物联网中如何使用大数据

物联网中如何使用大数据,第1张

物联网中如何使用大数据
在瞬息万变的世界中,组织很难赶上不断涌现的新概念。但人们需要区分哪些技术和概念是有用的,哪些只是一种炒作。在数据分析领域,正是大数据引发了这个时代的质疑。而如今,当这个概念日益清晰时,一个新的应用浪潮即将到来:人们需要了解在物联网中如何使用大数据。

关于什么是大数据及其可带来的价值的热烈讨论已经开始消退。然而,当专家们开始大量使用大数据和物联网的技术组合时,人们又再一次试图定义物联网与大数据连接的方式。
物联网与大数据的接触点
简而言之,物联网是连接到互联网的设备网络。这些设备具有内置的传感器,可以生成数据并对外发送,从而可以相互通信,并与分析系统进行通信。
即使对物联网设备仍然很陌生,这个概念已经在人们的生活中找到了方向。设想一个智能家庭,它可以通过调节供暖和空调系统的运行模式来调节温度,可以开启和关闭照明系统,可以发出有关漏水或气体泄漏或外人入侵的信号。最重要的是,智能家居可以在没有户主参与的情况下做到这一点。
物联网业务的一个典型例子是机器监控,使用安装在不同机器部件上的多个传感器。这些传感器将有关温度、振动、压力、润滑等读数发送给分析系统,分析系统对其进行处理并识别一些隐藏的模式和相关性。如果系统识别出读数与某种故障模式相匹配,则会向维护团队发送即时警报。
以下将回答物联网如何与大数据相交的棘手问题。当一些技术正在炒作时,物联网可能是其中之一。实际上,物联网数据是大数据的类型之一,这使得大数据技术堆栈在所有阶段处理物联网数据都是一个很好的(但不是唯一的)选项。对于数据摄取,企业可以使用Apache Kafka,因为该技术支持数据流。Apache Hadoop生态系统是数据存储和处理历史数据的理想选择,而Apache Spark则非常适合近实时数据处理。
大数据使用案例中的物联网数据规则
而人们开始了解制造商所提供的用例。同时,也可以在其他行业了解物联网数据,了解物联网大数据用例。
医疗保健:在医疗保健领域,配戴移动应用技术的可穿戴传感器设备可以实现远程健康监测。该方法的工作原理如下:传感器监测特定患者的状态(心跳、体温、血压、呼吸率等),并将这些数据实时传送到云端,然后传送到应用程序。分析系统不断搜索所有患者物联网数据中的隐藏趋势,并试图找出可能引发并发症的模式。如果物联网的大数据分析显示某些令人担忧的症状,系统会立即向患者和医生发送警报。
零售:知名零售商亚马逊公司最近推出了一个新概念 - Amazon Go。这是一家没有收银员的商店,顾客不必排队等待购物。要进入商店只用扫描他们的智能手机即可。事实上,在这里采用的是物联网和大数据分析技术:商店里遍布传感器和摄像头,顾客在商店中购物,摄像头能够区分其中的每一个人,并且跟踪他们放入购物车或返回货架的所有产品。重量传感器提供了一个额外的控制点:他们可以认识到特定的产品已经不在货架。当顾客完成购物时,他们选择的所有产品都显示在真实和虚拟的篮子中,顾客可以离开商店,系统将在稍后收费。
毫无疑问,Amazon Go是一个有远见的概念。然而,零售业表现出更多脚踏实地的想法,例如智能物流技术,可以跟踪和优化路线,并识别每位卡车司机的行为模式。零售商还使用信标激活访问者的应用程序,并在访问者进入商店并通过信标时,推出相关产品优惠和促销活动。访客会因此感到满意,因为他们收到参加促销活动提供的个性化优惠。同时,信标对商店员工也有帮助,因为它们可以识别需要高质量服务的具有价值的客户。
银行业:银行业也从物联网中受益。银行正在努力获取客户全方位的视角,并提供无缝的客户体验。虽然这一切始于智能手机的积极参与,但物联网进一步扩展至可穿戴设备。例如,美国银行与FitPay公司合作进一步推动可穿戴支付技术。通过这种合作,持卡人将能够直接从他们的智能手表和其他可穿戴设备付款。银行将能够识别客户的行为和偏好。
语结
尽管围绕物联网进行了更多的炒作,但它只是大数据源其中之一。毫无疑问,这是一个有价值的领域,而且正在不断发展。如果企业已经实施了一些大数据解决方案,也许已经处理物联网数据,如果企业正计划采用大数据方案,希望以上描述的用例可以激发一些伟大的想法。

