工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的前世今生 | 初探工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

乍聽到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這個詞，相信很多對這方面了解不多的人都會馬上產(chǎn)生以下一連串疑問。

• 到底什么是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)？和我們傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)有什么不同？

• 誰最早提出的這個概念？

• 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可以做什么？能帶來什么經(jīng)濟和社會價值？

為了能夠幫助大家解答這些疑問， 我們將會用幾篇文章，由淺入深的給大家講解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的前世今生，而今天的這篇文章將初探工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念和來源。

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要回答這兩個問題， 不妨我們先來看看更早出現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)，作為參考。

TheInternetis the global system of interconnectedcomputer networksthat use theInternetprotocol suite(TCP/IP) to link devices worldwide. - Wiki

早期的互聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備包括交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，也連接著種類繁多的服務(wù)器和數(shù)不盡的計算機、終端。最初互聯(lián)網(wǎng)對于普通大眾最直接的幫助是讓信息可以瞬間發(fā)送到地球的另一端。

移動互聯(lián)網(wǎng)則是結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動通信技術(shù)，使得手機等移動設(shè)備接入到互聯(lián)網(wǎng)中，從而讓通訊、娛樂、新聞、理財?shù)确?wù)可以在移動設(shè)備上完成。而當移動互聯(lián)網(wǎng)擁有了龐大的使用群體后，個人數(shù)據(jù)、商業(yè)數(shù)據(jù)交互產(chǎn)生的價值變得越來越大。

那工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)呢？連接的是什么？ 以此類推， 其實也不難想象，它連接的是工業(yè)中最重要的幾個要素：

• 設(shè)備（包括機器、產(chǎn)線、制程設(shè)備等）

• 人

• 數(shù)據(jù)信息（通過軟件管理的物料、研發(fā)、銷售、物流等數(shù)據(jù)信息）

我們可以拿移動互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的功能架構(gòu)來做一個比較：

圖：移動互聯(lián)網(wǎng)vs工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)功能架構(gòu)

從圖中不難看出，兩者都是從設(shè)備終端出發(fā)，在中間層對數(shù)據(jù)進行儲存、管理、分析和保護，最后在頂層利用這些信息和數(shù)據(jù)實現(xiàn)增值服務(wù)與應(yīng)用。不過與移動互聯(lián)網(wǎng)不同的是，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上承載的是工業(yè)數(shù)據(jù)，服務(wù)對象是工業(yè)企業(yè)。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，制造業(yè)企業(yè)可以獲得覆蓋全流程的應(yīng)用服務(wù)，為企業(yè)由自動化轉(zhuǎn)向信息化和智能化提供了一個有力的工具。

如果想要了解更多關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及平臺的功能架構(gòu)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（AII）發(fā)布的白皮書給了我們清晰的定義，供大家參考。

1）邊緣層：通過協(xié)議轉(zhuǎn)化和邊緣計算形成有效的數(shù)據(jù)采集體系，從而將物理空間的隱形數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)空間顯性化。

2）IaaS 層：將基礎(chǔ)的計算網(wǎng)絡(luò)存儲資源虛擬化，實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施資源池化；

3）工業(yè)PaaS 層：工業(yè)操作系統(tǒng)，向下對接海量工業(yè)裝備、儀器、產(chǎn)品，向上支撐工業(yè)智能化應(yīng)用的快速開發(fā)和部署；

4）工業(yè)APP：以行業(yè)用戶和第三方開發(fā)者為主，行業(yè)用戶如富士康、中聯(lián)重科等工業(yè)垂直領(lǐng)域的產(chǎn)商，第三方開發(fā)者主要是基于PaaS層做工業(yè)APP的開發(fā)工作，通過調(diào)用和封裝工業(yè)PaaS 平臺上的開放工具，形成面向行業(yè)和場景的應(yīng)用。

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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這個概念最早是由GE（美國通用電氣）提出來的， GE是是世界上最大的多元化服務(wù)性公司，擁有多種類的制造業(yè)產(chǎn)業(yè)，從飛機發(fā)動機、到發(fā)電設(shè)備、照明、塑料等。而正是基于GE龐大的產(chǎn)品體系，強大制造業(yè)的技術(shù)實力，以及IoT上經(jīng)驗，GE于2012年發(fā)布了首份工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)白皮書，在這份白皮書中，GE定義了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心要素， 并提出了“the Power of 1 Percent”的概念， 詳細的闡述了在全球的工業(yè)中節(jié)省百分之一能夠帶來的潛在價值。

