物联网解决方案开发的三大挑战
物联网 (IoT) 正在改变许多公司开展业务的方式。传统制造商正在将他们的实体产品与基于互联网的后端服务相集成，互联网公司正在通过集成来自传感器和实体资产的数据来扩展他们的产品。新公司正在通过将实体产品与基于互联网的服务相结合的物联网产品进入市场。传感器生成的数据和机器学习解决方案支持新的、数据驱动的商业模式。
为了促进物联网解决方案的轻松开发，所有这些参与者都可以从中受益，必须解决三个挑战：
- 物联网应用的快速开发 ：为需要成本效益和快速上市时间的物联网用例快速高效地构建用户界面和应用程序。
- 管理异质性和多样性 ：处理物联网中大量异构、不断发展的资产和设备。
- 构建可定制的物联网解决方案 ：支持物联网解决方案供应商创建可针对不同用例轻松定制的解决方案。
我将依靠两个真实的例子来对开发物联网解决方案的挑战提供更实用的见解。第一个用例是 Track &Trace，它有助于管理用于钻孔、拧紧、焊接、测量等的大量异构工业电动工具。该解决方案是工业互联网联盟的测试平台的结果，目前正在由博世、Tech Mahindra 和思科开发。利用无线工具连接和室内定位，它提高了设备效率 (OEE) 和生产质量。
第二个示例解决了采矿业传送带上可能存在的缺陷。 为了达到产能利用率目标，传送带必须连续运行。几个传感器安装在电动机和齿轮箱轴上以测量振动。收集这些信息是为了预测可能的缺陷、更好地管理维护并减少总体停机时间。机器学习能力被用于分析这些振动模式并定义偏差（例如电动机故障），以便在偏差实际发生之前触发警报。
这两个用例揭示了大多数物联网应用通常会遇到的三个挑战。让我们详细了解一下。
挑战 1：物联网应用的快速开发
大多数物联网项目的演进性质要求应用程序能够以快速灵活的方式进行开发和修改。对于处于早期探索阶段的项目尤其如此，因为需求可能会在后期更成熟的阶段发生变化。我定义了两种类型的项目：
具有自定义应用程序开发的项目： 一些物联网应用对数据量、性能和算法复杂度有非常高的要求。通常，这些应用程序必须支持大量最终用户。以数百万家庭使用该系统的智能家居解决方案为例。这些应用程序具有复杂的用户界面，通常是手动编码和高度优化的 - 成本很高。
需要快速应用开发的项目（“应用长尾”） ：在频谱的另一端是数量非常多且复杂性较低的更专业的应用程序。这些通常由少数专业用户使用，例如工厂的管理团队。为这些应用程序开发高度定制和优化的 UI 通常成本高昂，因为需要大量的应用程序和少数专业用户。这些应用程序有时也被称为“应用程序长尾”，因为它们代表了映射复杂性和此用例的应用程序数量的曲线的长尾。
来源：Bosch.IO 图2：物联网应用长尾 挑战 2：管理异质性和多样性
许多产品供应商希望利用设备连接和基于云的应用程序来提供新服务，例如预测性维护和基于使用情况的计费。然而，在管理物联网产品组合的异质性时，他们面临着一个问题。高度异质性的原因包括产品类别的不断增加、产品版本的大量以及单个产品的不断演进。图 3 概述了需要在 Track &Trace 用例中解决的设备异构性。
来源：Bosch.IO 图 3：物联网异构的三个维度 同样的问题也适用于传送带用例中的振动传感器。这些传感器有多种类型（例如感应式、压电式或磁性式），每种类型都有一组不同的功能以及不同级别的精度和性能。
挑战 3：构建可定制的物联网解决方案
尽管物联网解决方案和应用程序起源于各个物联网项目，但随着时间的推移，这些解决方案将变得越来越预先打包或标准化。物联网解决方案供应商已经开始开发标准物联网解决方案并将其销售给多个客户和市场，正如我们在 ERP（企业资源规划）、CRM（客户关系管理）、PLM（产品生命周期管理）和其他打包应用程序中看到的那样。因此，让最终客户能够轻松自定义解决方案以满足他们的特定需求非常重要。
让我们仔细看看 Track &Trace 解决方案，该解决方案旨在供不同行业的客户使用，例如汽车和飞机制造。除了受益于基本功能之外，大多数客户还希望扩展核心跟踪与追踪解决方案；例如，他们希望将其与自己的流程和系统集成。经验表明，Track &Trace 客户在以下方面有各自的要求：
- 不同的电动工具： 除了开箱即用支持的工具外，客户通常还有其他需要集成的工具。这需要添加新界面并自定义它们以及现有界面。
- 具体的制造流程： 一般来说，每个客户对流程集成的要求不同；例如，如何处理拧紧步骤中出现的问题。
从最终客户（例如汽车公司）的角度来看，问题是如何最好地实现这种定制：
- 如果他们购买 COTS （商业现成的）解决方案，他们很可能会获得经济高效的跟踪和追踪解决方案和高实施速度——只要他们坚持标准功能。然而，一旦他们开始定制，解决方案很可能会变得非常昂贵和复杂。
- 另一方面，如果客户决定从头开始开发跟踪与追踪解决方案 ，即使最终结果是满足 100% 要求的解决方案，所需的初始成本和时间也会非常高。
来源：Bosch.IO 图 4：不同类型物联网解决方案的权衡
有了当今的物联网技术堆栈，这不再是您必须在这里做出的非黑即白的决定。 在我看来，这里的最佳选择是在这两种替代方案之间进行折衷，并构建基于灵活平台的 IoT 解决方案，就像前面介绍的两个用例一样。
如果您对这在实践中的工作原理感兴趣并想深入了解已在多个项目中得到验证的推荐技术堆栈，请查看此物联网技术白皮书。
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