物联网发展的主要前景和趋势包括以下4个方面:
趋势1:人机交互性增强的数据和设备增长 到2019年底,将有约36亿台设备主动连接到Internet并用于日常任务。随着5G的推出,将为更多设备和数据流量打开大门。
趋势2:人工智能再次成为物联网的重要参与者 充分利用数据,需要通过人工智能提供计算机帮助。人工智能是理解收集的大量数据并提高其业务价值所必需的基本要素。人工智能将在以下领域帮助物联网数据分析:数据准备,数据发现,流数据的可视化,数据的时间序列准确性,预测和高级分析以及实时地理空间和位置(后勤数据)。 包括亚马逊,微软和谷歌在内的主要云供应商越来越多地希望基于其AI功能进行竞争。各种初创企业希望通过能够利用机器学习和深度学习的AI算法使企业能够从不断增长的数据量中提取更多的价值。
趋势3:VUI:语音用户界面将成为现实
语音占了我们日常通讯的80%,就像科幻中一样,与机器人交谈应该是常见的通讯方式,例如R2D2,C-3PO和Jarvis。在设置设备、更改设置、发出命令和接收结果中使用语音不仅在智能房屋,工厂中,而且在诸如汽车,可穿戴设备之类的设备之间都是常见的。
趋势4:在物联网上的更多投资
物联网是少数新兴和传统风险投资家都感兴趣的市场之一。智能设备的普及以及客户越来越依赖于使用它们执行许多日常任务,将增加对物联网初创企业投资的兴趣。客户将等待物联网的下一个重大创新,例如可以对您的面部进行分析的智能镜,如果您生病了,可以打电话给您的医生;将结合智能监控摄像头的智能ATM机;可以告诉您如何进食和饮食的智能叉子。吃什么,以及每个人都在睡觉时会关灯的智能床。

大数据云计算物联网之间的关系如下:

1、云计算为大数据提供了技术基础,大数据为云计算提供用武之地。

2、物联网是大数据的重要来源,大数据技术为物联网数据分析提供支撑。

3、云计算为物联网提供海量数据存储能力,物联网为云计算技术提供了广阔的应用空间。

总结一下三者的联系与区别:

1、大数据、云计算、物联网的区别。大数据侧重于海量数据的存储、处理与分析,从海量数据中发现价值,服务于生产和生活。云计算本质上旨在整合和优化各种IT资源,并通过网络以服务的方式廉价提供给用户。物联网的发展目标是实现物物相连,应用创新是物联网发展的核心。

2、大数据、云计算、物联网的联系。从整体上看,大数据、云计算、物联网这三者是相辅相成的。大数据根植于云计算,大数据分析的很多技术都来自于云计算,云计算的分布式和数据存储和管理系统(包括分布式文件系统和分布式数据库系统)提供了海量数据的存储和管理能力,分布式并行处理框架提供了海量数据分析能力,没有这些云计算技术作为支撑,大数据分析就无从谈起。反之,大数据为云计算提供了“用武之地”,没有大数据这个“练兵场”,云计算技术再先进,也不能发挥它的应用价值。

云计算、大数据和物联网三者已经彼此渗透、相互融合,在很多应用场合都可以同时看到三者的身影,在未来,三者会继续相互促进、相互影响,更好地服务于社会生产和生活的各个领域。

物联网数据分析技术

物联网的发展是产生大数据的直接原因之一,目前物联网也为大数据提供了主要的数据来源,也可以说没有物联网就没有大数据,所以物联网的发展对于大数据的发展有重要的影响。从技术体系结构上来看,目前大数据分析位于物联网体系结构的第四层,前面三层分别是设备、网络和物联网平台,所以大数据分析对于前面三层的依赖是比较明显的。数据分析本身处在物联网体系结构的中间位置,随着5G通信和边缘计算的应用,未来物联网体系结构下的大数据分析也会有对应的处理方案,一部分数据处理任务会放在本地进行,而最终的数据分析处理会在云计算平台完成。

