激发创新的顶级工业物联网应用

如果您不知道您的资产在给定时间的位置，就很难生产和销售优质商品。或者当您的库存不断耗尽基本材料时。或者尽管进行了预定的检查，设备还是意外发生故障。最重要的是，您的供应商不会因为冷却系统发生故障而没有人注意到而通知您发货延误或交付损坏的物品。

您是否希望完全控制您的制造过程并监控您的供应链？那么工业物联网解决方案可能正是您所需要的。

继续阅读本文以发现顶级工业物联网应用程序，这些应用程序将确保上述不幸情况不会危及您的运营。

什么是工业物联网，它是如何工作的？

工业物联网 (IIoT) 是利用传感器收集和处理来自连接设备的数据，目的是了解和改进工业流程。 IIoT 还可以使用执行器和可编程控制器与设备进行通信并使它们以某种方式运行。

全球物联网设备的数量正在稳步增长。 Statista报告称 2021 年有 112.8 亿台设备。随着物联网需求的增长，到 2030 年，这一数字预计将超过 290 亿。爱立信表示，要使工厂被视为“智能”，它需要每平方米部署 0.5 个物联网设备。

那么，物联网设备如何协同工作？在您的组织中使用它们需要知道什么？

物联网剖析

物联网架构由软件和硬件组件组成，它们相互作用以聚合、传输和分析来自不同设备的数据。下面，您将找到五个主要物联网层的简要说明。有关详细说明，请查看我们关于物联网架构的详细指南。

1. 设备层。涵盖配备传感器和执行器的各种物联网设备。传感器从相应的设备收集数据并将其作为信号传输到处理单元。相反，执行器从处理中心接收命令（即信号），并使设备对其进行操作。
2. 网络层。跨越通信技术，例如蓝牙、4G/5G 和 Wi-Fi，仅举几个例子。
3. 边缘计算层。包括物联网单元和云服务器之间的中间设备。这些设备在本地处理关键数据，并按预定时间间隔将剩余信息发送到云端，从而降低基础设施成本。虽然边缘计算设备不是传统物联网架构的一部分，但它们越来越受到物联网采用者的欢迎。
4. 设备和应用支持层。接收、处理和存储从 IoT 传感器收集的数据。
5. 应用层。涵盖处理 IoT 数据的不同应用程序。这包括分析算法、数据可视化工具、向执行器发出命令的软件等。

“传统”物联网以客户为中心并捕捉人们如何与其智能设备交互，而工业物联网则侧重于企业范围的应用并意味着大规模部署。

IIoT 平台带来更大优势

物联网并不是一个新概念，许多工业组织使用物联网传感器从连接的设备收集数据。然而，物联网通常部署在每个工业物联网应用的孤立孤岛中，这限制了数据共享并限制了收益。

为了缓解这种情况，组织可以从物联网开发服务中受益，以构建跨越整个企业的 IIoT 平台。此设置将打破孤立的物联网管道，并建立一个集中点来管理不同用例的物联网设备。它还将允许您集成更多数据并对所有操作有一个统一的视图。

十大工业物联网应用

以下是 10 个关键的工业物联网示例，可帮助您在不影响质量的情况下节省时间和金钱：

1. 预测性维护
2. 质量控制
3. 供应链管理
4. 资产追踪
5. 库存监控
6. 远程设备和生产现场控制
7. 能源管理
8. 自动化
9. 流程优化和高级分析
10. 安全控制

预测性维护

制造商每年要经历 800 小时的设备停机时间，相当于每周 15 小时。另一项研究表明，计划外的设备故障可能使公司每小时损失高达 260,000 美元。

幸运的是，可以应用工业物联网来防止设备故障并减少相关费用。安装在设备和车辆上的物联网传感器可以收集有关其性能和状况的数据，例如振动、电压和温度。这些传感器检测并报告任何可疑的变化和轻微的性能下降，让技术人员有足够的时间在问题影响生产过程之前进行干预和解决。

沃尔沃是领先的汽车制造商之一，其卡车配备了物联网传感器，可以捕获车辆数据并将其发送进行分析。他们全面的物联网平台可以即时处理数百万条数据记录。这种策略使沃尔沃能够将轨道维修时间减少 25% ，并将诊断时间减少 70%。

质量控制

物联网允许制造商在任何阶段监控他们的产品，从原材料开始，一直到产品沿着生产线移动。这甚至包括制造过程中排放的废物量。即使在购买商品后，IoT 传感器也可以继续收集数据。他们可以传输有关客户满意度的信息，并跟踪客户在使用产品时遇到的任何问题。

最近，一个研究团队部署了物联网传感器和卷积神经网络，以在产品进入最终生产阶段之前识别印刷电路板 (PCB) 制造中的缺陷。因此，他们能够以 97% 的准确率发现有缺陷的 PCB 。

