所有物联网都是为了实现万物互联,特别是物与物的互联,但是工业物联网又有其专有属性,原因是与工业物联网相对的消费物联网本身的联网密度、联网的实时性、联网物的异质化要求都不高,而工业物联网的要求主要表现在联网密度、联网实时性及联网异质化三个方面。
思考所有问题都需要从宏观到微观的细化过程,工业物联网也不能例外,我认为对工业物联网进行深度思考,需要从以下五个维度进行分析,否则将会要么带来一叶障目,要么带来好高骛远。
首先需要我们思考的问题是,工业物联网的价值、意义和目的是什么;第二个是工业物联网需要连什么的问题,这是一个范围的概念;第三个需要我们思考的是连入物联网的物的层级问题,也就是深度的问题;第四个需要我们思考的是实现物联的价值成本分析;第五个需要我们思考的是如何建设工业物联网。
互联网实现了计算机与计算机的连接,或者说实现了人与人的连接,这个连接带来了人的交互的便利,在这个基础上涌现出很多全新的、颠覆性的商业模式,例如,电子商务、即时通讯,社交媒体等等;而物联网将实现人与物、物与物的连接,同样我们也期望带来全新的、颠覆性的商业模式,甚至更进一步,期望带来人类生活、生产方式的全新的颠覆性的模式。
作为物联网主战场的工业物联网,人们对其的期许是在工业设计、制造、流通环节带来革命性的变革,为传统工业注入新的活力,提供新的势能,驱动工业在更高维度上发展、创新、乃至变革。随着计算、存储能力的提升,特别是大数据、人工智能的发展,任何行业对数据获取手段都提出了前所未有的要求。对数据获取手段的要求主要表现在四个特征,第一是高效性;第二是准确性;第三是实时性;第四是经济型;在当前技术能力下,能够同时满足这四个特征的就是工业物联网,首先,芯片技术已经发展到一个具有较强计算能力的MCU在美元以下,RFID芯片价格甚至已经到美分这个量级,使得工业物联网有了物质基础,同时满足了经济性要求;近三十年的通讯技术的发展,从模拟到数字,从简单调制到复杂调制技术的商用化,使无线通讯可以很廉价地覆盖几百米甚至数公里的范围,满足了数据获取的密集部署要求,同时由于工业物联网的永久在线的特征,使工业物联网满足数据获取的高效性、实时性要求;微电子技术在近年也发生了突飞猛进的发展,不论在价格上还是在进度上都有了长足的突破,满足了数据获取的准确性。
总而言之,工业物联网的出现是在以下几个条件成熟时涌现出来的不可逆转的趋势:
1、快速变化的市场需要数据支撑,产生了市场对数据获取的急切要求;
2、MCU的发展使得计算能力快速提升;
3、以调制技术为核心的通讯技术发展为联网建立的管道基础;
4、传感技术,特别是以MEMS为标志的微电子技术的发展给予感知世界提供的保证;
工业物联网不是规划出来的,是各种技术与需求发展进化的产物,是生活、生产、经济发展到一定高度后自然而然出现的,是在需求的驱动下,众多行业创新带了的自然产物。
通过工业物联网,可以把传统经济中不可数字化之物数字化,可以把传统不可数字化之行为数字化,可以把传统不可能变为可能,甚至变为容易获得、解决的方案。
这个问题是第一个问题的延续,如果不考虑经济性,那么我们可以说工业物联网连接一切可连接之物,但是,当我们在做一个务实的、有价值的方案时就不能不考虑可行性及经济性,那么工业物联网连什么呢?我们认为这是一个从哪里来到哪里去的问题,我们通过上面对价值、意义和目的分析可知,我们应该从目的反推,一切从目的出发,时刻盯紧企业需要弥补的最关键环节,例如,如果对量化OEE有需求,那么我们就要连接设备状态;如果要减少在制品,那么我们就要对在制品进行追踪;如果能源消耗对企业是重中之重,那么我们就要把能效物联化,等等。世界上不存在同样的两片树叶,同样地,世界上也不存在同样的两个企业,我们只能对企业本身进行深入分析,紧紧聚焦于企业价值,在保证经济性的基础上,确定工业物联网的实施范围方案。联网范围一个核心点是连入物的属性,也就是说我们通过分析连入物的属性与企业建设工业物联网目标的耦合度,决定需要实施工业物联网的广度。
