管中窺豹IIoT(一):工業物聯網價值與解決方案通用模型

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    使用者以及一些吃瓜群眾對正真的物聯的能夠為企業帶來的價值,以及這些平臺能夠提供什麼服務(大家都叫雲,到底是什麼雲),物聯網的解決方案應該怎麼選(包括接入,展示,分析,業務閉環)都不清晰。誠然,目前IIoT還在發展階段,未來2-3年會有爆發式的機會同時會變化更多的場景和解決方案。很難說有放之四海皆準的參考標準。不過作為IIoT的從業人員,我準備花一些時間和大家一起探討一下。

    

    我從幾個維度來和大家一起探討一下:

   首先今天和大家探討下工業物聯網的價值點有哪些?如何構建通用的工業物聯網解決方案模型?

    下一次與大家一起分享工業物聯網解決方案中從採集,傳輸,儲存,計算,展示,業務閉環等多個環節應該有哪些通用功能。

    最後一次與大家分享國內工業物聯網生態的主要企業提供的產品差異分析以及和國外標杆物聯網廠商的對比。特別分享下BAT工業物聯網的解決方案以及國內第三方工業物聯網平臺的解決方案。

    

   首先今天我們來講一下物聯網的應用價值以及如何構建通用的工業物聯網解決方案模型。

   針對物聯網的價值:我就簡單引用麥肯錫的報告:麥肯錫把物聯網的應用價值分成了九個場景,這九個場景代表了物聯網裝置的安裝位置。其中工廠,工地,車輛,城市,外部環境等與工業高度相關。

  工廠環境潛在的經濟影響

    物聯網所支援的行業4.0應用程式有望創造出新的工廠生產率的激增。雖然在過去的幾十年裡,工廠自動化(工業3.0)幫助改善了世界各地各種各樣的工廠的效能,但是在標準的工廠自動化之外還有很多機會。例如,一旦機器通過物聯網感測器和執行器相互連線和管理,就可以通過使用自動感測裝置來顯著提高資產利用率,從而消除許多降低生產率的人為和機器錯誤。遠端監控、跟蹤和控制裝置和工作流程可以帶來額外的節省,包括大量的能源節約。使用感測器來確定機器何時需要維修,可以防止故障,並節省日常維護成本。

    在2025年,物聯網應用在工廠環境中的潛在經濟影響的低和高的估計。總的來說,這一數字從每年1.2萬億美元到3.7萬億美元不等。我們主要關注三個主要的價值來源(經濟價值由大到小):操作效率、預測性維護和庫存優化。以及增強現實,組織設計&績效管理,人員效率,健康與安全等等。

  工地潛在的經濟影響

    我們估計,在2025年,跨工地的物聯網的實現可能會帶來每年1600億到930億美元的經濟價值。這一價值將來自於節約成本、提高生產率、增加正常執行時間和新的收入機會(例如,在一個礦井中每天延長生產時間)。最顯著的影響將來自於運營效率的提高,這可能會對2025年的工作場所產業產生高達470億美元的經濟影響(第19條)。這將來自於改進的業務流程、自動化(包括自動駕駛汽車),以及減少勞動力和能源成本。

   第二大潛在影響可能來自於基於條件的和預測性的維護實踐,它減少了日常維護成本,減少了故障,提高了生產正常執行時間,延長了機器的使用壽命。這些維護改進可能會在2025年產生每年3600億美元的經濟影響。在工作場所,物聯網技術也可以幫助改善工人的安全與健康,在2025年,這一數字可能高達300億美元。我們估計,通過使用可穿戴裝置和員工定位系統,可以釋放出類似的價值,從而提高生產率,包括通過重新設計工作,尤其是在建築方面。最後,物聯網技術可以通過基於資料的設計對工地裝置供應商(和他們的客戶)有利,並通過遠端監控裝置在工地使用裝置來提高裝置效能。儘管大多數的工作場所都在發展中國家,但由於更高的潛在採用率,在發達經濟體的工作場所,物聯網可能會產生更多的價值。

    車輛潛在經濟影響

     物聯網將對車輛、火車、車輛產生廣泛的影響,卡車,甚至飛機都被使用。這裡我們關注物聯網感測器和連線性如何提高車輛維修、保養,並設計。例如,相同型別的感測器和無線連線,使得建立一個自駕車可以用來監視車輛執行啟用狀態與定期維護相比更具成本效益的維護例程或在問題發生後執行維護。跟蹤效能資料也可以幫助汽車製造商設計更可靠的產品,並發現其他服務方式。客戶.在本報告的其他部分,我們評估物聯網在其他方面的經濟影響。運輸應用,如自主車輛的潛在節省城市.物聯網在汽車、飛機和船舶導航方面的改進是在外部設定。

     潛在的經濟影響我們估計,到2025年,在汽車中使用物聯網系統每年可產生2100億到7400億美元的價值。創造價值的最重要的方式將是提高安全性和安全性以及基於條件的維護。

