2018年日本工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢

　　
 

　　在德國工業(yè)4.0影響下，制造業(yè)掀起了物聯(lián)網(wǎng)應用的熱潮。自2017年開(kāi)始，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展正式進(jìn)入了第二階段。2018年工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將有哪些發(fā)展趨勢？

　　以德國工業(yè)4.0為契機，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用的商業(yè)模式變革持續擴大、飛速發(fā)展。起初，人們還在探索何為工業(yè)4.0，物聯(lián)網(wǎng)化是否可行，而這些都將成為2018年的發(fā)展重點(diǎn)。

　　2014年到2016年為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的市場(chǎng)墾荒階段，也稱(chēng)為發(fā)展前期導入階段。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)發(fā)展取得實(shí)際成效，2017年開(kāi)始進(jìn)入發(fā)展第二階段。2018年將是第二階段迅速發(fā)展的關(guān)鍵之年，在步入成熟發(fā)展階段之前，有望迎來(lái)物聯(lián)網(wǎng)云平臺價(jià)值的調整洗牌時(shí)期。

　　包括MONOist在內的5家制造業(yè)宣傳媒介都認為“工廠(chǎng)互聯(lián)”“服務(wù)互聯(lián)”“技術(shù)互通”是制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵所在，其中“工廠(chǎng)互聯(lián)”領(lǐng)域的穩步發(fā)展有目共睹。

　　日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省(日本政府組成部門(mén)——譯者注)發(fā)行的《基礎制造業(yè)白皮書(shū)》2017版問(wèn)卷調查部分，針對“應由哪個(gè)部門(mén)負責制定數據采集和應用方面的戰略及規劃”進(jìn)行了提問(wèn)，答案最多的是“制造業(yè)部門(mén)”。實(shí)際上，制造業(yè)主導此類(lèi)規劃數量占比達到44.8%，側面反映出日本國內當前制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展以“工廠(chǎng)互聯(lián)”化為中心。

　　《基礎制造業(yè)白皮書(shū)》2017版問(wèn)卷調查結果情況

　　“工廠(chǎng)互聯(lián)”的現狀及階段

　　“工廠(chǎng)互聯(lián)”的發(fā)展分為多個(gè)階段。最基礎的數據獲取為“階段0”，數據應用的“可視化”是“階段1”。在此基礎上，“分析”“自動(dòng)控制”“最適化”“自我管理”等要求得以逐步實(shí)現。

　　目前最普遍的是可視化相關(guān)解決方案。原始的作業(yè)現場(chǎng)是應用報警燈來(lái)監督管理“現場(chǎng)、實(shí)物、實(shí)況”，“可視化”的發(fā)展取代了原始的裝置。即使以相同的現場(chǎng)數據為基準，原始作業(yè)情況下傳達到現場(chǎng)操作員和廠(chǎng)長(cháng)以及管理層的信息都會(huì )產(chǎn)生差異，這樣管理層無(wú)法獲得準確無(wú)誤的數據，并且需要增加提取數據的工作。正是應對這種需求，“可視化”將信號燈的情報表數字化，更準確地反映工廠(chǎng)的實(shí)際操作情況。

　　“步驟1”的數據分析現已普及。其特點(diǎn)是，不僅實(shí)現單純的數據收集，更能對數據進(jìn)行深入分析，并下達指令給機器實(shí)現操作。具備數據分析能力的機器已經(jīng)很常見(jiàn)，2018年將會(huì )有新型的“可視化”機器接踵而來(lái)。

　　這樣的變革先期在組裝、代工等制造領(lǐng)域體現，并將在原材料、鋼鐵等裝備制造業(yè)領(lǐng)域擴大應用。為推進(jìn)大型裝置制造業(yè)自動(dòng)化發(fā)展，數據的收集勢在必行。這些數據的應用將大幅提高工作效率，使產(chǎn)量、生產(chǎn)品質(zhì)發(fā)生巨大變化。

　　“工廠(chǎng)互聯(lián)”的5大發(fā)展趨勢

　　2018年將會(huì )看見(jiàn)“工廠(chǎng)互聯(lián)”成為本年度的熱門(mén)話(huà)題。

　　趨勢一，“邊緣化”加速發(fā)展?，F場(chǎng)機器(終端)將數據篩選處理后再上傳云端這一需求存在實(shí)效性和安全性的隱患，并且最近“數據質(zhì)量”問(wèn)題在日本再次引起關(guān)注。這將“工廠(chǎng)互聯(lián)”“可視化”的重點(diǎn)推向數據“分析”。

　　如何獲取有效數據成為重中之重。如果無(wú)效數據過(guò)多，人工智能、大數據分析技術(shù)即使大力發(fā)展，分析的結果也毫無(wú)意義。在數據現場(chǎng)“獲取有分析價(jià)值的、有效的數據”的需求，將推動(dòng)“邊緣計算”的大力發(fā)展。