通过分析工业物联网连什么后,我们得到了连入物的内容,接下来需要我们决定是对每个/每类连入物我们该数字化哪些属性,这里遇到工业物联网特有的一个障碍,需要连入工业物联网的物的可连通性问题, 特别是在设备互联时,可连通性表现的特别突出,例如,有的设备具有开放的通讯协议和可用的通讯接口,有的设备不开放协议等等,那么可连通性就是对方案供应商的很大的考验,我们的经验是有四种方案可供选择:
1、使用设备开放的协议;
2、使用设备自带的传感器;
3、添加新的传感器;
4、改变观察侧面及维度,使用全新的采集模式;
其中第四条,改变观察的侧面和维度,使用全新的连接方式是使用第一性原理,避开设备不开放协议或接口的阻碍,避开被设备供应商牵着鼻子走的方向,从本质上获取数据。例如:通过能效检测获得设备的使用状态,通过震动传感分析设备部件的故障、甚至是转速等,只要通过第一性原理从你需要的信息入手,而不是被动地从设备可以提供的数据入手来提供物联解决方案的方式。直接把我们需要的信息做为目标,观察除了直接连接设备外,我们还能够如何获得需要的信息,因为只有我们获得的数据能够与设备提供的数据在信息上能够“同构”即可。例如,我们可以在我们的物联设备上安装一个震动传感器,从传感器获得的数据中,我们即得到了设备是否开机,又得到了是否启动工作,同时还得到设备的转速。如果不用第一性原理,而是硬要跟设备互联,那至少要采集三个数据,并且未必设备能够给你。这就是典型的边缘计算的案例,边缘计算的计算规则一定要具有定制能力,可以说边缘计算一定是一个知识容器,可以方便地把客户、厂家,甚至是第三方的知识融入的容器,我们开发的支持脚本的设备已经具有了初步的边缘计算的功能,我们需要在这个方面继续加大支持力度。
所以,通过分析企业价值和物的可连通性,我们就可以明确定义需要连入物层级,也就明确了连入物的连接深度;
在连入物联网的物的层级中一个重要的概念是管理粒度,对于制造业来说,连入物的管理粒度大概分为如下几个层级:
1、传感级;
2、设备级;
3、产线级;
4、车间级;
5、企业级;
也就是说我们要在经济性可行的前提下定义数据获取的粒度。理论上讲,细粒度一定比粗粒度更好,更有价值,但是当加入成本分析后,可能并不一定粒度越细越好,需要按照各种制约因素找到一个平衡点。
价值成本永远在企业行为中持有权值最高的赞同或者否决的一票,通过前三项分析,我们仅剩下最后一个问题没有解决,这也是关乎价值成本的关键:管理粒度问题,我们到底需要在多细的粒度下进行管理?这带来了一个哲学问题:世界是不是需要黑盒子。什么意思呢?当我们确定一个管理粒度后,比管理粒度更细的信息将被隐藏在黑盒子中,这个黑盒子将成为我们分析深度或者认知深度的制约因素和约束条件。我们可以通过价值成本分析来找到这个平衡点,从而明确黑盒子的大小,并最终确定连入工业物联网的物的特性。
我们的期许是工业物联网建设的价值观,其他一起都是方法论。首先,我们在规划物联网时要本着既要有高瞻远瞩,又要有务实可行的精神。在思考黑盒子的大小时我们要高瞻远瞩,设计方案尽可能地以黑盒子尽量小为目标,而实施方案则按照价值成本分析选择合适的黑盒子的大小,也就是选择合适的管理粒度,从而保证投入收益的平衡,甚至我们可以把黑盒子尽量定义的大些,用以验证工业物联网的可行性,最大可能地降低工业物联网实施的风险。
总之,我们应该从以几个方案来确定工业物联网的建设原则:
1、期望获得什么结果?
2、期望用什么方式获得想要的结果?
3、需要信息基础提供什么?
4、工业物联网是否能够获得这些信息?
5、工业物联网如何获得这些信息?
6、获得这些信息的性价比如何?
7、回归分析,评估预期结果是否符合经济利益?