    城市潛在的經濟影響

    對於我們所使用的應用程式,我們估計到2025年,物聯網在城市環境中的潛在經濟影響可能會超過1.7萬億美元(第25個)。最重要的一項經濟應用可能是公共衛生,我們估計,在2025年,由於水和空氣監測帶來的改善的健康結果,每年的價值可能達到7000億美元。然而,在2025年,交通運輸應用可能會產生更大的經濟影響——每年超過8000億美元。交通應用,包括實時交通流量管理、智慧儀表和更高效的公共交通使用(通過實時匯流排和火車資訊減少等待時間),每年在全球的價值可能超過570億美元。通過減少交通事故、燃料消耗和碳排放,自動駕駛汽車可以貢獻多達2350億美元的資金。

    外部環境潛在的經濟影響

     2025年,外部應用領域的物聯網技術有可能帶來高達8500億美元的經濟影響。最大的影響來自於物流路線,它每年能產生4600億美元的價值。

      這些數字已經為我們帶來了IIoT的發展方向,針對不同的企業會在不同的價值點有剛性需求,如何打造一個通用的物聯網解決方案滿足這些企業呢?

    針對通用的物聯網解決方案:這裡指的通用物聯網解決方案是指如何適配不同場景的需求以及如何考慮在不同的成熟度模型下快速實現業務閉環。而不是指最終物聯網解決方案擁有者擁有的方案。因為通過的物聯網解決方案只能夠為技術提供商以及客戶提供選用物聯網解決方案的參考模型。最終想要實現物聯網的應用需要與使用者深度溝通同時不斷的探索。

    我們在以上不同裝置的安裝場景下,面臨的都是企業使用者,那我們如何定義企業使用者的物聯網模型?我們借用林詩萬老師的三鏈模型說明。

   如圖所示:在產業鏈上下游中有四個主要方向的應用場景(企業管理軟體以工廠為例)其中四個場景分別為:

   1與供應鏈相關的物聯網場景

   2與生產相關得物聯網場景

   3與服務相關的物聯網場景

   4與企業資產相關的物聯網場景

  這個圖中展示的三個企業最重要的價值鏈。

   第一個是以產品為主的智慧財產權鏈。這個鏈路中,以工廠為例,可以貫穿產品的研發,設計,生產,銷售,執行,回收等產品的全生命週期。以這個視角看主要的應用是2和3 。不管2還是三都需要儘可能的打通全生命週期資料才能夠回去資料價值的最大化。

   所以這一條價值鏈除了需要提供在2或者3這個業務功能應用下的功能,還需要儘量去對接與這兩個功能相關的其他資料。在工廠裡面典型的例如PDM&PLM。

   如果我們跳出工廠的概念,這是一個非標準的生產環境(例如建築工地)那就需要和BIM系統對接。同理如果是城市需要和GIS系統對接。

   第二個是價值鏈,價值鏈主要是和企業的各種流程系統打通,其中以REP為主。在這個鏈條上也是2,3,4幾個應用,但是如果服務價值鏈,2和3的業務功能目標是不一樣的。例如2主要是做計劃相關的優化,而不像在知識鏈那塊一樣關注產品的質量。例如3主要關注售後或者售前服務相關的業務而較少關心運維資料對產品研發的促進作用。

  4這塊主要是和供應鏈相關。例如典型地冷鏈物流等等。

  第三個是資產鏈。主要和生產企業的實物資產相關。不管是工廠,工地,城市等裝置的場景。只要是裝置的運營方或者使用者都有管理好裝置的需求。所以和1相關。

   另外,在不同的裝置場景下的業務目標可能都差不多,可以按照1234劃分。但是在不同的裝置場景下解決方案的構建和提供的功能是不一樣的。我們在分析如何構建解決方案的時候可以通過業務需求矩陣詳細分析每一類應用。當然,不是每一個裝置的場景都會對應每一個數字,同時每一個裝置場景下的客戶,也不一定都能對應每個數字的需求。

    我們再來看看物聯網的成熟度模型:

   

     物聯網成熟度模型從裝置接入,狀態監控,分析和管理(這裡的管理只要只部門級的管理,也就是物聯網在部門的業務閉環)以及企業核心業務整合幾個維度解析企業物聯網的成熟度。

    目前,國內企業的物聯網成熟度應該都不算高。我們加上裝置的安裝場景,業務內部的物聯網應用場景以及物聯網成熟度模型即可獲得一個立體的物聯網解決方案通用架構。

    

    其中,X軸的裝置安裝位置的不同場景與工業物聯網的終端以及傳輸方案緊密相關,同時不同的終端和傳輸方案在這些場景下可以一定範圍內達到通用的可能。

    Y軸物聯網的成熟度代表了不同階端的物聯網需求。例如可以從連線,到監控,到分析和管理等。同時每一階段的也有成熟度的模型,例如連線可分為簡單的聯網,帶遠端配置工控裝置的聯網,帶協議解析的聯網,帶邊緣計算的聯網,以及帶安全訪問控制的聯網等等。

    在Y軸中,隨著業務的不斷升級,對每一階段的成熟度要求也越來越高。

    Z軸中代表了4個典型的企業業務場景,不同的場景對資料模型,資料分析方法,業務功能以及需要考慮的重點系統介面都有不同。但是在不同的裝置安裝場景下,業務功能場景具備一定的通用性。