关于工业物联网的深度思考

工业物联网是指在工业中应用物联网技术，实现工业特有的价值增值的技术模式。

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。

121 前瞻可行性研究步骤
122 物联网项目可行性研究基本内容
（1）项目名称
（2）项目建设背景
（3）项目承办单位
（4）项目建设用地
（5）项目建设期限
（6）项目建设内容与规模
（7）项目开发建设模式
（8）物联网可行性研究报告编制依据
123 前瞻对物联网项目可行性研究结论
（1）前瞻项目政策可行性研究结论
（2）前瞻产品方案可行性研究结论
（3）前瞻建设场址可行性研究结论
（4）前瞻工艺技术可行性研究结论
（5）前瞻设备方案可行性研究结论
（6）前瞻工程方案可行性研究结论
（7）前瞻经济效益可行性研究结论
（8）前瞻社会效益可行性研究结论
（9）前瞻环境影响可行性研究结论
第2章：物联网行业市场分析与前瞻预测
21 物联网项目涉及产品或服务范围
22 物联网行业前瞻市场分析
221 政策、经济、技术和社会环境分析
222 物联网市场规模分析
223 物联网盈利情况分析
224 物联网市场竞争分析
225 物联网进入壁垒分析
23 物联网行业市场前瞻预测
第3章：物联网项目建设场址分析
31 物联网项目建设场址所在位置现状
311 项目建设地地理位置
312 项目建设地土地权类别
313 项目建设地土地利用现状
32 物联网项目场址建设条件
321 项目建设场址地形、地貌、地震情况
322 项目建设场址工程地质与水文地质
323 项目建设场址经济条件
324 项目建设场址交通条件
325 项目建设场址公用设施条件
326 项目建设场址防洪、防潮、排涝设施条件
327 项目建设场址法律支持条件
328 项目建设场址气候条件
329 项目建设场址自然资源条件
3210 项目建设场址人口条件
33 物联网项目建设地条件对比
331 项目建设条件对比
332 项目建设投资对比
333 项目运营费用对比
334 项目推荐场址方案
335 项目场址位置图
第4章：物联网项目技术方案、设备方案和工程方案
41 物联网项目技术方案
411 项目生产方法
412 项目工艺流程
413 项目技术来源
414 推荐方案工艺流程图
42 物联网项目设备方案
421 项目主要设备选型
422 项目主要设备来源
423 推荐方案的主要设备
43 物联网项目工程方案
431 项目工程建设内容
432 项目特殊基础工程方案
433 项目工程建设规模
434 项目建筑安装工程量估算
435 项目主要建设工程一览表
第5章：物联网项目节能方案分析
51 节能政策与规范分析
511 节能政策分析
512 节能规范分析
52 物联网项目能耗状况分析
521 物联网项目所在地能源供应状况
522 物联网项目能源消耗状况分析
53 物联网项目节能目标和措施分析
531 项目节能目标
532 节约热能措施
533 节电措施
534 节水措施
54 物联网项目节能效果分析
541 装备节能效果
542 建筑节能效果
第6章：物联网项目环境保护分析
61 物联网项目建设场址环境条件
62 物联网项目主要污染源和污染物
621 项目主要污染源分析
622 项目主要污染物分析
63 物联网项目环境保护措施
631 大气污染防治措施
632 噪声污染防治措施
633 水污染防治措施
634 固体废弃物污染防治措施
635 绿化措施
64 环境保护投资预算
65 环境影响评价分析
66 地质灾害及特殊环境影响
661 物联网项目建设地址地质灾害情况
662 物联网项目引发发地质灾害风险
663 地质灾害防御的措施
664 特殊环境影响及保护措施
第7章：物联网项目劳动安全与消防
71 编制依据和执行标准
711 项目编制依据
712 项目执行标准
72 危险因素和危害程度
721 安全隐患主要存在部位与危害程度
722 有害物质种类与危害程度
73 前瞻安全措施方案
731 工艺和设备安全选择措施
732 对危险作业的保护措施
733 对危险场所的防护措施
74 前瞻消防措施方案
741 火灾隐患分析
742 前瞻消防设施方案
第8章：物联网项目组织架构与人力资源配置
81 物联网项目组织架构
811 项目法人组建方案
812 项目管理机构组织架构
82 物联网项目人力资源配置
821 项目员工数量
822 员工来源及招聘方案
823 员工培训方案
824 工资与福利
第9章：物联网项目实施进度分析
91 物联网项目实施进度规划
911 项目管理机构设立
912 项目资金筹集安排
913 项目技术获取转让
914 项目勘察设计
915 项目设备订货
916 项目施工前期准备
917 项目完整竣工验收
92 物联网项目实施进度表
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来源：前瞻产业研究院《物联网项目可行性研究报告》

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