工业物联网应用的七道必答题
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   3月15日，GE宣布与中国电信达成协议，将实现Predix工业互联网平台在中国的落地；2016年，西门子推出Mindsphere平台；发源于三一重工的树根互联在2月20日举行的2017中国工业互联网峰会上正式发布根云平台；家电巨头海尔则发布了COSMO PLAT工业互联网平台；航天云网受到各界广泛关注。同时，各类物联网平台也十分活跃，例如机智云、艾拉网络等，而BAT也在拓展物联网云服务，中国移动则于2014年就推出开放的物联网平台OneNET。PTC的ThingWorx已成为业界广泛关注的物联网应用开发平台。今年3月，SAP在中国发布了Leonardo物联网套件。中国工业互联网的热潮，由此可以略见一斑。


   我撰写的《工业互联网究竟是一张什么网》文章发布后，与我国工业互联网联盟的负责人进行了交流。基本明确了中国的工业互联网概念包括工业物联网，加上企业开展的与工业活动相关的互联网应用。所以本文还是聚焦工业物联网应用。

   关于工业物联网应用，制造企业需要思考以下七个关键问题：

   1. 应用工业物联网的业务目标和预期价值。

    通过对物联网采集的数据进行分析，可以帮助企业分析各类设备或产品的状态，实现对异常状态的预警或报警，从而实现预测性维护，避免非计划停机；还有助于帮助企业改进产品性能、帮助企业降低能耗、保障安全等。通过对运输车辆的数据采集，可以掌握车辆运行的位置，以及运输货品的状态，实现制造商、第三方物流和货主的信息交互，实现运输资源的充分应用。还可以用于对污染物的监控、对无人值守的设备、对石油管道的远程监控和故障诊断等。在消费品行业，也有很多基于物联网的智能应用，例如智能家居。通过对各种设备的状态监控，还可以实现设备租赁和服务电商。因此，工业物联网应用广泛。企业在应用工业物联网之前，首先应当结合行业特点，明确自己的业务目标和预期价值。不同应用的难度差异很大，企业需要有清晰的认知。



   2. 采集哪些有价值的数据，如何采集、传输、存储与分析？

    物联网应用的基础，源于各种智能终端、传感器和智能仪表，加上GPS定位和网络传输的功能模块（WIFI、4G或ZigBee等）。低功耗的NB-IOT技术，为物联网的普及应用带来了巨大价值。当前，各类设备数据采集的接口方式差异很大，有些设备需要外接传感器。所以现在市场上也出现不少可以采集和传输数据的盒子，有些盒子具有一定的存储和数据处理能力。因此，企业要实现工业互联网应用，需要明确究竟要采集哪些有价值的数据？采集频率有多高？ 如何部署传感器？是要传输所有状态数据，还是只传输超出阈值的数据？海量数据如何存储？是基于私有云还是公有云？ 物联网数据的数据分析算法和数学模型是什么？ 数据如何分析与展现？ 数据异常的预警和处置方式？ 如何实现物联网数据与企业业务流程的集成？



   3. 中小企业和大型企业进行物联网应用的显著差异。

    中小型制造企业进行物联网应用，可以直接选择基于公有云的物联网平台，相对比较容易。例如，树根互联就帮助生产高空作业车的龙头企业星邦重工实现了设备的定位，支持企业的设备租赁业务。对于大型制造企业，则需要更加慎重地制定工业物联网的应用策略，考虑是否需要自己开发及运营物联网平台。如果选择自主开发或自主运营，就需要考虑与电信运营商、云平台进行合作。


   4. 自主开发物联网应用还是利用物联网开发平台来开发物联网应用。

    就像ERP应用可以选择自主开发和应用商品化的系统一样，物联网平台建设的路径也有不同的选择。可以选择物联网的云服务，用物联网开发平台来构建物联网应用，或者直接从底层开发物联网应用。相对而言，应用ThingWorx等物联网开发平台来开发物联网应用，对于多数企业而言，是一个经济有效的方式。下图是著名研究机构Forrester发表的2016年第四季度物联网软件平台排名情况。




   5. 设备运营企业、设备制造企业、零部件企业、维修企业如何实现物联网数据的共享、分发、分析与协同？

    我认为，这是工业物联网应用最复杂，也最重要的问题。比如，中车集团如果要建立一个物联网平台来实现对旗下企业制造的高铁、动车、地铁车辆进行监控，进行故障预警和预测性维护，则需要与铁路总公司、各地的地铁公司共享物联网数据，而各个整车制造企业、零部件制造企业，应根据其制造的产品和零部件，共享相应的物联网数据，以便进行数据分析，研究自身产品出现的问题，做到知其然，也知其所以然，改进产品和制造工艺。维修企业如果对某列车辆进行了维修，或者更换了备品备件，则也需要在云平台上留下维修记录。如果某列地铁的车门出现故障，则信息应该传递到地铁公司，对应的站台门就不能打开。在保证信息安全、合理的数据访问权限，以及能够保证制造商的知识产权前提下，进行物联网数据的共享，是物联网实现深化应用，并取得实效的关键。同样道理，航空公司与飞机制造商也应当实现物联网数据的共享。


   6. 物联网平台功能和部署方式的差异化与选型。

    很多物联网平台都强调自身的开放性，甚至实现开源，以便支持各种类型的应用。一个完整的物联网平台，前端应该能够集成各种类型的传感器，后端应当具有海量数据的存储和大数据分析能力，实现与应用系统的集成，支持各种行业应用。例如，GE公司就基于Predix平台开发了卓越制造的套件，集成了在制品管理、质量管理、生产管理、路线优化等应用功能。因此，企业要进行物联网平台的选型，应当深入理解埃森哲提出的物联网应用成熟度模型，对各类物联网平台的开放性、集成能力、数据分析、行业应用功能进行深入比较。从部署方式来开，有些物联网平台的交付方式是公有云服务，有些物联网平台可以在企业内部部署，或者通过私有云方式部署。这也是企业进行物联网平台选型必须考虑的问题。



   7. 物联网数据的安全与隐私保护问题。

    物联网应用产生的海量数据的分级存储、备份，以及数据安全、加密，是企业进行物联网应用需要考虑的一个重要问题。有些设备的用户，例如军工企业，出于数据安全和隐私保护的考虑，不愿意设备制造商去获取设备的状态数据。几年前，伊朗核设施的离心机的工控网络被植入的工业病毒入侵而最终瘫痪；而最近已经出现视频监控数据被盗取的事件。这说明，数据安全是工业物联网应用的前提。如果数据安全得不到保障，企业级的物联网深层次应用就难以实现。


    这七大问题提出来了，但目前答案还很不清晰。因此，制造企业对于工业物联网应用，应当采取积极而又谨慎的态度，开展整体和系统的规划，再由浅入深，逐步开展工业级的物联网应用。


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