工业物联网和工业 4.0 的构建块

如果您想构建新的东西，拥有新的构建块。

第一次工业革命发生在 18 世纪后期，因为它提供了新的基础设施——蒸汽动力和机械化工具等形式的经济新基石。

20世纪初的第二次工业革命得益于电力、石油和自动化。

同样，近几十年来，个人电脑、互联网和电信进步等技术改变了经济。

尽管经济学家并不广泛同意使用“第三次工业革命”一词来描述这些进步，但这些技术构件对经济的影响是相当大的。这就是工业 4.0 的用武之地，它预示着利用一系列新兴技术的第四次工业革命。

工业 4.0 的承诺是提供新的构建块，可以推动行业变革的新时代。物联网及其工业表现形式，工业物联网，就是两个例子。 IIoT 是这场数字革命的重要组成部分。它使我们能够使用各种描述的传感、测量和监测技术将物理过程转化为数字信息。然后可以对这些信息数据进行分析和建模，以创建物理过程的数字孪生模型，使组织能够在将虚拟传感器增强模型部署到现实世界之前对其进行优化和测试。

工业物联网采用者需要实施的关键构建块之一是无线连接。虽然有线连接无疑促成了一波令人印象深刻的技术浪潮，但随着 IIoT 的兴起，其充分性越来越受到质疑。以制造业为例。尽管制造商几十年来一直采用装配线上的自动化，但他们通常用于连接设备和机器的有线网络不足以连接未来工厂中出现的所有各种 IIoT 设备。

想想需要连接的数百个甚至数千个设备。这些设备可能包括工具、备件和库存的资产跟踪、环境监测和现有机器的基于状态的监测，以衡量性能。您还可以将自动导引车、数字个人防护设备 (PPE) 添加到列表中，仅举两个其他示例。其中许多应用涉及移动性。即使对于那些没有的应用，布线成本也很高。无线网络不仅支持移动性，而且还简化了安装和设置，并降低了成本。

除了制造业，想象一下一个巨大的露天矿，里面有自动钻孔和爆破机、自动矿石卡车运输车、遥控装载机和火车，更不用说漫游工人了。同样清楚的是，移动无线连接至关重要。远程监控患者或从海上风电场的涡轮机收集数据也是如此。

工业资产通常是可移动的。即使资产是固定的，也很少是永久性的。这就是为什么 4G/LTE 和 5G 网络经常与工业 4.0 和 IIoT 相提并论的原因。今年首次以有限方式推出的 5G 无线标准专为支持 IIoT 应用而设计。与某些无线网络技术（如 Wi-Fi）不同，蜂窝技术高度安全，99.999% 可靠，并且可以以极低的延迟处理大量传感器和设备。对于响应时间必须极快的自主应用程序，这些注意事项至关重要。

5G 的许多高级功能已被纳入 4G/LTE 无线标准的更新中。诺基亚内部研究得出的结论是，如今 4G/LTE 可以支持 85% 可以由 5G 支持的应用。

4G/LTE 和 5G 都可以部署在具有小规模解决方案的私有网络中，例如在发生自然灾害时为急救人员建立临时网络。它们还可以支持极其复杂的安装，在 20,000 平方公里的区域内支持数以万计的设备和用户。

IIoT 的其他构建模块之一是多接入边缘计算 (MEC)。将信息从数以千计的传感器传送到云端的远程数据中心会引入延迟，这使得以足够的速度响应许多工业应用程序变得具有挑战性。例如，在视频监控的情况下，传输数 TB 的流视频数据几乎没有任何意义，这些数据显示了安全边界的几乎不变的图片。边缘处理允许非常低的延迟，可用于分析数据，包括视频或音频流。该技术只允许将与异常行为相关的镜头发送给可能有兴趣查看的远程操作员。

幸运的是，边缘处理资源是 5G 架构的一部分，这是一个完全虚拟化的软件定义网络。换句话说，本地 5G 网络可以轻松托管本地 IIoT 应用程序所需的虚拟化边缘计算资源。从这个意义上说，它可以作为构建各种基于 IIoT 的应用程序的平台，不仅提供数字连接，还提供基于边缘的计算资源。

除了这些技术构建块外，许多行业还必须学会全面地处理这项技术。智慧城市、工厂、矿山和医院的承诺是共享来自不同领域的数据和情报。机器学习的真正魔力在于查看大量数据之间的相关性，否则这些数据将逃过人类分析师的注意。运营技术 (OT) 员工通常将技术视为孤立点解决方案的推动者。他们需要与 IT 更紧密地合作，后者往往采用整体的、平台的技术方法。 OT 和 IT 之间的这种伙伴关系对于充分实现工业物联网的优势以及 5G 和边缘计算等支持技术的优势至关重要。这种合作以强大的行政支持为后盾，可以确保您的技术构建块以最佳方式排列，以满足您的业务需求。

侯曼领导诺基亚面向大型企业和超大规模企业的营销工作。他热衷于应用网络、分析和物联网技术来改变其业务完成和运行方式的所有新方法。他还领导了诺基亚 IP 路由产品组合的营销工作。此前，他参与了 Nuage Networks 云网络创业，这是一家专门从事数据中心虚拟化和跨数据中心和分支机构 (SD-WAN) SDN 的公司。他还曾在风险投资支持的初创企业和跨国公司担任产品管理领导职位。侯曼拥有加州大学伯克利分校的 MBA 学位和哥伦比亚大学的电气工程硕士学位。