如何有效的实施工业物联网与工业4.0

一、将真实的加工制造连接到工业40

如果使用了工业40技术，一个新的加工制造生产线可以实现多达25种的产品变化，同时将产量提高10%，库存减少30%。工业40架构的应用让制造商在生产过程中可以获得更丰厚的投资回报率。

工业40是一场工业的革命，目的是将信息技术(IT)的虚拟世界、机器的物理世界以及互联网合为一体。其中心是将具有IT功能的所有工业领域都整合起来。

工业物联网（IIoT）设备要想创建工业40生产制造环境需要注意以下5个方面。

在工业40中，对机器工具或一组机器的 *** 作，应该允许使用诸如智能手机或平板电脑这样的智能设备进行简单的连接。

1分布式智能

这里说的分布式智能是指在智能传动和控制技术网络的机器设备中，加入尽可能多的智能和控制功能、或者单独的传动轴，而不是从一个中央处理单元（CPU）来处理所有的动作。

2快速连接

在决定应该使用现场总线的什么功能时，应该看一下生产平台是否支持例如OPC UA（来自于OPC基金会）这样的标准。消除不同供应商系统的障碍，而且对通讯和控制平台采取一种更加开放的方式很重要。

3开放标准和系统

开放标准允许基于软件的解决方案可以更加灵活地集成，并有可能将新的技术移植进现有的自动化架构中。

4实时数据整合

可能利用实时的机器和工厂性能数据来改变自动化系统和生产工艺的管理方式。不用捕捉并分析数月以来有价值的关于生产率、机器停机时间或者能源消耗的数据，支持工业40的平台能够将数据整合到常规的工厂管理报告之中。这会让制造商和机器具备详细的信息来执行快速的工艺和生产变更，以实现产品满足特定客户需求的愿景。

5自适应性

科技帮助生产线变得主动。目标就是让工作站和模块可以适应个性化的客户或产品需求。

二、让工业40和IIoT在智能工厂里运行

工业40和工业物联网(IIoT)能够为设备（从传感器到大规模控制系统）、数据和分析之间提供更好的连接性，Beckhoff自动化的TwinCAT产品专家Daymon Thompson这样认为。传感器和系统需要网络连接来共享数据，分析有助于做出更明智的决策。

物联网主要包括4个基本元素：实体的设备、与设备之间的双向连接、数据以及分析设备可以是小到一个传感器大到一个大规模控制系统中的任何一种。传感器和系统需要与更大的网络进行连接，以共享由传感器或系统产生的数据。对此数据进行的分析会产生可执行的信息，其结果是让人们做出精明的决策。

关于智能工厂的3个思考

在决定实施工业40之前，要对智能工厂提出的3个问题是：

1你是否想要自动完成快速的产品转换，以及对市场需求的响应更好？

2你是否想通过识别出可以进行持续改进的区域来提升你的设备综合效率（OEE）以及生产总产量？

3你是否想要根除浪费，例如能源、原材料和闲置时间？

在确定和完善真实世界里智能工厂的目标之后，采用基于PC控制的硬件和软件有助于帮助你早日成功。

三、为什么要部署工业物联网？

因为在工业世界里普遍使用了联网的传感器而比商业的物联网(IoT)更加先进，这些传感器就是物联网里面的“物”。数以亿计的联网的有线及无线压力、液位、流量、温度、震动、声波、位置、分析仪表以及其他传感器被用于工业领域，而且每年以数百万台的速度增加，为工厂提供了更多的监控、分析和优化。