8、落地实施。一、系统开发的背景
目前国内学校教学设备自动化管理水平不是很高。大多数学校设备管理办法是设备采购进来以后,将设备的基本情况和相关信息登记存档,然后将档案存档。以后档案基本就没人维护,如设备位置变迁、检修情况、设备当前运行状态等信息根本不会体现在设备台帐上,即设备跟踪信息不能及时体现在设备档案上。某些使用设备管理系统学校,对设备的跟踪信息即使能体现在设备档案上,但设备的缺陷处理及设备缺陷等功能没有实施,设备检修的备品备件情况和检修成本核算没有实现,整个学校设备管理信息化仍处于较低水平。
本信息系统合理的借鉴国际领先的设备管理思想并结合国内学校设备管理现状,可以完全能满足国内学校设备管理的需要。并通过对各行业设备管理情况的长期研究探索,以灵活、通用为主要设计思想,开发适合于各行业设备管理信息系统。本系统将会提高学校的办公效率和设备可靠性,减少工作人员的劳动强度,减少办公耗材,提高学校的现代化管理水平。实时报警功能对学校的安全生产更是不可忽视。
二、系统开发的目的、意义
因为现在各个高校内教学设备众多但自动管理水平相比过低,很多高校管理设备都采用在设备购进以后将设备的基本情况和相关信息登记存档。存档以后档案基本就没人记录与维护,至于以后设备的变迁或损坏都不会记录在设备档案中,即不能体现设备的即时状态。而有些即使有设备管理系统的单位,就算是能把设备的即时信息体现在设备档案上,但设备的缺陷处理及设备缺陷等功能没有实施,设备检修的备品备件情况和检修成本核算没有实现,整个学校教学设备管理信息化仍处于较低水平。将管理任务分成小块,落实到个人并能随时查询设备当前情况和历史情况,对设备的可靠性分析有直接作用,使管理人员从手工计算、统计工作中解脱出来。
现在,科学技术的飞速发展把人类社会推向了一个崭新的时代——信息时代。这已是无可争议的事实;信息对社会经济发展的巨大推动作用,使其与物质能源一起并列为现代社会的三大支柱,这已在全社会达到共识。随着对信息作为一种资源来管理的需求日益加强,信息研究领域出现了一种新的管理思想和模式——信息管理。因此,就诞生了“信息管理”这样一个概念。由于信息是普遍存在的,人类信息管理活动的范围也是十分广泛的,信息管理不仅是信息工作的一部分,而且已被认为是现代管理的重要组成部分。信息管理的概念源于西方,也是在世界信息量迅速增长、信息技术日新月异、信息产业强劲发展的六七十年代出现的。时至今日,信息管理已不仅仅是一个概念,而是信息学和管理学中的重要内容了。对信息管理的理解,一种认为是,信息管理
就是对信息的管理。在此,信息管理是指狭义的信息资源管理,实际上就是对信息本身的管理;另一种认为,信息管理不仅是对信息的管理,而是对涉及信息活动的各种要素,如信息、技术、人员、组织进行合理的组织和有效的控制,从而满足社会的信息需求。在此,信息管理是指广义的信息资源管理。综合两种理解,信息管理是指对人类信息活动所产生的社会信息进行管理,信息管理是管理的一种,既要对信息进行管理,也要对信息活动进行管理。信息和信息活动都是信息管理的客体。简而言之,信息管理就是对信息和信息活动的管理,这就是我们对信息管理的全面理解。
世界经济发展已进入一个激烈竞争的年代,可以说,谁先获得信息,谁就有可能抓住发展经济的机遇。同样,谁能很好地管理和利用信息,谁就有可能占领市场,获得效益。国内外大量事实已说明:在目前这个激烈竞争的市场经济中,谁的信息管理现代化水平高,谁重视信息资源的开发和利用,谁就能抓住机遇,在竞争中取胜。
本信息管理系统合理的借鉴国际领先的设备管理思想并结合国内学校设备管理现状,经过长期的现场调研,完全能满足国内一般学校的设备管理的需要。并通过对各行业设备管理情况的长期研究探索,以灵活、通用为主要设计思想,开发适合于学校设备管理的信息系统。使用本系统之后,将会提高学校的办公效率和设备可靠性,减少工作人员的劳动强度,减少办公耗材,提高学校的现代化管理水平。
作这个课题是为了方便学校的教学设备进行统计及管理工作,减少每天需要涉及到的相关工作量,尽可能的提高工作效率,可以节省人力物力的浪费。
三、系统的主要功能
在本系统主界面中,我们可以看到五个系统菜单和十个功能模块按钮,为了美化系统界面,本系统加上一个在主界面上,用户在使用要系统时,为了增加本系统的安全时,首先需要验证,只有在登录界面上输入正确的用户名和密码才能登陆本系统使用,系统默认的管理员ID为:admin密码为:admin,普通用户ID为:user密码为:user。
下面分别论述本系统的各个功能模块的作用:
(1)系统登陆:点击可执行文件实验室设备管理系统indexhtm之后,就进入主界面,主界面里有个后台管理,用户需要如上所述的正确的用户名和密码之后才能使用本系统。
(2)添加设备:
本应用模块的主要功能是实现对实验室设备的入库管理工作,主要是记录设备信息等 *** 作。
(3)删除设备:本应用模块的主要功能是实现对实验室设备的过时信息删除等 *** 作。
(4)栏目管理:本应用模块的主要功能是实现对实验室设备的分类管理,添加、删除、修改、转移等 *** 作。
(5)用户管理:添加管理用户和修改等,密码是一个管理系统正常运行的一个重要保障,在本处,只有管理员才可以进行 *** 作,并可以根据不同的系统情况对系统的用户进行增加和删除等工作。
(6)项目经费管理:主要包括项目费用的来源和支出等 *** 作。
(7)退出系统:退出本系统,恢复系统的实始状态。
9实验室设备管理系统物联网大学的价值主要是以人为本,以解决人才就业为核心,以企业人才需求为根本,以职业技能培训为抓手,以实训基地为阵地,将人才培训与企业实际需求挂钩,打造产教融合新模式,为产业输送专业人才,创造巨大的价值。
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