物联网如何在制造业中使用：8 个用例和即将到来的趋势
制造业中的物联网在制造业领域是白热化的。借助工业 4.0，企业领导者正在经历新一波技术变革。
范式转变有助于推动适合未来的战略。愿景可以帮助企业变得更具适应性、创新性和弹性。
作为全球合作伙伴，融入成功的物联网趋势势在必行。因此，领导者应该立志于创建一个融合了人工智能、可穿戴设备和 3D 打印等尖端技术的生态系统。
利基技术可以在制造用例中支持最高价值的物联网并提高投资回报率！
制造业中的物联网
工业物联网 (IIoT) 是朝着将传统工厂转变为智能空间迈出的一步。
制造业中的物联网正在推动前所未有的颠覆，有助于使工厂对一线工人更安全，从而提高生产力和效率。是的，它可以为您节省数百万美元！以下是一些令人兴奋的支持统计数据。
- 专家预计，全球物联网制造业市场规模将从 2020 年的 332 亿美元增长到 2025 年的 538 亿美元，复合年增长率 (CAGR) 为 10.1%。 （Markets and Markets，2020 年）（来源：）
- 根据普华永道发布的一份报告，90% 的制造商认为，生产流程数字化带来的长期收益大于风险。 （普华永道，2020）（来源：）
- 根据一项研究，在美国，大约 35% 的制造商收集和使用智能传感器生成的数据来改进制造流程。 （魔多情报，2021 年）（来源：）
- 另一项研究表明，大约 34% 的制造商认为美国制造商在运营中采用物联网至关重要。此外，物联网已成为制造商生态系统的一部分，其中软件、云计算和分析工具被混合在一起，将来自各种来源的原始数据转化为有意义的预测，并在用户友好的界面中进一步呈现。 （魔多情报，2021 年）（来源：）
- 北美在采用物联网方面取得了长足的进步，尤其是在工业、制造和汽车领域。据 smartamerica.org 称，预计美国政府将在 20 年内花费约 41 万亿美元更新其物联网安全基础设施。 （AIMultiple，2021 年）（来源：）
- 专家强调，离散制造、运输和物流以及公用事业行业将在 IoT 平台、系统和服务上各花费 40B 美元。 （Statista，2021 年）（来源：）
- 58% 的制造商表示需要物联网来实现工业运营的数字化转型。该调查还强调，投资成本是阻碍制造业更快采用 IIoT 的最大障碍。 （通用电气，2017 年）（来源：）
- 根据埃森哲的数据，46% 的美国公司受访者将物联网视为提高员工工作效率的机会。 （埃森哲，2015 年）（来源：）
底线： 制造业向工业 4.0 的转变显而易见。制造商渴望拥抱智能制造，迈向互联智能制造系统的新高度。
物联网如何改变制造业
数字化一直在提升制造业的格局。公司正在寻求通过创新技术改变他们的生态系统。
研究还表明，数字领导者采用了改变游戏规则的工业 4.0 解决方案。今天，数字化成功之旅令人鼓舞。下面让我们快速了解一下物联网如何改变制造业。
预测早期故障
据一家分析公司称，82% 的公司经历过计划外停机；制造中的计划外停机时间可能会使公司每小时损失高达 260,000 美元。机器停机时间和损坏对制造公司来说至关重要。此外，它们还可能危及一线工人。
物联网设备具有各种传感器，可以监控温度、振动、电压、电流等。因此，这些传感器可以帮助对任何预测的故障进行早期预警信号，从而创造一个更安全的工作场所。
更高的利润和客户满意度
制造商在使用物联网和连接产品方面拥有令人兴奋的机会。相关产品带来的好处始于增强现有的服务交付。远程诊断可提高客户满意度并缩短维修时间，从而有助于与客户建立更牢固的联系。
因此，早期预警和检测信号可以推动未来产品的质量改进。并且新服务可以确保更高的分数和更高的客户满意度。
通过互联供应链改进资产管理
制造商一直面临着更高的客户服务期望。关键期望之一是更快的交货时间。
在此背景下，制造商一直在探索微型物流网络，以满足加速交付的需求。在资产级别的互联供应链中使用物联网有助于管理库存位置。此外，更深入地了解整个复杂物流网络中的实际库存。
实施运营智能
自主机械可以接管耗时且繁重的人工工作，专家预测这是制造业的未来。