数据分析、机器学习与物联网
我们当前所处的世界,联网程度不断上升,低成本传感器和分布式智能也在不断普及,产业即将面临这一切带来的革命性的冲击;同时,在此过程中还会产生大量的数据,其规模将庞大到远远超过人类所能处理的范畴。对此,企业是否能足够迅速地适应并演进自身的业务,以维持在竞争格局中所处的位置?面对我们栖身的环境中植入的这些全新的信息来源和智能设备,人类应当如何掌握它们并从中获益?利用不断演进的技术组织机构将需要建立起内部数据仓库,以便能够利用新的数据源和数据流。智能接入设备亦将在某些情况下取代人的角色,它们将能够自行决策、执行自我调整,或是根据需要引发对自身的纠正和修复。在另一些情景中,众多设备的集合将聚集在一起成为完整的系统,这样的系统可以采用新的方法进行优化;而由系统聚集成的系统,将会彼此共享数据,并成为由数据和设备组成的生态系统。机器学习(指从数据中推导出意义的众多方法)注定将成为这个生态系统中的一部分;此外,随着企业着手为物联网(IoT)做准备,传统业务和数据分析技术也同样将被纳入到该生态系统之中物联网——某些人更愿意称之为“万物互联”(Internet of Everything)——正处于不断上升的轨道上。一项Gartner研究指出,在2020年IoT单元的数量将达到260亿,而IoT产品和服务的市值将达到3000亿美元1。另外,GE在工业互联网(Industrial Internet)——这一概念包含用于监控和优化工业设备(例如喷气式引擎、铁路机车、动力涡轮机和制造工艺)性能的机制和应用——领域已经活跃了很长时间。根据GE的估算和预测,在接下来20年中,工业互联网将帮助全球GDP产值提高10到15万亿美元(没错,万亿量级)。当然,围绕着已问世的全新技术和正在逐步浮现的技术概念,市场中充斥着大量炒作。例如,Gartner备受争议的 “成熟度曲线”(注:也有些人使用“炒作周期”这一贬义说法)报告就把IoT摆在了“翘首以望的顶峰”的位置上(而大数据作为之前的热点,已经进入了“理想幻灭的低谷” 3)。然而,哪怕企业家们为之表现出群情激昂的兴奋,或是记者们在笔下展现出了对未来的狂热展望,在现实中依旧存在着大量的挑战,组织机构必须克服它们,才能够真正乘上这次技术演进的东风。挑战组织机构必须聚焦于:了解产品技术和IT领域中,企业能力的相对成熟度;了解可以纳入哪些类型的IoT功能,以及新能力将会在哪些方面对客户价值带来影响;了解机器学习和预测分析模型的角色;基于市场变化的迅捷程度和竞争对手的相对敏捷度,重新思考业务模型和价值链。接下来,让我们对这些挑战逐一进行更详细地分析。理解产品和IT成熟度可以从产品和IT两个维度分别进行分析。首先,产品组合的成熟度如何?它是属于变更较缓慢且逐步演进的传统类型的产品,还是属于前进速度更快,同时具有更复杂生态系统的产品?矿产设备在技术上非常复杂。并且,与科学研究仪器相比,它拥有更为漫长的设备生命周期,和相对更缓慢的演进速度。然而,这并不意味着科研仪器的公司,在利用IoT产品进行系统优化方面更具优势。另一个需要考虑的因素是IT流程的成熟度。各种类型的组织机构都可能会因采用IoT而获益;然而,要想达成这一目标,它们所需采用的模型却各不相同。让我们进一步分析一下IT成熟度水平这个因素。举例来说,科学研究仪器供应商或许拥有先进技术,但却可能缺乏强有力的IT架构、流程和IT治理能力。与之相反,矿业设备制造商或许拥有非常成熟的内部IT流程。对科学研究仪器公司而言,IoT将让它们能够对安置在现场的仪器设备进行功能升级;但面对由多种类型设备组成的实验室信息生态系统库,公司并不一定愿意尝试去进行优化。(当然,以IT作为成本中心——例如内部IT管理——方面的成熟度不足,并不等于以IT作为利润中心——例如IT产品——方面成熟度的缺失;但当开发或拓展IT服务的时候,许多组织机构都选择在现有的基础IT能力之上构建。)在去年的哈佛商业评论(Harvard Business Review)中,讨论了一个矿业设备领域的例子:Joy Global是一家矿业设备制造商,其专家团队横跨与采矿作业相关的多种系统和流程。