IIoT通过将传感器连接到分析和其他系统中，来自动提高性能、安全性、可靠性和能源效率，具体方式为：

1从传感器上采集数据比以往经济有效得多，因为传感器很多都是电池供电和无线通讯的

2使用大数据分析和其他技术将这些数据翻译成可以理解的信息。

3将这些可 *** 作的信息在正确的时间呈献给正确的人员，要么是工厂人员，要么是远程专家。

4如果工作人员采取了正确的 *** 作，将带来性能上的提升。

四、基于平台的工具克服了IIoT的复杂性

基于平台的方式提供了一种灵活的硬件架构，可以部署在许多不同的应用场合中，消除了硬件的复杂性，并让每一个新的问题基本上都成为软件方面的挑战。系统设计师选择的平台应该基于一个对信息技术(IT)友好的 *** 作系统(OS)，这样它们可以安全地进行供给和配置，进而来正确地认证和授权用户维护系统的整体性，并让系统最大程度地可用。

五、基于数据的工业物联网

如果没有数据，就没有大数据、云和分析功能，也没有区别于物联网(IoT)的工业物联网(IIoT)；PI北美组织的副总监Carl Henning说，IIoT中的“物”造就了IoT中的“物”。IIoT需要开放的标准，以太网和软件标准可以为控制和制定决策所需要的信息提供数据。

其中一部分）时，大多数人认为最有用的特性是实时功能。

六、优化布线是提升工业物联网性能的基石

通过将信息、自动化、以及运行在工业物联网上的生产系统之间不断融合，物联网正在积极地影响着未来的工业自动化，Softing 有限公司市场部副总裁Mark Knebusch指出。随着以太网速度越来越快，电缆系统的集成更加重要，而电缆的认证有助于提升工业网络的性能。

物联网专业可以考的证书

1、IOT-INC的物联网专业认证

IoT—Inc的物联网专业认证是物联网证书中最贵的，但可以学到更多东西。该认证内容包括45个模块和163个单独课程。

此证书除了物联网基础知识之外，还将学习到物联网技术的用途。此外，还会学习到虚拟化为何如此重要以及不同的物联网架构。各种模块涵盖硬件、软件、分析和大数据以及网络安全。

IoT-Inc没有给出通过认证的大概时间，不过考虑到课程材料的庞大规模，我们估计可能与列表中的其他认证一样多或更多。

2、Cloud Credential Council物联网基金会认证

Cloud Credential Council的物联网基础认证是针对系统管理员、软件工程师和应用程序开发人员。它涵盖了概念和术语、基本构建块、安全性等。

完成认证最简单的方法是选择自学并通过考试。自学预计需要16个小时，考试需要60分钟。

3、微软物联网专业学位认证

微软物联网专业学位认证是公司提供的众多此类认证之一，为此，它与在线教育提供商EdX合作。该认证引导您了解物联网的各个方面，从编程设备到数据分析，甚至物联网架构设计和业务规划也包括在内。

海尔集团董事局主席、首席执行官张瑞敏在2018年海尔创新年会上，发布了一个全新的物联网概念“生活X0”，生活X0的提出，是海尔13年来一直探索的“人单合一”模式结的新果。海尔认为物联网时代，产品经济将转为服务方案经济，只有打造物联网生态圈，为用户提供实现美好生活的服务方案，才能够实现物联网时代的引领引爆。聚焦到智慧家庭领域，海尔通过从电器到网器再到网站的生态化变革，让全球用户都真正进入了互联互通的智慧生活时代。

