继续参会?

2021年我们会继续支持慕尼黑华南电子展。同时也期待我们在展会上能不断提升品牌知名度,收获更多优质客户。

经历了互联网、移动互联网,人类正在迈入万物互联、万物智能的世界。5G、IoT、云计算、人工智能成为 社会 关注的对象,数字经济成为政策宣传的重点,各种概念和解释产生,使得当下有很多话题可以讨论。

数字经济背景下,企业竞争最核心的能力是什么。

不同行业发展数据智能的潜力有何不同?

企业如何高效进行物联网应用开发?

企业对云平台的使用体验如何

对于类似问题,阿里云IoT、ICA联盟一直希望与行业人士进行对话。上周,ICA联盟物联网万亿生态伙伴聚合沙龙在杭州举办,活动以“粘合行业碎片,共创IoT基石”为主题,以阿里云IoT云产品为话题,吸引近200名行业人士到场交流。

4位嘉宾依次上台分享

物联网需要化繁为简

物联网产业链很长,覆盖了感知层、网络层、应用层三大层次。它改变了传统的商业运作方式,让商业 社会 变得更加复杂。

首先,物联网让产品变得复杂。增加了传感器、模块等部件,需要进行更多的开发管理。

其次,物联网让需求变得复杂。企业从生产产品变成了提供个性化的服务。

就是这两个变化,让产业体会到很多新的发展痛点。

1 物联网开发过程链路极长,从获客到交付典型过程常常要经历十几个环节。

2 将软件研发、硬件研发、嵌入式研发,云产品的购买,施工/安装/维修费用计算在内,物联网开发成本极高。

3 调查表示目前78%的用户需求为定制化需求,65%的物联网软件需要定制化开发,这导致软件复用性较低。

4 设备联网、用户交互产生海量数据,众多场景亟需数据实时分析、可视化的能力,提升使用效率及用户体验。

新的形势促进了变化的发生,计算力的进步预示着满足更大的信息处理能力,更强的灵活性。

物联网平台在整个产业链中地位,也从当年行业所关注的“要不要上云”,随着企业自身数据资源日渐丰富,应用数据意愿的显著增强,过渡到了“如何高效地上云”。

物联网云平台,由此更直接地承担起IoT产业“基础设施”的角色,为物联网项目的规模化落地减负降压。

阿里云IoT 产品结构

阿里云 IoT 资深产品专家JASON CHEN从各个原子化产品角度,描绘了阿里云IoT的全局样貌。包含物联网 *** 作系统AliOS Things、边缘计算Link Edge、网络管理平台Link WAN、开发平台IoT Studio、物联网设备接入与管理、物联网数据分析、物联网市场Link Market、物联网安全Link Security等功能在内,展现阿里云为各类IoT场景和行业开发者赋能的能力。

将各个基础产品分别阐述,体现出阿里云IoT强化基础设施角色,希望阿里云的产品技术变成合作伙伴解决方案一部分的心态。再次印证阿里云智能总裁张建锋在3月阿里云峰会上所提出的“被集成”口号,阿里云的重要转变已经发生。

以下,我们就将重新认识阿里云IoT云产品。

物模型

阿里云 IoT 技术运营专家薛圆在交流中表示,ICA联盟推出物模型,定义物联网设备模型与属性。通过对任意物联网设备建模,合作伙伴共创设备数据标准模型,确保数据标准的准确性、合理性,实现设备间的互联互通互懂。

类似将拼图碎片整理成更完整的拼图模块,物模型将实现碎片数据结构化、差异模型统一化、烟囱场景联动化、软硬一体标准化的目标,帮助用户缩短开发时间、标准化开发工具。

物联网数据分析

在任何商业活动中,数据都是一种资本,数据分析是可以产生创新收益的手段。

阿里云 IoT 高级产品经理腾春艳在对物联网数据分析产品介绍时表示,阿里云为物联网开发者提供数据分析服务,覆盖了数据存储、清洗、分析及可视化等环节,有效降低数据分析门槛,助力物联网开发。

在空间数据可视化方面,阿里云IoT提供二维、三维空间数据的可视化功能,致力用数据连接真实世界。比如对智能停车场的车场现状、排队数据、收入进行分析;比如定义电子围栏,当物品超出围栏范围时,配置报警;比如在物流追踪、设备管理等物联网低频定位场景下,展示设备轨迹;比如在三维空间可视化需求下,基于阿里云物联网平台构建监控、展示、控制为重点的BIM可视化系统,实现园区、建筑、楼层、房间、设备的逐级可视化。

图:阿里云IoT数据分析产品架构

IoT Studio 物联网应用开发

如前文所述,物联网产业的痛点很多都落在了开发上。阿里云 IoT 产品专家曲文政在演讲中再次阐明IoT Studio作为物联网开发者生产力工具的产品定位与功能。

1 一站式完成云端SaaS 搭建 :用户可以通过IoT Studio轻松搭建出简单IoT SaaS系统,或构建出部分功能集成在原有的SaaS系统中

2 可视化搭建,降低定制化成本 :通过可视化搭建、服务编排的方式让一般嵌入式开发者经过简单培训也可以快速搭建出各种物联网应用;

3 提供AI 等高阶能力: 将高阶能力输出给开发者,增加营收,扩展业务边界;

4 后续提供更多解决方案模版: 通过模版的方式给用户提供即刻可用的IoT SaaS解决方案(包含硬件、嵌入式代码、页面/APP、服务)。

整体而言,IoT Studio作为开发工具,向上承接业务需求帮助用户快速搭建SaaS,向下汇聚能力将阿里体系的能力更快更好地输出给用户,是阿里云IoT产品中承上启下的关键一环。

图:IoT Studio 产品架构

结语

在 汽车 行业,定制化需求增多,产品的敏捷规划、全生命周期运维是厂商的关注焦点;在零售行业,企业追求着精准化营销的目标;在农业,看天吃饭需要向精准化种植转变……

未来的各行各业,在面对各种不确定的因素之时,都希望用数据说话,用数据管理、用数据决策。

在这样的产业愿景之中,阿里云IoT将继续践行技术和商业基础设施的角色,覆盖物联网云管边端开发环节,提供满足各类开发者需要的基础产品,助力合作伙伴创新模式,发展商机。


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