　　近來(lái)，以邊緣計算為主軸研究開(kāi)發(fā)的團體十分活躍。例如，發(fā)那科推進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)平臺“field system”就是專(zhuān)門(mén)面向制造現場(chǎng)的服務(wù)系統。此外，2017年11月，三菱電機、NEC也共同推出名為“Edgecross”的系統。另一方面，微軟、亞馬遜服務(wù)AWS等云平臺服務(wù)商也開(kāi)始涉足“邊緣”領(lǐng)域。邊緣數據將成為2018年的重要議題。

　　趨勢二，“AI應用擴大”持續發(fā)展。制造現場(chǎng)環(huán)境的變動(dòng)以及受邊緣數據多元化的關(guān)聯(lián)影響，如何應對不穩定因素達到最適配置技術(shù)是人工智能長(cháng)期以來(lái)的攻克難點(diǎn)之一。人工智能不僅需要龐大的計算能力，也離不開(kāi)云端數據的支持。三菱電機、歐姆龍等廠(chǎng)商相繼開(kāi)發(fā)了對應“邊緣”的機械控制器對機器及數據進(jìn)行管理。

　　趨勢三，“移動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)”進(jìn)一步發(fā)展。工業(yè)4.0和智慧工廠(chǎng)催生出“定制化”需求。而“定制化”的實(shí)現需要綜合訂單情況和生產(chǎn)情況對生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行靈活調整。靈活的網(wǎng)絡(luò )和具有把控全局能力的生產(chǎn)控制系統是實(shí)現大規模訂制的基本前提。為保證生產(chǎn)線(xiàn)的靈活性，生產(chǎn)線(xiàn)模塊化以及自由組合的操作都是基本條件。2018年將會(huì )逐步由概念向實(shí)際應用轉變，例如現在比較常見(jiàn)的無(wú)人搬送車(chē)(AGV)應用。

　　趨勢四，“自動(dòng)化檢驗領(lǐng)域擴大化”。以“移動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)”為前提，工程自動(dòng)化檢驗領(lǐng)域的擴大勢在必行。2017年，日本制造業(yè)遇到了前所未有的難題—生產(chǎn)品質(zhì)下降。將來(lái)保證產(chǎn)品歸本溯源在于掌握生產(chǎn)的“品質(zhì)數據”。2017年12月日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省發(fā)布“品質(zhì)保證體制強化”對策，其中提到品質(zhì)數據共享及重組的問(wèn)題。工程自動(dòng)檢驗技術(shù)的推進(jìn)將催發(fā)這一領(lǐng)域的發(fā)展。在A(yíng)I和機器人技術(shù)等發(fā)展的推動(dòng)下逐步攻克以往的技術(shù)難題，甚至可能一鼓作氣實(shí)現技術(shù)飛躍。

　　趨勢五，“工廠(chǎng)安全升級”專(zhuān)業(yè)發(fā)展。“工廠(chǎng)互聯(lián)”發(fā)展不斷推動(dòng)，工廠(chǎng)會(huì )遇到更多的網(wǎng)絡(luò )攻擊。推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)應用的同時(shí)，安全性的強化也是日本制造業(yè)發(fā)展需要面對的嚴峻問(wèn)題。例如2017年發(fā)生過(guò)一起規模龐大的毒蟲(chóng)侵害事件。今后“工廠(chǎng)互聯(lián)”發(fā)展中還會(huì )遇到更多諸如此類(lèi)的攻擊。物聯(lián)網(wǎng)云平臺的安全性和可擴展性涉及物聯(lián)網(wǎng)落地基礎是否扎實(shí)的本質(zhì)，因此如何防范及解決這些問(wèn)題至關(guān)重要。
 

 

　　“服務(wù)互聯(lián)”將如何發(fā)展

　　如果說(shuō)“工廠(chǎng)互聯(lián)”已經(jīng)處在順利發(fā)展階段，那么“服務(wù)互聯(lián)”還有更多的發(fā)展空間。小松的土地日志中記載，機械建設類(lèi)中例如通用(GE)和勞斯萊斯在航空引擎領(lǐng)域還處于由“硬設施”向“軟服務(wù)”的商業(yè)服務(wù)發(fā)展過(guò)渡階段。日本大金工業(yè)也參與了相關(guān)活動(dòng)，但目前日本并沒(méi)有出現此領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。

　　不可否認的是，低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)(LPWAN)等提供了穩定且廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，為大多數企業(yè)在“服務(wù)互聯(lián)”領(lǐng)域提供了良好的發(fā)展條件。

　　在“服務(wù)互聯(lián)”中，“遠程監視”“故障預測”“預防保全”是保護和修理中最重要的三個(gè)方面。不僅航空引擎這樣的大型機械需要相關(guān)維護保證，連打印機這類(lèi)小型機器也成為服務(wù)對象。2018年將會(huì )有各種各樣的新商業(yè)網(wǎng)服務(wù)模式閃亮登場(chǎng)。

　　除了“維護”領(lǐng)域以外，其他商業(yè)服務(wù)將如何發(fā)展，也是日本制造業(yè)日后面臨的巨大難題。雖然日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省鼓勵生產(chǎn)制造企業(yè)由“硬設施”向“軟服務(wù)”發(fā)展，但想要突破傳統，構建新的商業(yè)模式仍存在很大困難?；诂F有產(chǎn)品的延伸性業(yè)務(wù)突破，需要切換成從客戶(hù)端出發(fā)的設計思維或者系統思維。