当机器连接起来时，它有助于创建智能网络，在很少人为干预的情况下相互通信和协调。
提高质量
物联网传感器捕获有关产品规格和其他指标的数据，包括来自第三方在产品周期不同阶段的数据。此外，制造商可以确定哪些产品符合质量规范并需要进行物理检查。
这些数据涉及所用原材料的构成以及运输和其他因素对制成品的影响。此外，如果集成到结果中，物联网系统将提供消费者对产品反应的数据。这些见解可以帮助发现和解决质量问题。
改进的生产计划和排程
另一个转变是制造商受益于物联网解决方案提高的产品质量和工厂产量。公司体验到更好的生产计划和调度以及生产线的实时监控。
例如 假设您的组织需要进行一百多次人工检查。您意识到检查占用了大约 20% 的总生产时间。可以通过自动进行质量检查来扭转情景。
更好的工厂安全和安保
物联网技术与广泛的数据分析相结合，可以通过监控 KPI（包括日常运营中的车辆事故、员工缺勤、未遂事故、受伤等）来促进安全和安保。
物联网通过对这些重要领域的实时洞察确保更好的安全性。因此，现在可以立即解决问题。此外，制造商可以确保遵守健康和安全法规以及环境问题。
安全性一直是物联网的一个挑战，恶意攻击者将这项技术作为访问公司数据的简单访问点。
不同的供应商和安全协议以及当前没有标准化的问题越来越令人担忧。运营技术和IT应该联动起来，防止未经授权的访问来处理安全问题。
制造业中令人兴奋的物联网用例
远程监控
远程监控是一个很好的用例，可以让拥有工业资产的领导者发现物联网连接资产的巨大效用。在这里，物联网传感器可以监控设备使用情况和健康状况，这有助于评估性能。此外，如果出现任何问题，传感器还可以帮助部署服务。
该模型开辟了通向全新商业模式的新途径，即设备即服务 .
例如：阿马尔， 一家领先的便携式马桶制造商，使用成型设备为其产品制造塑料框架和组件。他们想要监控和优化机器的功耗。
通过物联网工业软件使用物联网传感器，他们可以远程跟踪整个生产周期的功耗。
生产线的实时物联网监控系统帮助将机械的能源成本降低了近 40%。因此，Armal 通过获得能够监控每台机器的实时功率的 IoT 解决方案完成了其数字化之旅。
数字孪生
数字孪生越来越受欢迎。 IDC 指出，在 2018 年投资数字孪生技术的公司有望将关键流程的周期时间缩短 30%。 （IDC，2017）（来源：）
因此，能够利用与数字孪生相结合的物联网力量的领导者可以享受深入的分析。数字孪生技术是云、物联网、扩展现实 (XR) 和人工智能。
因此，应用物联网方法（又名数字孪生），企业可以创建强大的数字副本、物理对象的虚拟副本，并且它们在制造车间的应用非常方便。借助设备和备件的虚拟副本，管理人员可以模拟流程、发现问题并实现所需的结果，而不会冒险或损坏有形资产。
例如：凯撒， 一家领先的制造公司和压缩空气产品供应商，应用数字双胞胎。该技术帮助公司从销售产品转向销售服务。
数字孪生系统为 Kaeser 提供了设备在其生命周期内的运行数据，尤其是空气消耗率。
监控允许 Kaeser 根据空气消耗量而不是固定费率向客户收费。因此，该公司将商品成本降低了 30%，并让近一半的主要供应商使用数字孪生。
物流管理
由于缺乏对天气的控制，制造公司的物流存在风险。此外，欺诈的高可能性和需要管理的大量资产。严重依赖交通运输的公司可以考虑以物联网为主导的各种设备和系统之间的互连。
物联网物流应用可以处理典型供应链中的许多用例，从仓储到车队管理和货物跟踪。因此，技术是数字化转型背后的重要力量。
例如：亚马逊， 受益于独立的一件代发机器人和储物柜，提高了交付便利性并获得了利润。因此，制造商可以享受降低的运输成本。
自动订单处理和状态更新帮助公司减少送货人员的数量和整体运营成本。此外，联网机器人在用于最后一英里交付时，可以显着降低成本并提高客户满意度。
物流经理可以使用物联网进行维修和燃料支出。他们可以优化他们的任务，包括监控燃料成本、智能交付、诊断和驱动程序。对驾驶员和车辆性能的实时监控可提高技术人员的安全性、减少库存损坏并减少保险费用。
制造 KPI