Joy Global以此为依托,针对来自多家供货商的一系列设备,提供监控、维护和优化的服务4。了解IoT能力接下来,应该考虑一下使用智能联网设备中的哪些能力。刚刚提到的哈佛商业评论刊登的文章4指出,IoT包含四种类型的能力:监视——传感器提供关于运行环境、产品使用和性能方面的数据;控制——可以控制并定制个性化产品功能;优化——来自监视与控制的反馈回路,能够提供更高的效率、更好的性能、预防性维护,以及诊断和修复;自治——监视、控制和优化将支持独立运行、不同系统间的协作、与环境交互、个性化、补给,以及自我诊断和修复。这四个层级的能力,将为重新定义供应链并重新配置价值链提供支持。我们不应该抱有产品的功能应固定不变的观点;相反,我们应该认为它们将更具灵活性和适应性。那些智能联网设备和产品将具有可变特性,并能够随着用户需求的变化而改变。在数年以前,软件制造商就已经认识到了这一点。而现在,物理对象也正在逐渐转变为软件驱动功能的载体或容器。上述这些层级的能力要求越来越精密的数据分析方法——从收集和应用数据,到支持算法自身运用数据并在同时进行学习。第一个层级的能力——监视——将成为一套实时的机制,我们可以运用它更好地了解现场情况和用户需求,并提供新的能力。这意味着组织机构的传统产品和服务将不再泾渭分明,而且二者的边界将彼此渗透。在过去,现场设备的维护由某个现场服务承包公司承担,设备制造商的业务并不涉及此环节。而在智能设备与监视能力结合后,设备可以在故障发生前将所需的服务提前告知制造商。同时,设备制造商也可以将常规维护纳入自己的服务范畴。不过,如果利润和物流对组织机构而言是个问题的话,那么复杂的维修工作将依旧由专业承包商完成。这一“去中介化”(disintermediation)的模式也可以运用到分发链中。设备可以自动发起补充供应的请求,从而降低甚至消除供应链中的物流和库存压力。控制是建立在监视之上的更复杂的应用。我们可以监视设备运行情况,并通过控制设备的多个部分或多个系统,来扩展人工干预的边界。想象一下,在 *** 作大部分功能都是自动化执行的系统或机器时,人类所扮演的角色:人类指导机器运转,并寻找系统设计的时候没有预料到(或是基于经济划算的角度未设计应对预设)的边界条件、异常和例外。接下来,人类使用自己的判断做出变更、纠正或调整。我们并不需要(在空间上)与设备在一起,或许我们也无需实时监视它们(这取决于流程)。我们通过监视层面采集数据并进行处理(某些数据处理必须在特定时刻完成),并通过控制层面将这些数据实时(或准实时)地运用到设备或装置的运行上。需要组织机构做出的战略决策是,是否以及何时在产品中提供更多的控制能力,以及是将其作为一种服务向客户开放,还是让客户拥有这些功能。第三个层级的能力——优化——可以拓展到某个单体对象、一系列对象,或是一套由来自多家制造商、使用不同技术的对象组成的生态系统的表现方面。是否将提供的服务拓展到这一领域,取决于围绕着价值链和流程边界的知识和经验的水平。前面提到的矿业的例子,反映出Joy Global与供应商相比的优势,主要在于拥有在流程生态系统中更加聚焦的视角。以卡车制造商为例,它无法很好地优化复杂的矿业设备,但却会凭借对自己的一系列卡车(以及潜在的一系列其他制造商生产的卡车)进行优化而获益——如果行业动态确实具有商业意义的话。要将优化的范围延伸到独立运行,还需要对这三个层级的能力进行一些拓展,以支持与环境及其他系统进行受限程度更低的交互。自治要求围绕着算法提供更多的智能,以便应对计划外的情况——程序员和系统工程师未能明确设计这些情况下的方案。自主运行需要整合具有适应性的机器学习方法,以应对新出现的情况,并将之纳入到用于监视、控制和优化的核心算法中。了解分析和机器学习2014年11月,施乐公司帕洛阿尔托研究中心的Mike Kuniavsky在IDTechEx上进行了一场名为“IoT领域中预测分析方面的用户体验”的演讲。在演讲中他表示,我们应该将几乎所有功能都存放(或是在不久的将来存放)在云上。