5G賦能,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)騰飛
2019-04-30 09:29:51 雷鋒網(wǎng)值得注意的是,面向消費者的領域僅是5G賦能的一部分。5G更大的價值將發(fā)揮在并不太受公眾關注的工業(yè)領域。事實上,去年12月1日韓國全球首推5G商用服務,三大運營商的第一個5G客戶都是企業(yè)。
本期「CBC洞見」特邀寬帶資本副總裁宋鵬飛來談談「工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)」,結合案例為大家分析企業(yè)存在的痛點與需求,以及與之契合的5G應用場景。
文章主要圍繞以下話題展開:
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與消費物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用的四個層級解析
5G對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可能產生的影響
5G在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應用
當工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)遇上5G
對于普通消費者來說,5G的概念可能就是更高的網(wǎng)速,5G大帶寬帶來的上網(wǎng)體驗提升是最直觀的,用手機可以實時觀看清晰度更高的視頻。
而更低的時延與更高的可靠性對C端用戶帶來的體驗改善,相對來說就小很多,打開網(wǎng)頁的時延從50ms降低到10ms,消費者基本是感知不到差異的。
在工業(yè)領域,情況則完全不同。很多年前,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念就已提出,但直到移動互聯(lián)網(wǎng)如此普及的現(xiàn)在,工業(yè)領域設備聯(lián)網(wǎng)的比例還是很小,聯(lián)網(wǎng)設備涉及的應用也都還很淺。主要原因在于,目前互聯(lián)網(wǎng)在時延和可靠性方面還達不到要求。
物聯(lián)網(wǎng)是一個大而泛的概念,從大的應用領域來說,可以分為消費級物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)。
這兩類對物聯(lián)網(wǎng)性能的要求差別很大,消費級物聯(lián)網(wǎng)比較大的場景有可穿戴設備、共享經濟、智能家居等,這些場景與消費者的生活息息相關,連接上以GPRS、WiFi和藍牙等方式為主,主要的性能要求是低功耗。
智能家居是最近快速發(fā)展的一個領域。一方面是交互領域技術進步帶來語音交互體驗的提升,另一方面是產業(yè)鏈上連接模組成本的降低,從而使得以音箱作為入口,連接并控制家庭內部大量的電器成為可行的場景,并產生了像小米IoT、涂鴉、樂鑫等行業(yè)內領先的業(yè)務或公司。
但在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領域,情況并不一樣。工業(yè)各垂直領域行業(yè)特性迥異 ,知識壁壘很高,而且工業(yè)制造流程對可靠性和穩(wěn)定性要求非常高,目前的運營商網(wǎng)絡還很難滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對性能方面要求。因此物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領域的進展一直比較緩慢,還沒有產生比較成熟的商業(yè)模式和相對大體量的公司。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀
工業(yè)領域包括眾多垂直行業(yè),比較大的行業(yè)有制造業(yè)、運輸業(yè)、能源、建筑業(yè)、采掘業(yè)等,每個行業(yè)的特性差異巨大,物聯(lián)網(wǎng)與每個行業(yè)的結合,也都要根據(jù)行業(yè)自身特性來調整。
如果把物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)里的應用抽象出來,我們可以總結為四個層次:數(shù)據(jù)的采集與展示、基礎的數(shù)據(jù)分析與管理、深度數(shù)據(jù)分析與應用、工業(yè)控制。
這四個層次根據(jù)涉及業(yè)務流程的深度,由淺入深的總結了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)目前的應用和價值,越淺層次的應用,涉及到的業(yè)務流程越少,通用性會比較強,應用領域越廣。
1、數(shù)據(jù)采集與展示
主要是將工業(yè)設備傳感器上采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)皆破脚_,并用可視化的方式將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來。
現(xiàn)在的大部分工業(yè)設備,例如數(shù)控機床、風力發(fā)電機、工業(yè)車輛等,自身就帶有大量傳感器,并提供集中的數(shù)據(jù)接口,只有一小部分老舊設備,或者有特殊的數(shù)據(jù)需求場景,需要單獨加裝傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置。
在數(shù)據(jù)傳輸方面,廠房內的設備,環(huán)境比較復雜,一般會使用網(wǎng)線將機床設備連接到集中的數(shù)據(jù)處理裝置上,再通過4G或者固網(wǎng)連接到云平臺;廠房外的設備,比如工業(yè)車輛,則通過內置4G通信模塊的終端來完成數(shù)據(jù)采集和傳輸。
