IIoT：将工业流行语转化为真实商业收益

工业物联网赋能先进制造

制造业流行语不少：工业物联网（IIoT）、工业 4.0、数字化工厂。“有时是一堆流行语。有时背后有大量实质，”西门子（柏林/慕尼黑）研发经理 Roger Hart 说。“数字化改变许多事。很多案例驱动新商业模式，”Hart 说。“人们发现一旦数字化更多制造，就能将收集到的数据和信息更多方面货币化。”

IIoT 指“互联”工业设备，能从机器生成、收集、传输数据。维护可通过平板电脑或智能手机等设备进行。生成更多数据，在制造运营内更广泛共享。

“不只是‘嘿，我们该如何自动化这个’，”西门子区域副总裁 Tim Wormus 说。IIoT，他说，“让制造商连接所有这些不同设备，再整合为有凝聚力的整体。”

IIoT 大咖

制造业大牌如西门子、通用电气（波士顿）正致力将流行语变现实。

“GE 在工业物联网领域核心工作，围绕创建数字孪生——我们工业系统数字模型——的工作融合，”GE 供应链技术高级研究科学家 Peter Koudal 说。

“凭借过去几十年算力进步，我们不仅能收集分析最重要数据，”他续。“还能创建更强大数字孪生，并将控制系统构建进机器，充分利用那些孪生。这就是 IIoT 涌现使可能之事。”

西门子在三领域见数字孪生。“产品数字孪生；生产数字孪生，赋能规划生产流程；性能数字孪生，”西门子云应用解决方案组营销副总裁 Bill Boswell 说。“若有物联网赋能产品，得工程化进产品。我们有工具赋能那。”

换种说法，数字孪生“是流程或系统虚拟模型，作物理与数字世界桥梁，”DMG Mori Software Technology Solutions USA 总经理 J.J. Chuang 说，属 DMG Mori USA（伊利诺伊霍夫曼埃斯蒂茨）。“虚拟世界需从物理世界聚合数据，经 IIoT 系统做数据分析与系统监控，在问题发生前解决、用仿真防停机。”

DMG Mori 宣传材料称“自 2013 年起用 CELOS App 与用户界面让机床适配数字化”。公司称“用智能软件与连接硬件扩展 CELOS 服务范围”。DMG Mori 称装机超 1 万台 CELOS 机床。

据高管，IIoT 赋能比以往更多自动化。

“IIoT 汇聚更稳健发送、控制与 IT（信息技术），”Litmus Automation（安大略多伦多/加州圣何塞）联合创始人兼 COO John Younes 说。“IT 现在对跨多厂车间所有设备有更多监管。”

Younes 还说：“IT 也必须与 OT（运营技术）协作，提供更稳健自动化策略。”制造商期待 IIoT 发挥作用领域之一是协作机器人部署及改进传统机器人性能。

IIoT 推动协作机器人

协作机器人（协作机器人）能在人类近旁工作。直到现在，机器人与人类操作员和生产员工分离执行任务。

IIoT 用“先进传感器与智能设备网络……推动协作机器人上车间，允许人与机器人在无笼环境安全高效协作，”DMG Mori 的 Chuang 说。有更多协作机器人，“工人与机器人将在无笼单元高效协作，无损伤伤害风险。”

GE 发出类似音调。

“此阶段，我们进入将见机器人与人类更多协作时期，”Koudal 说。“强化此协作关键是让机器人更本能关联人类，如两人类相互关联。人工智能与机器学习集成将是推进此路径关键。”

机器人制造商 FANUC Corp.（日本大石/伊利诺伊霍夫曼埃斯蒂茨）积极开发协作机器人型号，如 CR-35iA，负载 35 kg（77 磅）。机器人传感器检测到与操作员或工作单元内物体接触时停止。

据公司，IIoT 将整体推动机器人。

“IIoT 将赋能所有机器人更多使用，不只是协作机器人，”FANUC 协作机器人工程师 Amanda Nixon 与协作机器人高级工程师 Greg Buell 书面回复《制造工程》提问。“IIoT 能帮助检测任何机器人系统各种安全设置变化，若有非计划变化通知工厂，确保系统按设计保持安全。”

此外他们写：“长期看，IIoT 对传统机器人意味更早检测低效与问题以节省时间金钱、同时提质。部署进利用 IIoT 工厂的协作机器人系统同理。”

网络安全需求

牛顿第三定律：作用力与反作用力大小相等方向相反。IIoT 等价者：每技术进步，网络安全需求更大。

“大多数工业设备从未意图暴露于开放网络链接至互联网，”Litmus Automation 的 Younes 说。“结果，它们无适当安全保护数据不被窃取或黑客攻击。”

“许多系统也无法与云对话或支持双向通讯，”他续。“数据应用标准化企业级安全协议与机制保护。OEM 与制造商应认证设备、端到端加密数据传输。”

“构建 IIoT 方案时每层级都关键解决安全，”FANUC Zero Down Time 云系统与应用开发总监 Joe Gazzarato 说。“需要方案提供商与信息技术公司更多伙伴关系。”

FANUC 情况下，联合 Cisco 为 Zero Down Time（其 IIoT 应用，也称 ZDT）做网络安全。“像 Cisco 伙伴能帮方案提供商做厂内网络架构最佳实践、防火墙配置、保护传输中与静止 IIoT 数据等，”Gazzarato 说。

GE Koudal 持类似观点。

“简单说，网络安全必须更警惕，”他说。“不能是单维策略只造更好防火墙。如我们信数字孪生与控制能让系统不只作盾牌，也采取行动对抗或中和给定网络威胁，如人免疫系统。”

GE 开发叫 Digital Ghost 的网络安全技术，Koudal 称“将是全球首个工业免疫系统”。

西门子，“我们有超 1000 人团队做工厂网络安全，”Boswell 说。“数据属客户。你得跟上试图智取你的人。”

小厂有位置吗？

剩一问题是 IIoT 能否延伸至 GE、西门子等大制造倡导者之外。许多制造仍在中小职业车间，生产零件组件。

据 GE，IIoT 天然适配小制造商。

“某些情况下可能是中小车间优先开发新方案，”GE 的 Koudal 说。“随物理数字技术融合、IIoT 空间涌现，我们见制造民主化增加。这让更多企业与创业者、大小皆可，成制造生态一部分。”

FANUC 也为 IIoT 记着小客户。

“‘易部署’与‘易安全’是任何 IIoT 应用成功缩放至小运营、尤其是职业车间的两本质特征，”Gazzarato 说。“我们准备今年早些时候向小客户推 ZDT 时聚焦此需。伙伴 Cisco 利用其带计算能力的 IR809 工业路由器作平台，为易部署安全的 ZDT 数据采集器。”

西门子也服务小用户。技术使“小公司易上手，甚至无需人员上门，”Boswell 说。“我们有工业化 PC……易插入网络设备。15 分钟到几小时可跑通。”

IIoT 拥护者说技术在车间获动能。

“你得到控制与优化系统，有大得多大脑，能自主看、想、基于洞察行动，无论运行控制优化特定产品子组件、还是整个供应链系统、制造系统或子系统，”GE 的 Koudal 说。“因数字孪生能持续学习适应，自动化策略背后的控制与优化技术随时间愈发有价值。”

即使拥护者也承认些制造商犹豫。

“许多人不知如何起步物联网，”西门子 Boswell 说。“我认为从小公司到超大公司，这真实陈述。”建议？“做口大小项目起步。进去试。不做，竞争对手可能在做。”