数据和功能可以从任何位置、通过任何设备访问。而专业设备则提供用户访问数据的环境。健康手环可以通过iPhone或笔记本电脑,在特定的锻炼环境中访问用户的身体健康数据。在这种情况下,健康手环扮演了IoT传感器的角色,同时也提供了访问和使用数据的一种途径,而且它还通过软件功能包含了其他一些设备(例如计步器)的能力。设备上产生的数据可以为厂家提供额外的洞见,帮助其了解消费者的使用情况和喜好,并藉此升级功能或开发新特性。如果汇聚来自用户群的数据并结合其他数据集,那么新的洞见可以阐明流行病方面的数据、人群活动水平、生活方式和人口统计数据。对市场人员、健康服务提供者、保险公司和政府机构来说,这些信息具有宝贵的价值。(当然,我们必须认真对待隐私和数据使用许可方面的责任。)我们可以使用机器学习算法,基于这些数据模式作出预测。例如,在一份来自Mayo Clinic的研究中,发掘出了活动数据与心脏病人恢复速度的相关性5。同样的机器学习和预测算法也是许多联网智能消费设备的基础。例如,Nest恒温器是一套能够使用数据模式的设备,它预测消费者对于某个特定房间、在一天中的某个特定时刻的温度要求。(另一个控制和优化的例子体现在聚居区的层面。在获得了业主许可的情况下,电力设施可以通过远程调节的方式,控制成百上千的Nest设备,将室温调高或调低几度,从而完成高峰期的用能负载调度)。这类消费设备涵盖了从声音模式(例如亚马逊的个人助理输入设备Echo6)到更复杂的行为和活动模式(例如捷豹的路虎监视系统,它依赖于一套复杂的软件系统,该系统让汽车能够学习、预测和检查,并提醒车上的乘客帮助驾驶员自动委派次要任务,以便驾驶员将更多的注意力集中在驾驶上7)进行学习的范围。优化算法通过使用机器学习机制,来利用从动态环境下交互的传感器和智能设备传回的数据。算法不能基于特定的参数,精确地预测这些多变的情况,而是需要不断地感知、响应并适应。例如,随着汽车从驾驶员身上分担了更多的责任,它们需要与周边环境中更多的数据来源进行交互(传感器、灯光、其他车辆等等)。在工业自动化、物流和交通运输、电力网络与能源系统、交通管理、安全系统以及其他“系统的系统”等领域中的各类应用,都将让机器直接与其他机器进行交流。此外,这些应用还将基于能够演进和自适应的算法,帮助机器翻译数据流,从而使机器能够依据给定的运行参数达到要求的最终状态。反思业务模型和价值链智能联网设备要求组织机构重新检视,它们处在市场中的什么位置、以什么方式创造价值,以及这些价值将如何随着竞争环境和信息生态系统的演进而增加或减少。分析将帮助验证某些决策(例如,在对特性进行变更或是增加服务和功能后,获得实时使用数据);不过,市场新进入者和新的价值链结构或许会对业务模式带来巨大的转变,而基于公司传统业务模式做出的分析将不再具有相关性。因此,产品或服务的基础,或许会转变为来自传统产品的数据流,而不是来自产品本身的收入。新的业务模式将得以延展,甚至有可能远远超出产品本身的范畴,覆盖上游供应商或下游消费者。最重要的是,所有这些可能性,都会要求组织机构拥有围绕着其内部数据健康度和用于分析的基础设施的基础能力:数据“打捞”(curation)、所有制和质量标准、具有一致性的企业架构、干净整洁地集成在一起的系统、自动化的数据载入流程,以及成熟的分析专家。如果欠缺或未能有效管理这些基础条件,组织机构将很难进行快速反应,并演化出新的分析和数据管理功能与能力。IoT将基于数据流和复杂的方法,从信息中获取洞见,并通过与企业知识整合,将之运用到价值创造方面。而不具备这些能力的组织机构将在市场上落后,或是降级到低价值、低利润的层次。数据被称为“新的石油”——我们可以拓展这一比喻,这意味着通过分析能力中的知识提炼环节,数据将被精炼为高价值产品。组织机构现在就需要在构建此类基础设施的方面投入资源,以便为接下来数年中应对供应链和价值创造环节的转型、扰动和颠覆做好准备。信息敏捷性将成为必备的核心能力。


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