如下圖所示，在航空業(yè)，如果可以節(jié)省1%的燃油消耗，在15年內(nèi)能夠帶來300億美金節(jié)省。而在油氣行業(yè)， 在固定資產(chǎn)投入減少1%， 就能帶來900億美金的價值。所以GE認為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的推廣能夠給全球的工業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟價值。

圖：The Power of 1 Percent

那么工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)怎么樣才能幫助我們實現(xiàn)我們的目標呢？因為篇幅有限，我們先通過一個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及三個具體例子來了解一下。

智能設(shè)備管理：過往工業(yè)界對于設(shè)備的管理主要采用的是人工定期點檢和保養(yǎng)

就帶來以下幾個問題：

• 設(shè)備的實時狀態(tài)無法得到監(jiān)控，設(shè)備使用效率無從管控

• 設(shè)備發(fā)生故障后產(chǎn)生警報才能發(fā)現(xiàn)，且故障問題需要事后工程師結(jié)合經(jīng)驗和設(shè)備狀況來找到原因，影響設(shè)備使用率

• 無法預(yù)測設(shè)備或耗材的故障出現(xiàn)，需要準備額外備件

• 點檢、定期保養(yǎng)耗費大量人力

而這項應(yīng)用主要通過采集設(shè)備數(shù)據(jù)，對業(yè)務(wù)邏輯建模，最終實現(xiàn)設(shè)備實施監(jiān)控和預(yù)測性維護等功能。它是目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最基礎(chǔ)也是應(yīng)用最為廣泛的服務(wù)之一。具體例子如下：

例1:

GE在自己生產(chǎn)的每一臺引擎上安裝大量傳感器，不間斷采集每一次飛行的數(shù)據(jù)，并在飛行過程中實時將數(shù)據(jù)傳回數(shù)據(jù)中心進行分析，據(jù)此，GE數(shù)據(jù)中心能給飛機引擎提供預(yù)測性的維護保養(yǎng)，減少了停機時間，經(jīng)濟性和安全性都得到更好的優(yōu)化。

例2 ：

在2013年，GE使用資產(chǎn)云管家軟件和醫(yī)院展開合作。該程序可從遠端觀察到每一臺設(shè)備的運行負荷，進行遠程就診調(diào)控和分流，降低高負荷機器的運行時間，把等待就診的病患引導(dǎo)至閑置設(shè)備，一方面使設(shè)備利用率得到了提升，避免單臺機器長時間超負荷工作造成停機，同時也減少了病患等待的時間。

例3：

格創(chuàng)東智通過網(wǎng)關(guān)進行底層數(shù)據(jù)采集和處理，并匯集到格創(chuàng)東智工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺進行應(yīng)用分析，在深圳華星構(gòu)建了一套具有實時的 IoT 數(shù)據(jù)監(jiān)測、顯示，并能對數(shù)據(jù)建模有效監(jiān)控的系統(tǒng)。實時監(jiān)控每個廠/部/科或者樓層 sensor 工作狀態(tài)、 IoT 數(shù)據(jù)監(jiān)控 alarm。并可對收集的數(shù)據(jù)分析，找到影響設(shè)備（泵、馬達等）狀態(tài)等關(guān)鍵因子，提前預(yù)警，預(yù)測壽命，減少宕機損失。

當然工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用不止于此，通過IoT、數(shù)據(jù)分析、機器學(xué)習(xí)等工具，還可以在產(chǎn)品管理、能源優(yōu)化、品質(zhì)優(yōu)化、供應(yīng)鏈協(xié)同優(yōu)化等方面為生產(chǎn)制造帶來巨大的改善，在后續(xù)的文章中會給大家一一介紹，敬請關(guān)注格物匯，也歡迎大家和我們一起探討工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。

參考資料：

1. 《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺白皮書（2017年）》by 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟

2. 《Industrial Internet：Pushing the boundary ofMinds and Machines》 by GE

本文作者

李楠，格創(chuàng)東智科技有限公司，資深解決方案架構(gòu)師

郵箱：nelson.li@getech.cn