一、将真实的加工制造连接到工业40
如果使用了工业40技术，一个新的加工制造生产线可以实现多达25种的产品变化，同时将产量提高10%，库存减少30%。工业40架构的应用让制造商在生产过程中可以获得更丰厚的投资回报率。
工业40是一场工业的革命，目的是将信息技术(IT)的虚拟世界、机器的物理世界以及互联网合为一体。其中心是将具有IT功能的所有工业领域都整合起来。这些科技提高了灵活度和速度，能够使产品更具有个性化，生产更高效且规模可扩展，以及在生产控制方面具有更高的可变性。机器与机器之间的通讯和先进的机器智能化，提高了工艺的自动化水平，并带来了更多的自我监控以及实时数据。开放的基于Web的平台会增加制造企业的竞争力。
1分布式智能
这里说的分布式智能是指在智能传动和控制技术网络的机器设备中，加入尽可能多的智能和控制功能、或者单独的传动轴，而不是从一个中央处理单元（CPU）来处理所有的动作。
拥有机器层面的过程数据并决定用它做什么，反映出了人们相信一台机器可以经过装备使用过程数据做一些事情并且独自改善工艺流程，诸如实现调整产量、更加有效率的利用能源等目标，而不是依赖“云”来处理所有这些任务。
联网的机器可以与更高的生产线级别、工厂级别以及企业级别的网络进行通讯，从而能够实现对特定事件或特定产品的实时调节。集成了传动的伺服马达和无机柜传动系统将传动组件和运动逻辑顺序放到了单独的轴向上。
　 2快速连接
那些允许数据在整个企业架构中自由流动的系统，往往需要持续的投资和改进。一家工业40工厂车间所产生的大数据和信息流，可能会让公司的网络不堪重负。我们该如何改进自动化系统中的硬件和软件的功能，使这种设计流程更简单、花费更少的时间以及更加开放？通讯路径随着其创建和实施而变得更加流畅。在决定应该使用现场总线的什么功能时，应该看一下生产平台是否支持例如OPC
UA（来自于OPC基金会）这样的标准。消除不同供应商系统的障碍，而且对通讯和控制平台采取一种更加开放的方式很重要。
3开放标准和系统
重点是要思考系统到底“开放”到什么程度，是否支持新兴的通讯协议和软件标准，以及开放的独立组件如何让工业40成为现实。
开放标准允许基于软件的解决方案可以更加灵活地集成，并有可能将新的技术移植进现有的自动化架构中。开放的控制和工程软件也沿着这个方向将自动化和IT软件程序之间的间隙弥合。一个开放的控制器核心能够使用常用的高级IT语言（例如Java和C++）来创建自动化应用程序。
一台机器的 *** 作应该支持与智能手机或平板电脑进行简单的连接。软件可以借助控制器与3D模型软件的连接来加快自动化系统的设计和调试。一个运动控制器可以与模型之间发送指令以及接收反馈，使得机器的功能性在机械设计阶段通过运动控制就得到优化。这也让机器测试和编程可以在调试之前进行。在部件订货、组装机器之前，虚拟机器可以用来进行测试并完善设计。
4实时数据整合
在工业40的工厂里，可能利用实时的机器和工厂性能数据来改变自动化系统和生产工艺的管理方式。不用捕捉并分析数月以来有价值的关于生产率、机器停机时间或者能源消耗的数据，支持工业40的平台能够将数据整合到常规的工厂管理报告之中。这会让制造商和机器具备详细的信息来执行快速的工艺和生产变更，以实现产品满足特定客户需求的愿景。
5自适应性
现实世界中的主动性可以让生产更加连贯并以需求为导向。科技帮助生产线变得主动。目标就是让工作站和模块可以适应个性化的客户或产品需求。
在一个制造液压阀的工厂里，一套新的自适应组装生产线在每一件被加工件上都使用射频识别芯片。生产线上的9个智能站会识别出最终产品是如何被装配的，以及哪些工具设置和 *** 作步骤是必须的。每个相关加工件都带有蓝牙标签，会自动将信息传送给装配站。装配步骤信息会根据不同的产品以及相关加工件的技术水平不同而显示出来。该生产线可以生产一批相同尺寸的液压阀，也可以不需要人工干预就能生产25种不同产品型号。不再需要设定时间或者多余的库存。这使得生产线的产量增加了10%，库存减少了30%。
二、让工业40和IIoT在智能工厂里运行
工业40和工业物联网(IIoT)能够为设备（从传感器到大规模控制系统）、数据和分析之间提供更好的连接性，Beckhoff自动化的TwinCAT产品专家Daymon
Thompson这样认为。传感器和系统需要网络连接来共享数据，分析有助于做出更明智的决策。
物联网主要包括4个基本元素：实体的设备、与设备之间的双向连接、数据以及分析。设备可以是小到一个传感器大到一个大规模控制系统中的任何一种。传感器和系统需要与更大的网络进行连接，以共享由传感器或系统产生的数据。对此数据进行的分析会产生可执行的信息，其结果是让人们做出精明的决策。
在IIoT的实际应用中，
企业通过将设备或资产连接到云或者本地信息技术(IT)设施上来进行数据的采集和传送。然后对采集到的数据进行分析，可以发现设备或资产更多的潜在信息，防患于未然。
例如
，监控机械组件运行温度的传感器可以追踪任何异常状况或者偏离底线的情况。这使公司可以主动地处理不希望发生的行为，从而在可能造成有害危险的系统故障加剧之前进行预测性维护，否则这些系统故障可能会导致工厂停机以及生产收益损失。这种类型的信息有助于企业新产品的设计、系统性能效率的提高以及实现利润的最大化。
工业40让加工制造更灵活
在一个生产制造流程，甚至是整个供应链中，通过连接性推动更多的新发现和系统优化，这是工业40的核心概念之一，这种科技进步也被称为第四次工业革命。
工业40工作组成员、德国国家科学与工程院Acatech，将18世纪蒸汽机的发明和广泛使用定义为第一次工业革命。第二次革命是20世纪早期在装配线上使用传送带。第三次革命是在20世纪中叶开发出来的微电子学、PC和可编程逻辑控制器(PLC)。第四次革命是将PC和机器连接到互联网，并启用信息物理系统（CPS）。
工业40要求传统的生产制造工业实现计算机化。使用物联网和信息物理系统的概念会帮助实现“智能工厂”的目标，使生产制造具有前所未有的灵活性和非常高的精益生产效率。在生产制造中，一个显着的特点是重点关注的领域从产品本身扩展到了生产这些产品的工艺上。
制造商需要灵活的生产线来适应快速变化的客户需求。灵活的机器运行能够生产很多类型的产品，通过调整批量大小来获得更高的生产利润，这使得同一个生产线可以运行更复杂的混合产品以适应客户不断变化的需求。

