制造业物联网：8大关键应用场景与新兴趋势助力工业4.0成功

制造业物联网在制造版图中炙手可热。工业 4.0 让商业领袖经历新一波技术变革。

范式转变助力面向未来的战略。愿景助企业更具适应性、创新性和韧性。

融入成功物联网趋势对成为全球合作伙伴至关重要。领导者应致力打造融合 AI、可穿戴设备、3D 打印等尖端技术的生态系统。

利基技术可支撑最高价值制造业物联网用例，提升 ROI！

制造业物联网行业

工业物联网（IIoT）是将传统工厂转型为智能空间的关键一步。

制造业物联网驱动前所未有的颠覆，让工厂更安全、提高生产率和效率。是的，能为您省下数百万！看一些激动人心的支撑统计。

• 专家预期全球制造业物联网市场规模从 2020 年 332 亿美元增至 2025 年 538 亿美元，复合年增长率 10.1%（Markets and Markets, 2020）。
• PwC 报告：90% 制造商认为数字化生产过程带来长期收益大于风险（PwC, 2020）。
• 研究显示，美国约 35% 制造商收集并利用智能传感器生成数据优化制造过程（Mordor Intelligence, 2021）。
• 另一研究强调，约 34% 制造商认为美制造商采用运营物联网至关重要。物联网已成制造商生态系统一部分，软件、云计算、分析工具融合，将各源原始数据转化为有意义预测并以友好界面呈现（Mordor Intelligence, 2021）。
• 北美在工业、制造、汽车领域采用物联网步伐显著。据 smartamerica.org，美国政府未来 20 年预计投入 41 万亿美元更新物联网安全基础设施（AIMultiple, 2021）。
• 专家指出离散制造、运输物流、公用事业行业各将在物联网平台、系统、服务上投入 400 亿美元（Statista, 2021）。
• 58% 制造商称物联网是数字化转型工业运营的必需。调查也凸显投资成本是阻碍 IIoT 加速采用的最大障碍（GE, 2017）。
• 据 Accenture，46% 受访美企视物联网为提升员工生产力机会（Accenture, 2015）。

底线： 制造业向工业 4.0 转型显见。制造商渴望拥抱智能制造，迈向互联互通、智能化制造系统新高度。

物联网如何重塑制造业

数字化提振制造版图。企业寻求通过创新技术转型生态系统。

研究显示数字化领导者采用颠覆性工业 4.0 方案。如今数字化成功历程令人振奋。速览物联网如何重塑制造业。

预测早期故障

据分析机构，82% 公司经历非计划停机；制造业非计划停机每小时成本高达 26 万美元。机床停机损害对制造企业至关重要，也危及一线工人。

物联网设备搭载多种传感器，监测温度、振动、电压、电流等。这些传感器助捕捉预测故障早期预警信号，创造更安全工作场所。

提升利润率与客户满意度

制造商借物联网和连接产品拥有激动人心机遇。关联产品收益始于增强现有服务交付。远程诊断提高客户满意度、缩短维修时间，强化客户纽带。

由此，早期预警检测信号驱动未来产品质量改进。新服务确保更高标识和改进客户满意度。

连接供链改善资产管理

制造商面临更高客服期望。关键期望之一：更快交付。

在此背景下，制造商探索微物流网络满足加速交付需求。资产层面连接供链物联网助管理库存位置，并在复杂物流网络中获得真实库存更高可视性。

实施运营智能

自主机械可接管耗时繁重人力劳动，专家预测这是制造业未来。

机器互联有助创建智能网络，少量人工干预下相互通讯协调。

提升质量

物联网传感器采集产品规格及其他指标数据，包括产品周期不同阶段的第三方数据。制造商可判定哪些产品符合质量规格需实物检验。

数据涉及原材料成分、运输等因素对成品影响。若集成至结果，物联网系统还提供消费者对产品反应数据。洞察助发现修复质量问题。

改进生产计划与排程

另一变革：制造商借物联网方案受益于产品质量提升和工厂良率。公司体验更好生产计划排程和产线实时监控。

例如， 假设贵组织需超百次人工巡检，耗时占总产时间 20%。自动化质检可扭转局面。

更好的工厂安全与安保

物联网技术结合大量数据分析，通过监控 KPI（车辆事故、员工缺勤、未遂事故、伤害等）促进日常运营安全安保。

物联网通过这些关键领域实时洞察确保更好安全。问题可即时处理。此外，制造商可确保合规健康安全法规和环保关切。

安全是物联网挑战，恶意攻击者视技术为访问公司数据易入口。

担忧源于分散供应商、安全协议、缺乏标准化。运营技术与 IT 应联动防范未授权访问以解决安全问题。

制造业激动人心的物联网用例

远程监控

远程监控是拥有工业资产领导者的绝佳用例，物联网连接资产大有可为。物联网传感器监控设备使用和健康，助评估性能。传感器也助在出现问题时部署服务。

该模式开辟全新商业模式路径：设备即服务。

案例：Armal， 便携厕所领军制造商，用成型设备制造产品塑料框架组件。他们想监控优化机械能耗。

通过工业物联网软件的物联网传感器，他们可远程跟踪全生产周期能耗。

生产线实时物联网监控系统使机械能耗成本降近 40%。Armal 以此完成数字化旅程，获得可监控各机床实时功率的物联网方案。

数字孪生

数字孪生日益流行。IDC 引用：2018 年投资数字孪生技术的公司，关键流程周期时间可望提升 30%（IDC, 2017）。

因此，善用物联网融合数字孪生力量的领导者可享深度分析。数字孪生技术包括云、物联网、扩展现实（XR）、AI。

应用物联网方法（即数字孪生），企业可创建稳健数字副本、物理对象虚拟副本，在制造现场应用便利。通过设备备件虚拟副本——管理者可模拟流程、发现问题、达成所需结果，无风险损坏实物资产。