數(shù)據(jù)采集業(yè)務的難點在于,面對大量不同種類的品牌的工業(yè)設備時,設備數(shù)據(jù)協(xié)議的適配和兼容。最后的數(shù)據(jù)可視化,是客戶比較核心的需求,可以通過統(tǒng)一的平臺監(jiān)控在網(wǎng)設備的狀態(tài),便于及時了解設備異常信息,提高管理人員效率。
2、 基礎的數(shù)據(jù)分析與管理
基于云平臺采集到的設備數(shù)據(jù),進行基本的數(shù)據(jù)分析,并產生一些SaaS應用,比如設備性能指標異常的告警、故障代碼查詢、故障原因的關聯(lián)分析等。
這一層的數(shù)據(jù)分析還偏向于通用分析工具的階段,不涉及基于垂直領域深入行業(yè)知識的數(shù)據(jù)分析,基于這些數(shù)據(jù)分析結果,也會有一些通用的設備管理功能,像設備的開關機、調整狀態(tài)、遠程鎖機及解鎖等,這些管理應用根據(jù)具體的領域需求而不同。
3、深度數(shù)據(jù)分析與應用
深度的數(shù)據(jù)分析,則涉及到具體領域的行業(yè)知識,需要特定領域的行業(yè)專家來實施,具體根據(jù)設備的領域和特性建立數(shù)據(jù)分析模型。
目前比較多應用在故障預測領域,大型工業(yè)設備的故障預測一直是難以解決的問題,比如機床、風機等,一旦有大的故障發(fā)生,帶來的影響以及隨后產生的修復成本都是巨大的,實時采集數(shù)據(jù)并預測設備故障,可以大幅度降低設備故障帶來的影響。
在大量數(shù)據(jù)的基礎上,使用機器學習,結合行業(yè)專家的知識,可以產生深度的行業(yè)應用,比如改進制造工藝,優(yōu)化制造流程等,可以提高工業(yè)設備使用效率。
4、工業(yè)控制
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的目的就是能對工業(yè)過程實施精準控制。
基于前述傳感器數(shù)據(jù)的采集、展示、建模、分析、應用等過程,在云端形成決策,并轉換成工業(yè)設備可以理解的控制指令,對工業(yè)設備進行操作,實現(xiàn)工業(yè)設備資源之間的精準的信息交互和高效協(xié)作。
當前大部分場景的工業(yè)控制系統(tǒng)還需要部署在本地,受通信技術和處理能力的限制,工業(yè)云平臺涉及工業(yè)控制的的深度還不夠。5G技術可以滿足工業(yè)系統(tǒng)對通信能力的要求,實現(xiàn)工業(yè)控制的目標。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用案例
制造業(yè)按其產品制造工藝過程的特點,總體上可分為離散制造業(yè)和流程制造業(yè)。
離散制造業(yè)的產品往往是零部件由多道不連續(xù)的工序加工裝配而成,比如3C產品、汽車、機械等,生產過程是離散的。而流程制造業(yè)則是原材料按照固定的工藝流程,經過一系列設備和裝置加工而形成產品,生產流程自動化程度很高,比如石油、化工、天然氣、造紙等等。
離散制造業(yè)涉及的整個生產鏈條很長,而生產鏈條上的各個環(huán)節(jié)相互獨立,產能差異很大,這樣就會造成各環(huán)節(jié)銜接出現(xiàn)問題,而影響最終產品的生產。比如手機制造領域,有時候新機發(fā)布后產能卻跟不上,可能就是因為生產鏈條中,某個部件良品率過低導致的。因此,在離散制造業(yè)領域,提供統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)平臺,從信息層面把生產的各個環(huán)節(jié)聯(lián)通起來,就顯得非常有意義。
具體到生產制造環(huán)節(jié),大多時候涉及到的設備都是機床,目前國內也有一些公司,在機床信息聯(lián)網(wǎng)這個方向上探索,這也是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)里一個比較典型的應用。
通過采集與管理數(shù)控機床和相關傳感器的信息,可以實現(xiàn)兩個方面的價值:
設備層面
獲得設備性能的數(shù)據(jù),可以對設備后面的二手定價起到幫助,另外也可以獲得設備故障信息代碼,及時了解設備故障情況,方便后續(xù)維修。
管理層面
可以將車間的操作人員與生產過程連通起來,方便對人員的管理,這種自下而上的數(shù)據(jù),可以解決車間現(xiàn)場管理靠人的問題。
通過SaaS層面的應用,一方面可以將設備的狀態(tài)信息清晰的展示出來,另一方面,也可以開發(fā)一些管理和控制方面的應用,提高機床和工廠生產效率。離散制造業(yè)鏈條上各個環(huán)節(jié)都通過統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)平臺聯(lián)通之后,可以從全局的角度更加方便對整體制造流程的管理。
工程機械領域也是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一個行業(yè)應用,工程機械設備加裝物聯(lián)網(wǎng)接入終端之后,可以及時獲取設備的位置和狀態(tài)信息,提高設備使用和管理效率。物聯(lián)網(wǎng)接入服務一般包含兩部分,第一部分是提供物聯(lián)網(wǎng)接入終端,第二部分是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺。
物聯(lián)網(wǎng)接入終端主要包含定位模塊和通信模塊,一般采用GPRS或者4G的接入方式。其主要的功能是獲取設備的位置信息,將其部署到工程機械設備里面,也可以獲取設備的部分狀態(tài)信息,并將這些信息及時傳送到云平臺。
關鍵詞: 5G 物聯(lián)網(wǎng)
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