物联网创业项目有智能农业、智能交通、智能医疗、智能家居、智能物流。

项目一：智能农业

在相对可控的环境条件下，采用工业化生产，实现集约高 效可持续发展的现代超前农业生产方式，就是农业先进设施与陆地相配套、具有高度的技术规范和高 效益的集约化规模经营的生产方式。

项目二：智能交通

可以有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安 全、提高运输效率，因而，日益受到各国的重视。

项目三：智能医疗

通过电子医疗和RFID物联网技术能够使大量的医疗监护的工作实施无线化，而远程医疗和自助医疗，信息及时采集和高度共享，可缓解资源短缺、资源分配不均的窘境，降低公众的医疗成本。

项目四：智能家居

以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、 安 全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高 效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安 全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

项目五：智能物流

智能物流是利用集成智能化技术，使物流系统能模仿人的智能，具有思维，感知，学习，推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。

在物质紧缺的时代，企业生产的产品、提供的服务不用为没有买家发愁，基于长期这样的现实，很多人形成了一种思维惯性，认为现有的、成型的、被过去证明有效的模式会永续经营。

可 社会 是动态发展的，市场是无情的， 社会 抛弃任何一个企业或品牌，连一声招呼都不打的。这样的案例，我们在互联网时代已经看到太多，互联网的发展已经把很多企业和个人打得措手不及、苦恼不已。

互联网时代还未过去，物联网时代已经迅速到来，物联网正在重塑世界商业发展逻辑，企业要想活下来，还想活得好，必须打破行业或产品壁垒，建立物联网时代下动态的、多方合作的品牌新模式，即生态品牌。

