工业物联网赋能先进制造
工业物联网 (IIoT) 正在连接整个工厂车间的机器，改变商业模式并推动自动化工作。有很多制造业流行语：工业物联网 (IIoT)、工业 4.0 和数字工厂。 “有时它是很多流行语。有时它背后有很多现实，”西门子（德国柏林和慕尼黑）的研发经理 Roger Hart 说。 “数字化正在改变很多事情。在许多情况下，它确实在推动新的商业模式，”哈特说。 “人们发现，一旦他们将越来越多的制造业数字化，他们就能够将越来越多的数据和信息货币化他们能够收集数据。”
IIoT 是指能够从机器生成、收集和传输数据的“互联”工业设备。可以通过平板电脑或智能手机等设备进行维护。生成了更多数据，并在制造运营中更广泛地共享。
“这不仅仅是‘嘿，这是我们应该如何实现自动化’，”西门子区域副总裁 Tim Wormus 说。他说，IIoT 使制造商“能够连接到所有这些不同的设备，然后聚集在一起形成一个有凝聚力的整体。”
IIoT 中的大人物
制造业中的大人物，西门子和通用电气公司（波士顿）等公司正在努力将标语变为现实。
“通用电气在工业物联网领域的核心努力是围绕我们在创建数字双胞胎或我们行业的数字模型方面的工作al 系统，”GE 供应链技术高级研究科学家 Peter Koudal 说。
“随着过去几十年计算能力的进步，我们现在不仅能够收集和分析最重要的数据，”他继续说道。 “我们 [also] 可以创建更强大的数字双胞胎，并在我们的机器中构建控制系统，以充分利用这些双胞胎。这就是 IIoT 的出现使之成为可能。”
西门子在三个领域看到了数字孪生。 “产品的数字双胞胎；生产的数字双胞胎，使您能够规划生产流程；以及性能的数字双胞胎，”西门子云应用解决方案集团营销副总裁 Bill Boswell 说。 “如果您拥有支持物联网的产品，则必须将其设计到产品中。我们拥有实现这一目标的工具。”
来自 DMG Mori 的宣传图片展示了该公司如何在制造中使用 IIoT .换句话说，数字双胞胎“是流程或系统的虚拟模型，是物理世界和数字世界之间的桥梁，”DMG Mori Software Technology Solutions USA 总经理 J.J. Chuang 说道， DMG Mori USA（伊利诺伊州霍夫曼庄园）的研究人员。“虚拟世界需要来自物理世界的数据聚合，以通过基于 IIoT 的系统进行数据分析和系统监控，以在问题发生之前解决问题，并使用模拟防止停机。”
DMG Mori 在宣传材料中表示，它“自 2013 年以来一直在通过 CELOS 应用程序和用户界面使其机器适应数字化”。该公司表示，它正在“通过智能软件和连接性”扩展其 CELOS 服务范围硬件。” DMG钼ri 说已经安装了 10,000 多台 CELOS 机器。
据高管称，IIoT 实现了比以前更多的自动化。
“IIoT 汇集了更强大的发送、控制和IT [信息技术]，”Litmus Automation（安大略省多伦多和加利福尼亚州圣何塞）的联合创始人兼首席运营官 John Younes 说。 “IT 现在将对跨多个工厂的工厂车间的所有设备进行更多监督。”
此外，Younes 说，“IT 还必须与 OT [运营技术] 合作，以提供更多强大的自动化战略。”
制造商希望工业物联网发挥作用的一个领域是协作机器人的部署以及提高传统机器人的性能。
工业物联网促进协作机器人
协作机器人，称为协作机器人，能够与人类近距离工作。到目前为止，机器人在与人类操作员和产品分开的情况下执行任务拍卖员工。
具有“先进传感器和智能设备网络的工业物联网……促进车间协作机器人的发展，并允许人类和机器人在无笼罩的环境中安全高效地协同工作，”DMG Mori 的 Chaung 说。有了更多的协作机器人，“工人和机器人将在一个不受限制的牢房中高效地协同工作，而没有损坏和受伤的风险。”
GE 听起来类似。
FANUC CR-35iA 协作机器人专为与人类近距离工作而设计。“在这个阶段，我们正在进入一个你会看到机器人和人类更加协作工作的时期，”Koudal 说。 “加强这种合作的关键是让机器人能够更本能地与人类建立联系，就像两个人彼此建立联系一样。内部人工智能和机器学习的结合将是推动我们走上这条道路的关键。”
机器人制造商 FANUC Corp.（日本忍野和伊利诺伊州霍夫曼庄园）一直在积极开发协作机器人模型，例如CR-35iA，有效载荷为 35 千克（77 磅）。当机器人的传感器检测到与工作单元内的操作员或物体接触时，机器人会停止。