案例：Kaeser， 领先制造商和压缩空气产品提供商，应用数字孪生。技术助公司从卖产品转型卖服务。

数字孪生系统提供设备全生命周期运营数据，尤其是空气消耗率。

监控使 Kaeser 能按空气消耗而非固定费率收费。结果：商品成本降 30%，近半主要供应商通过数字孪生上线。

物流管理

制造企业物流因天气不可控、欺诈高发、资产数量大而风险高。高度依赖运输的公司可考虑物联网主导的设备系统互联。

制造物流物联网应用覆盖典型供应链多用例：仓储、车队管理、货物追踪。技术成数字化转型关键力量。

案例：Amazon， 独立投递机器人和智能柜提升送达便利并盈利。制造商可享受降低运费。

自动订单处理和状态更新帮公司减少派送员和整体运营成本。连接机器人用于最后一公里配送可显著降本增效。

物流经理可用物联网管维修和燃油支出。可优化监控燃油成本、智能配送、诊断、驾驶员等任务。驾驶员车辆性能实时全景提高技术员安全、降低库存损耗、减少保险支出。

制造业 KPI

制造业关键绩效指标（KPI）是提供关键业务洞察的可量化指标。指标对制造商重要，因其被定义测量以助业务聚焦核心。并能随时间跟踪、分析、优化绩效。

许多此类 KPI，常用一例为综合设备效率（OEE），通过计算工厂性能、可用性、质量得出。虽为工厂车间性能适度度量，但 OEE 理应结合其他 KPI 以从多维理解绩效。

制造企业可选多 KPI 辅助决策。随时可用的 KPI 仪表盘能让公司优先级聚焦、确保组织正轨。

仪表盘、报表、分析——分析业务运行有大量内容。目标是减少理解绩效是否达预期的时间精力。工业物联网平台终助编译、语境化数据为简化报表仪表盘，进一步解释业务运行好坏。

2022 制造业物联网趋势

员工安全

据国家安全委员会（NSC），2019 年工伤总成本 1710 亿美元。含工资生产力损失、医疗费、管理费。也含非保险成本，包括除致残伤害工人外直接间接涉及伤害工人的时间价值损失。

制造业是事故高发危险工业领域之一。制造业物联网将持续作为热门趋势改善安全、预防工伤。

借传感器可获设备或设施状态准确数据。且易检测潜在风险危害。物联网改善安全措施用例包括：

• 可穿戴设备追踪技术员心率血压。危险时发通知停工。
• 智能传感器检测超标热度、空气污染、辐射、噪音并报警。
• 火灾传感器对温变敏感、探测火情。
• 运行预测性维护，在设备造成损害或事故前退役或修复故障设备。

安全与隐私

隐私安全成 IT 专家日益聚焦核心。制造业显性价值增加暴露系统于网络威胁，成物联网所有者担忧。

数据泄露或恶意软件（勒索软件）感染防范需求日增，以将传统工厂转型为智能安全工厂。认证在物联网所有领域关键，无论云、网络、软件应用。保护物联网生态系统方式包括：

• 追踪物理物联网设备防丢失被盗。
• 识别风险、开展风险评估。
• 使用加密。

事实是认知与安全流程至上，此趋势需内化为企业文化。

机器对机器（M2M）自动化

M2M 技术最初在制造和工业场景采用，SCADA 和远程监控等其他技术助远程管理控制设备数据。M2M 主旨：采集传感器数据并传输至网络。

最值得关注的切面是设备间通讯，智能传感器可嵌入设备实现通讯。物联网系统可用传感器通讯自动化决策：材料采购、需求销售预测、分销，无人干预。

欲利用 M2M 自动化的制造商，应整合数据与企业软件。ERP 与产品机器通讯，技术员可在单一解决方案中密切监控制造绩效、捕获洞察。M2M 可助：

• 远程监控。
• 产品补货。
• 资产追踪监控。

物联网融合 VR/AR 让数字物理世界更贴近

物联网数据融合 VR/AR 能带来显著收益。经济优势包括利润改善、成本降低、产品服务线创新机会等。

物联网趋势 2022 年及以后值得关注。AR/VR 与物联网应用协同用例示例：

• 设备管理——物联网传感器采集设备状态数据置为虚拟元素，进一步助实时可视化故障崩溃。
• 空间管理—AR 可优化工厂库存位置、为工人创建安全导航最优路径。
• 员工培训—用物联网数据创建设备机械产品虚拟原型，辅助模拟教员工正确使用。

总结

制造业物联网呈现丰厚增长机遇。头部玩家已探索利基技术利用数字化优化收益。

最终，前景技术可为制造业铺路，实现下一代制造卓越。

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