结合物联网和人工智能有很多好处，就像上面的 IIoT 示例一样。要了解更多信息，请查看我们的创新分析师撰写的这篇物联网人工智能 (AIoT) 博文。

供应链管理

工业物联网系统允许管理人员跟踪整个供应链中的不同事件。他们可以访问有关运输中材料位置的实时信息，并在出现不可预见的延误时收到通知，并附上供应商的理由。传感器还有助于监控运输货物的温度、湿度和其他相关条件。

2021 年 5 月，DHL 向全球 120 多个国家运送了约 2 亿支 COVID-19 疫苗。该公司使用物联网传感器来监控运输条件并确保温度不会超过阈值，否则会导致变质。

在另一个现实生活中的 IIoT 应用程序中，总部位于加利福尼亚州的 Golden State Foods 使用 IBM 的 IoT 跟踪器来监控运输肉类时的存储条件。

此外，在供应链中部署物联网有助于优化物流，因为公司可以确定更短、更不拥挤的路线。在人工智能的帮助下，这些系统可以预测交通拥堵，考虑天气状况和运输路线上的事故，并做出必要的改变。考虑咨询人工智能服务供应商以获得全面的物流优化解决方案。

结合 AI 和 IIoT 的一个有趣例子来自一家物流创新公司。客户求助于 ITRex 开发一个人工智能驱动的物联网系统，使公司能够实时监控货物、根据 60 个参数计算运输成本、填写无纸化文件等。目前，这个 IIoT 平台拥有超过 25,000 名用户，其中包括 DHL 和 Maersk 等运输领域的大型企业。

资产追踪

大型设施通常拥有太多员工无法跟踪的资产。例如，研究表明，护士将大约 10% 的时间浪费在寻找设备上。这个问题不仅限于医疗保健。大型工厂、商店等也是如此。

工业物联网应用之一是它可以自动化资产查找和监控。公司可以为其资产（例如成品、原材料、工具和包裹）配备射频识别 (RFID) 标签。这些标签用 RFID 阅读器扫描以显示相应项目的信息。另一种选择是使用通过蓝牙传输信号的设备传感器。如果功耗是一个问题并且您需要远程连接，请选择依赖于低功耗广域网 (LPWAN) 技术的窄带物联网 (NB-IoT)。

除了定位物品外，IIoT 支持的资产跟踪还可以帮助您保护原材料并避免浪费。例如，如果员工使用大型油漆桶，很可能会抓住离入口最近的桶，而不是穿过桶存储单元检查过期日期。使用物联网标签，员工将收到有关桶的位置的通知，这些桶将接近到期日期，如果他们仍然抓住最近的物品，则会收到警告。

有许多供应商拥有自己的物联网跟踪系统。例如，博世构建了基于云的Bluehound资产跟踪解决方案，该解决方案依靠蓝牙传输信号。该系统是与建筑公司合作设计的，可以与制造业中使用的流行的企业级软件集成。博世声称这些标签可以防水防尘，而且它们的电池可以使用长达两年。该系统捕获详细的资产相关信息。例如，它可以了解工具何时掉落。如果物品丢失，系统可以显示最后一次看到它的位置。

在另一个例子中，沃尔沃使用物联网驱动的跟踪器来跟踪其大型卡车工厂的车辆，他们每天组装大约 72 辆汽车。

库存监控

另一个物联网工业应用是为库存配备物联网传感器，实时传输其状态。例如，如果材料或制成品在存储中过热，智能传感器将要求支持物联网的恒温器降低存储单元中的温度。

公司可以结合工业物联网和分析，以最佳方式重新安排库存。例如，最常使用的工具和原材料将移至更靠近接入点的位置。

IIoT 可以监控库存水平，并在库存低于预定阈值时自动下订单。这消除了手动检查的需要。如果您是拥有电子货架商店的零售商，您可以部署电子标签。这些标签由蓝牙信标提供支持，让客户只需按下标签即可下订单。供应商将收到订单提醒，可以确认或拒绝。电子标签还可以显示“on-order”标签，以防止客户重复下单。

服装公司 Levi Strauss 使用RFID 标签来监控库存水平。这使公司能够知道每种型号还剩多少件商品以及预计新品何时到货。

远程设备和生产现场控制

让管理人员控制远程设备是另一个重要的工业物联网应用。传感器可以监控机器并允许操作员启动设备、关闭设备或更改设置。例如，如果检测到水泵泄漏，技术人员可以停用水泵，而无需亲自接触它。此用例对于安装在难以到达位置的机器特别方便。

说到远程位置，可以部署工业物联网来控制塔台信标灯。这些灯有非常具体的要求，任何拥有塔的组织，如电信部门，都必须符合这些标准。物联网传感器可以确保灯位于正确的高度，并具有所需的颜色和亮度，并在出现违规情况时立即通知操作员。