制造业中的关键绩效指标（又名 KPI）是可量化的指标，可提供对业务绩效的关键洞察。这些指标对制造商很重要，因为它们的定义和衡量是为了帮助企业专注于最重要的事情。此外，他们可以在一段时间内跟踪、分析和优化性能。
有很多这样的 KPI，其中一个常用的制造 KPI 是整体设备效率 (OEE)，它通过计算工厂的性能、可用性和质量来衡量。尽管 OEE 是对绩效的充分衡量，尤其是在工厂车间，但理想情况下，OEE 应该与其他 KPI 一起使用，以便从不同的角度更好地了解绩效。
制造企业可以选择多个 KPI 来帮助指导决策。拥有现成的 KPI 仪表板可以使公司的优先事项保持关注，并确保组织在正确的轨道上前进。
仪表板、报告和分析——有很多关于企业运作方式的分析。目标是减少了解性能是否符合预期所需的时间和精力。最终，工业物联网平台正在帮助将数据编译和上下文化为简化的报告和仪表板，从而进一步解释企业的表现。
2022 年物联网制造业趋势
员工安全
根据美国国家安全委员会（NSC）的数据，2019 年工伤总成本为 1710 亿美元。该数字包括工资和生产力损失、医疗费用和行政费用。它还包括未投保的费用，包括工人损失的时间价值，但直接或间接参与伤害的致残伤害除外。
制造业是最危险的工业领域之一，每年发生事故的可能性更大。制造业中的物联网将继续成为提高安全性和预防工伤的热门趋势。
通过使用传感器，人们可以获得有关设施或设备状态的准确数据。此外，很容易发现潜在的风险和危害。物联网改善安全措施的一些用例包括：
- 可跟踪技术人员心率和血压的可穿戴设备。当他们继续工作有危险时，他们可以收到通知。
- 智能传感器可以检测到超标的热量、空气污染、辐射或噪音并发送警报。
- 对温度变化敏感并能检测火灾的火灾传感器。
- 运行预测性维护以在故障设备可能造成任何损坏或事故之前停用或修复故障设备。
安全和隐私
隐私和安全越来越成为 IT 专家的主要关注点。制造业中可见价值的增加会使系统面临网络威胁，这是物联网所有者担心的问题。
越来越需要处理数据泄漏或恶意软件（或勒索软件）感染，以将传统工厂转变为智能和安全的工厂。身份验证在物联网的所有领域都至关重要，无论是云、网络还是软件应用程序。以下是保护物联网生态系统的一些方法，包括：
- 跟踪物理 IoT 设备并避免它们丢失或被盗。
- 识别风险并进行风险评估。
- 使用加密。
事实上，意识和安全流程至关重要，这一趋势需要根植于企业文化中。
机器对机器 (M2M) 自动化
M2M 技术最初应用于制造业和工业环境，其他技术，如 SCADA 和远程监控，帮助远程管理和控制来自设备的数据。 M2M技术的主要目的是利用传感器数据并将其传输到网络。
需要注意的最佳方面之一是设备之间的通信，智能传感器可以嵌入到支持通信的设备中。物联网系统可以使用传感器进行沟通和自动化决策，包括材料采购、需求和销售预测以及配送，无需人工干预。
希望利用 M2M 自动化的制造商应将数据与企业软件集成。通过 ERP 与产品和机器进行通信，技术人员可以密切监控制造绩效并在一个解决方案中获取洞察。以下是 M2M 可以提供帮助的一些方式：
- 远程监控。
- 产品补货。
- 资产跟踪和监控。
物联网与 VR 和 AR 相结合，拉近数字和物理世界
当与物联网数据相结合时，VR 和 AR 可以带来显着的好处。经济优势包括提高利润、降低成本、产品或服务线的创新机会等等。
物联网趋势将是 2022 年及以后值得关注的事情。以下是一些 AR/VR 和 IoT 应用程序协同工作的用例示例：
- 管理设备 - 物联网传感器收集的有关设备状态的数据可以作为虚拟元素放置，进一步帮助实时可视化故障和崩溃。
- 管理空间— AR 可以帮助优化工厂库存位置，并为工人创造最佳路线以安全地通过设施。
- 教育员工— 通过使用物联网数据，人们可以创建设备、机械或产品的虚拟原型，并帮助进行模拟，让员工学习如何正确使用它们。
总结
制造业中的物联网提供了有利可图的增长机会。一些领先企业已经在探索利基技术，以利用数字化来优化收益。
最终，有前途的技术可以为制造业铺平道路，实现下一代卓越制造。
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