近期，海尔发布的《物联网生态品牌白皮书》，为企业建设生态品牌提供了蓝图。

企业要打造生态品牌，不是无缘无故的，而是因为在当前原有品牌模式增长乏力的情况下，生态品牌能杀出重围，让企业再度崛起。

我们不妨来看看传统品牌模式面临的危机，如今各大平台和产品在竞争中，同质化越来越严重，价格战越来越猛，挑战越来越大。这样下去，不是你死，就是我伤，大家都活不好。

所以，企业和个人都要参与到这场多方共赢的生态品牌建设大潮中。

01海尔生态品牌建设的实践

海尔集团董事局主席、首席执行官张瑞敏预测说，未来产品将被场景替代，行业将被生态覆盖。

海尔在物联网生态品牌建设上是标杆，它已经从一家家电龙头企业，转型升级为一个无界开放、生生不息的创业生态圈。而且，海尔旗下品牌如卡奥斯、三翼鸟、盈康一生、日日顺物流在其生态圈内越做越大，还能在各自的平台上裂变出更多新生态。

海尔生态品牌建设的具体实例，如海尔生物打造的海尔疫苗网，推出物联网智慧疫苗接种方案。通过人、机、疫苗的多方联通，提供储存、取苗、接种、留观等全流程无缝连接，能够做到精准取苗零差错、问题疫苗秒冻结、追溯接种全过程。如今，海尔疫苗网覆盖全国28个省市的1000多个接种点，保障几百万儿童安全接种。

不仅仅是打疫苗需要升级，各行各业和各种产品都需要全新升级，升级是一次艰难的挑战，也会产生各种各样的新机会。

02海尔生态品牌建设的思维逻辑

一是满足用户需求至上

以海尔的三翼鸟智慧阳台场景为例，三翼鸟拥有博洛尼、迪卡侬、箭牌等行业知名品牌入驻，能够根据用户的不同需求提供绿植阳台、健身阳台、萌宠阳台等定制化的场景方案。满足了用户个性化的需求。

二是与合作伙伴共荣共生

既然是生态，就需要各种成员，生态品牌的建设需要各种合作伙伴。各个成员之间共享资源、共创业绩。

如果越来越多的中国企业建立物联网生态品牌，必然提升中国企业、中国品牌的国际影响力。

03物联网生态品牌建设重塑企业组织结构

建立物联网生态品牌的公司，其组织架构会发生巨大的转变，主要体现在四个方面。

一是员工从“打工者”向“合伙人”转变。合伙人制度能做到利益共享，风险共担，倒逼企业和员工创造价值。促使员工提升能力，努力奋斗。并以身作则，高度认同企业文化和价值观，遵守企业规则。

二是能够为用户提供一体化的整体解决方案，满足用户不同层面的需求。

三是管理模式从管控到赋能转变。企业领导需要下放人事、财务、决策权，给予业务部门自主权。

四是激励机制从“员工工作，企业付薪”转变为“员工和企业共创共赢”。生态品牌模式下，员工不再是员工，而是成为了老板，需要创造价值，自付薪水。

这种组织架构的改变，利于实现人希望通过创造价值获得财富的心理，能够充分激发人的创造性和积极性。这是人类共同的特性。

这也是海尔生态品牌能在世界通行的理由所在。以海尔收购美国GEA为例，收购时，美国GEA严重亏损，而运用海尔模式之后，充分调动了每位员工的积极性和自主性，在2020年二季度，美国疫情如此严重的情况下，仍能实现两位数的增长。

也是海尔在物联网生态品牌建设方面实现了用户、员工、合作伙伴价值最大化的结果。

在如今的疫情之下， 社会 经济还未完全恢复，物联网生态品牌正好是企业转型升级的新赛道和新机会。谁能又快又好地建立生态品牌，拥抱物联网，谁就能抢先一步，为企业发展迎来新生。

物联网就是通过信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
通俗地讲，物联网就是“物物相连的互联网”，它包含两层含义：
第一，物联网是互联网的延伸和扩展，其核心和基础仍然是互联网；
第二，物联网的用户端不仅包括人，还包括物品，物联网实现了人与物品及物品之间信息的交换和通信。
物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用，具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点，是继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业发展的又一推动者。

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