据该公司称，IIoT 将普遍推动机器人发展。
“IIoT 将使更多地使用所有机器人，而不仅仅是协作机器人，”FANUC 协作机器人工程师 Amanda Nixon 和协作机器人高级工程师 Greg Buell 在回答制造工程部门的问题时写道。 “IIoT 可以帮助检测任何机器人系统的各种安全设置的变化，并在发生计划外变化时通知工厂，以确保系统按照设计保持安全。”
此外，他们写道, “从长远来看，工业物联网对于传统机器人来说，意味着可以更快地发现效率低下和问题，以节省时间和金钱，同时提高质量。对于部署到使用 IIoT 的工厂中的协作机器人系统，情况也是如此。”
网络安全需求
牛顿第三定律是，对于每一个动作，都有一个相等且相反的反应.对于工业物联网，技术的每一次进步都对等，对网络安全的需求就越大。
“大多数工业设备从未打算通过开放的网络链接暴露在互联网上，”Litmus Automation 的 Younes 说。 “因此，他们没有适当的安全措施来保护数据免遭窃取或黑客攻击。
“许多系统也无法与云对话或支持双向通信，”他继续。 “应该使用标准化的企业级安全协议和机制来保护数据。原始设备制造商和制造商管理者应该对设备进行身份验证并加密端到端的数据传输。”
“在构建 IIoT 解决方案时，在每个级别都解决安全问题至关重要，”FANUC 零停机时间云系统总监 Joe Gazzarato 说，应用程序开发。 “解决方案提供商和信息技术公司之间需要建立更多的合作伙伴关系。”
在 FANUC 的案例中，它与思科合作以实现零停机时间的网络安全，这是其 IIoT 应用程序，也称为 ZDT。 Gazzarato 说：“像思科这样的合作伙伴可以帮助解决方案提供商在工厂网络架构、防火墙配置、保护传输和静态 IIoT 数据等方面取得最佳实践。”
GE 的 Koudal 采取了类似的做法
“简而言之，网络安全必须变得更加警惕，”他说。 “而且它不能是一个单维的战略，你只是建立一个更好的防火墙。例如，我们相信使用数字孪生和控制可以让您拥有一个系统，它不仅可以充当防护罩，还可以采取行动抵御或消除给定的网络威胁，就像我们的人体免疫系统一样。”
GE 正在开发一种名为 Digital Ghost 的网络安全技术，Koudal 称其“将成为世界上第一个工业免疫系统。”
在西门子，“我们有超过 1000 人的团队在工厂从事网络安全工作”博斯韦尔说。 “数据是客户的。你必须跟上那些试图超越你的人。”
小家伙的位置？
剩下的一个问题是 IIoT 是否可以超越它的大型制造业倡导者比如通用电气和西门子。许多制造业继续在生产零件和组件的中小型车间进行。
据 GE 称，IIoT 对小型制造商来说是很自然的选择。
“在某些情况下，它可能是中小型商店首先开发新的解决方案，”GE 的 Koudal 说。 “随着物理技术和数字技术的融合以及 IIoT 领域的出现，我们看到制造业日益民主化。这让更多的公司和企业家，无论大小，都可以成为制造生态系统的一部分。”
FANUC 还在为 IIoT 考虑较小的客户。
“'易于部署'和'易于保护'是任何 IIoT 应用程序成功缩小规模以用于小型操作的两个基本特征，尤其是在车间，”Gazzarato 说。 “今年早些时候，我们准备将 ZDT 介绍给我们的小客户时，我们专注于这一需求。我们与思科合作，利用他们具有计算能力的 IR809 工业路由器作为我们易于部署且安全的 ZDT 数据收集器的平台。”
西门子也与较小的用户合作。技术Boswell 说，ogy 是这样的，“它使小公司很容易上手，甚至可能没有人到现场。” “我们有一台工业化 PC……这是一种很容易接入网络的设备。您可以在 15 分钟到几个小时内启动并运行。”
IIoT 拥护者说该技术在工厂车间具有发展势头。
“您得到的是控制和优化系统，其中包含许多更强大的大脑可以自行观察、思考并根据自己的见解采取行动，无论他们是在运行以控制和优化特定产品和子组件，还是整个供应链系统、制造系统或子系统，”GE 的 Koudal 说。 “由于数字孪生可以不断学习和适应，随着时间的推移，自动化战略背后的控制和优化技术变得越来越有价值。”
尽管如此，即使是倡导者也承认一些制造商犹豫不决。
“有很多不知道如何开始使用物联网的人，”西门子的博斯韦尔说。 “我认为从小公司到非常大的公司，这都是真实的说法。”他的建议？ “做一个小项目开始。进去试试吧。如果你不这样做，你可以成为你的竞争对手。”