IIoT 还有助于监控远程站点。例如，英国石油和天然气公司壳牌与 IIoT 初创公司 Hiber 合作，在他们的油井中安装物联网传感器。传感器应该收集有关井的压力和温度的信息，以尽量减少人为干预。这不是壳牌部署的唯一物联网工业应用程序。这家石油和天然气巨头还使用该技术来保护其管道。该公司声称在其油田部署物联网传感器已节省 100 万美元。

能源管理

公司可以将物联网传感器连接到其基础设施，以监测环境并尽可能减少能源消耗。例如，当每个人离开大楼时，传感器可以关掉灯。他们还可以收集和分析供暖和通风系统的数据，以找到最佳性能。

工业物联网的另一个应用是检测一台设备何时开始过度耗电。这通常表示机器已损坏，需要仔细检查。

中国公司成都西汇水环境有限公司依靠西门子的工业物联网即服务解决方案 MindSphere 来节省能源消耗。该公司经营污水处理站，能源费用几乎占其运营成本的一半。成都熙汇在其设备上部署了物联网传感器以收集实时数据。经过深入分析，该公司了解设备何时处于最高能耗率，并设法将其与错峰电价相匹配，从而减少了 10% 的费用。

自动化

借助 IIoT 和机器人技术，可以自动执行通常由人类员工执行的繁琐任务。

此工业物联网应用程序的一个示例来自亚马逊。这家零售巨头在其仓库中使用多种类型的机器人来自动执行繁琐甚至危险的任务。例如， Cardinal 机器人可以提起包裹，借助 AI 和计算机视觉读取标签，然后将正确的包裹放入 GoCart 以在设施内移动包裹。 Cardinal 可以轻而易举地举起可能导致员工受伤的沉重包裹。

Proteus 是另一种机器人，它可以在订单履行中心移动 GoCarts，同时在人和机器人周围导航。

基于物联网的自动化不仅限于与仓库相关的活动。机器人也可以接管生产任务。例如，汽车座椅制造商 Lear Corporation 就依靠 UR5 机器人组装汽车座椅。 UR5 与人类员工一起工作，可以执行螺丝拧紧、升降和放置座椅等任务。

机器人还可以在有毒环境中代替人类，例如喷漆有毒排放物的设施。

流程优化和高级分析

另一个工业物联网应用示例是借助分析发现流程和产品优化的机会。物联网使制造商能够识别和预测生产过程中的瓶颈，并先发制人地解决问题。该技术还可以帮助更新性能基准。这些生产标准，例如生产产品零件所需的时间，是固定的，很少更新。 Machine Metrics等工具允许管理人员收集绩效数据并优化工作标准，以设定切合实际的截止日期和新产品的价格。

对来自购买产品的数据应用高级分析有助于公司了解客户实际使用这些物品的方式，并相应地更新保修政策。

附在包裹上的物联网传感器使公司能够在运输过程中监控产品并优化包装以最大程度地减少物品损坏。

安全控制

物联网可以通过监控环境、员工行为和遵守安全协议来促进工人的安全。在高海拔地区工作或操作重型机械的员工可以佩戴传感器来评估他们的体温、排汗和工作技术，并在他们检测到危险情况的可能性时提醒管理人员。鉴于肌肉骨骼疾病导致 33% 的工伤，这些传感器可以显着提高安全性。

例如，一家名为 Kinetic 的工作场所可穿戴设备公司制造了一款智能手机大小的智能设备。它可以检测工作中高度危险的姿势和动作，并通过轻微振动立即通知员工。

IIoT 的另一个例子来自乌拉圭，那里的一家生物燃料厂为所有工人提供智能头盔。它包含传感器，可以跟踪人们的动作并检测是否有人跌倒或在有毒气体的区域停留时间过长。

工厂还可以通过部署环境传感器来提高安全性。这些设备可以监控周围的危险。例如，它们可以检测到可能导致火灾的极端温度并发现任何危险气体泄漏，并提醒工人。

最后一点

工业物联网有许多令人兴奋的应用。它可以减少与设备故障相关的时间和成本，接管对人类员工构成健康风险的繁琐任务，确保库存始终得到补充，这样您就不会陷入等待原材料的困境。这些只是它的一些好处。

但是，部署该技术存在一些挑战。工业物联网应用的主要问题是维护数据安全。随着越来越多的信息被聚合、处理和存储，网络攻击的风险就越高。另一个挑战是与 IoT 解决方案相关的成本。选择 IIoT 供应商时，请记住这些方面。我们可以帮助您为您的设备配备传感器，构建一个使您能够管理物联网设备的平台，开发适合您业务需求的定制大数据分析解决方案。

无论您是想从头开始构建 IIoT 基础设施、改进现有计划，还是通过 AI 和高级分析来补充 IoT，请联系我们！我们将与您合作，制定满足您独特业务需求的定制解决方案。