　　另外，圍繞物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的項目開(kāi)展離不開(kāi)市場(chǎng)投資和資本運作的助力。美國硅谷、中國深圳、以色列等投資聚集地的勢態(tài)讓人拭目以待。

　　眾所周知，服務(wù)商業(yè)化運營(yíng)具有相當難度。以德國為首的許多國家都在開(kāi)發(fā)新領(lǐng)域尋找新出路。例如開(kāi)發(fā)以先進(jìn)的信息物理融合的設備生產(chǎn)高附加值的軟硬件結合的智能產(chǎn)品。再者，眾多企業(yè)開(kāi)發(fā)獨立的云端獲取獨有數據，以創(chuàng )建自己的新數據庫并進(jìn)行服務(wù)性的創(chuàng )新應用，也是當下服務(wù)業(yè)開(kāi)發(fā)的默認方式。應用程序和商業(yè)綜合體的相互結合應用又形成另一類(lèi)新的開(kāi)發(fā)方向。

　　在新的制造情報系統建立的基礎上，可以實(shí)現超越時(shí)間和空間的新商業(yè)型態(tài)，例如虛擬工廠(chǎng)的開(kāi)發(fā)和使用會(huì )激活市場(chǎng)需求。這意味著(zhù)“工廠(chǎng)物盡其用(即工廠(chǎng)既承擔生產(chǎn)也承擔服務(wù)任務(wù))”。工廠(chǎng)相互開(kāi)放、資源置換后不僅擁有自己的數據同時(shí)也接受外界數據，在空余的時(shí)間內對其他數據進(jìn)行有效分析、利用。這就是我們所說(shuō)的制造業(yè)商業(yè)模式的創(chuàng )新變革。

　　這就是創(chuàng )建日本制造業(yè)“服務(wù)互聯(lián)”體系的大致方向。其中，產(chǎn)品物聯(lián)網(wǎng)化、創(chuàng )建數據庫是推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要所在。

　　制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)化的實(shí)踐先驅——NEC

　　NEC是日本制造業(yè)IT領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，在數字變革中提出“首先推動(dòng)自我數字變革，獲取經(jīng)驗和技術(shù)，再將其系統應用于客戶(hù)”的發(fā)展方針。在大多數企業(yè)對應用制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng)化仍處于觀(guān)望狀態(tài)時(shí)，NEC已通過(guò)實(shí)踐儲備了適應于物聯(lián)網(wǎng)化發(fā)展的相關(guān)技術(shù)。

　　例如，NEC在日本甲府營(yíng)業(yè)點(diǎn)所在的服務(wù)器制造工廠(chǎng)采用數據平臺技術(shù)，利用客戶(hù)提供的數據進(jìn)行訂制生產(chǎn)。同時(shí)將其自主研發(fā)的基于異種混合學(xué)習技術(shù)的人工智能預測功能運用到生產(chǎn)計劃制定中，成功將生產(chǎn)成本降低了45%。以此為契機，NEC已經(jīng)對外發(fā)售這套系統。

　　不僅如此，NEC還致力于開(kāi)發(fā)以智能手機為載體的作業(yè)管理系統，試圖將生產(chǎn)計劃、機器作業(yè)數據等同時(shí)傳送至手機以實(shí)時(shí)獲取最新?tīng)顟B(tài)。在手機獲得數據后，工作人員可以第一時(shí)間進(jìn)行處理，通過(guò)聲音識別下達工作指令，預計可以減少40%的工作時(shí)間。

　　智能手機的操作頁(yè)面樣本

　　在制造現場(chǎng)，NEC還擁有“供應鏈異常管理”的可視化系統和自動(dòng)化檢查系統——AI Visual Inspection。這些產(chǎn)品的使用可以通過(guò)數據將制造業(yè)的各方訴求可視化，是數據情報交流的重要平臺。

　　NEC早在2015年就發(fā)布了物聯(lián)網(wǎng)應用體系的方針《NEC Industrial IoT(NEC工業(yè)物聯(lián)網(wǎng))》。不僅如此，NEC還提出“共創(chuàng )生產(chǎn)制造”的制造業(yè)支援項目，以及創(chuàng )辦各類(lèi)針對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中如何獲取新價(jià)值等話(huà)題的交流活動(dòng)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展任重而道遠，需要IT和AI技術(shù)相伴協(xié)作，缺一不可。

　　小結分享

　　賽億方案十三年電子產(chǎn)品硬件及嵌入式軟件開(kāi)發(fā)設計經(jīng)驗，累計開(kāi)發(fā)產(chǎn)品電子應用設計完成5000多個(gè)方案設計;目前為客戶(hù)提供理念超前的手機APP開(kāi)發(fā)、智能家居系統、電子技術(shù)、電子線(xiàn)路設計、PCB設計、電路板設計、單片機技術(shù)、智能控制、嵌入式系統等。如有產(chǎn)品方案開(kāi)發(fā)意向，期待您的來(lái)訪(fǎng)。