物联网重塑制造业的4种方式

如果你听到数十亿台机器、自动化控制器和其他“东西”连接到互联网的数字，作为物联网(IoT)趋势的一部分，你可能会认为几乎每个制造工厂都有一个正在进行的物联网项目。毕竟，制造业就是制造产品，作为其中的一部分，移动材料。

但分析师和技术供应商一致认为，物联网仍处于早期阶段，尤其是在工厂车间。更广泛采用物联网的障碍包括工厂车间网络的安全问题，以及对物联网如何转化为实际应用的模糊理解。

物联网有很多定义，但都围绕着将传感器、智能设备、可编程逻辑控制器(plc)和射频识别(RFID)数据与互联网连接，以便其他系统或分析软件可以响应或理解数据。物联网的巨大前景是信息技术(IT)系统将实时了解物理世界中的条件、事件和物质运动。

远大前程》
据分析公司高德纳(Gartner)称，到2020年，物联网中将有260亿个“事物”。潜在的应用包括智能互联汽车;智能喷气式飞机发动机;还有智能冰箱，当主食快用完时，它们会发出信号。

智能冰箱听起来不错，但物联网在工厂能实现什么?存在几种情况，包括更好的材料跟踪和更好的设备正常运行时间。物联网的前景是如此重要，以至于三菱重工在其报告《美国汽车工业发展报告》中将“无处不在的传感器和物联网”列为其十大趋势之一物料搬运和物流路线图。”

克莱姆森大学(Clemson University)工业工程系教授、该路线图的联合编辑比尔•法雷尔(Bill Ferrell)看到了物联网的前景。“如果物联网是这样一个概念，即无生命的物体可以通过互联网进行通信并被控制，那么我认为它有可能彻底改变制造业的运作方式，”法雷尔说。“当库存箱可以自动指示何时需要补充并触发材料回收时，现在你就进入了一些高级应用领域。”

物联网技术可以帮助制造运营的一些新兴方式包括:设备优化和能源效率;安全;物料跟踪和制造敏捷性;以及生命周期产品的可追溯性。

ARC咨询集团的分析师哈里•福布斯认为，虽然物联网有潜在的用途，但他并不认为物联网会取代条形码扫描等成熟的技术，也不认为每台机器都能将数据发送到云端。福布斯表示:“我们认为物联网将继续增长，倾向于从高价值但更难实施的应用开始，到价值相对较低但随着成本下降而变得容易实施的应用。”“有几个领域可以利用，主要是远程监控和设备管理。”

1.优化设备
通过将设备连接到物联网，原始设备制造商(oem)或经销商可以使用该数据流根据实际磨损调整预防性维护计划，并能够更好地优化正常运行时间。福布斯表示:“这些都是原始设备制造商的机会，因为这些领域对最终用户来说是有价值的。”

通用电气是参与物联网工作的几家知名公司之一(见侧栏)，在其部分产品中使用物联网功能，包括飞机发动机，以优化燃料使用。通用电气智能平台制造市场总监鲍勃•盖茨表示，物料搬运设备的供应商和用户同样可以利用物联网来提高可用性和效率。

盖茨认为，由于正常运行时间的优势，物联网材料处理设备将开始出现。物联网还使OEM或经销商的服务更容易。盖茨说，有了物联网，“设备供应商可以更好地走进最终用户的组织，说，‘我可以为你做一个更好的维护计划，而且成本效益很高。你可以只管理资产，而不必担心它会崩溃。’”

一些物料搬运设备供应商已经开始使用远程监控和诊断。德马泰克软件合作和云服务经理马特•因伯迪表示，该公司的控制器可以通过一种名为警报监控服务(AMS)的服务远程传递信息。AMS通知Dematic技术人员任何错误，并允许技术人员通过安全连接访问机器，并与客户一起解决问题。虽然AMS目前还没有将机器数据直接输入到基于云的分析软件中，但Inbody表示，Dematic正在将AMS的元素与基于云的维护软件相结合，朝着这一概念努力。

然而，企业IT部门可能有安全规定，禁止向基于云的远程访问开放工厂网络。智能码垛和机器人系统产品经理Earl Wohlrab说:“现在的工作方式，我们有能力做那些类型的事情(基于网络的监控)，但通常情况下，客户端的it专业人员出于各种原因，主要是出于安全原因，不愿意允许通过他们的防火墙访问。”

在完整的物联网愿景下，企业和机器之间的连接是基于云的，近乎连续的数据流被馈送到分析工具、历史记录软件或其他可以处理数据的系统。然而，如果目标是远程设备监控，但企业IT部门不允许通过防火墙进行访问，那么有一些替代方案可能达不到物联网的要求，但仍然可以实现目标。根据B&B Electronics M2M系统开发工程经理Bill Conley的说法，其中一种方法是使用无线蜂窝路由器和移动网络来连接plc或设备，以便对设备进行监控。

对于一些设备，如叉车，用户对利用无线网络、实时定位和基于云的指标和历史视图来优化设备的系统的想法更加开放。雷蒙德的iWarehouse是一种叉车车队管理解决方案，可以无线收集和分析叉车数据，以提高生产率。该解决方案以无线方式接收车载计算机的数据，生成可供最终用户查看的见解，而雷蒙德或经销商也可以使用这些数据来改进设计和服务。

2.安全和打破孤岛
雷蒙德公司iWarehouse Gateway产品经理约翰•罗森伯格(John Rosenberger)表示，对于iWarehouse的用户来说，准确追踪叉车使用情况的能力，可以帮助他们了解卡车是否未得到充分利用，从而“正确调整”车队的规模。该系统还可以将操作员“标记”到卡车上，以及卡车的行驶模式与劳动力管理系统集成。

iWarehouse的另一个常见用途是跟踪碰撞，包括位置、时间和操作叉车的人。罗森伯格说，在一家使用iWarehouse的公司，将碰撞数据与运营数据进行了比较，发现最近发生的一系列碰撞可能与从码头卸货的货物分期不当有关。把船台移到离码头近几码的地方，碰撞就停止了。

雷蒙德还利用这些系统的数据来发现与零件故障、保修和设计改进相关的趋势。例如，罗森伯格说，分析可能表明，当一辆卡车在冷库区域使用时，一个部件更频繁地发生故障，这是由温度传感器收集的。罗森伯格说:“因此，如果某个部件在某些条件下磨损，我们在重新设计时就会考虑到这一点。”

在物联网下，许多好处来自传感器和智能设备的数据共享，而不仅仅是一个狭窄的闭环功能。SICK的销售和市场总监斯泰西·凯利(Stacey Kelly)说，传感器通常有未开发的参数，这些参数可以通过云传输到其他系统。各种物料处理供应商使用SICK传感器的原因包括自动导向车辆(agv)的引导和避免碰撞，或警告叉车操作员障碍物的“备用”传感器。

凯利说，通常情况下，原始设备制造商将传感器用于一个狭窄的目的，但也可以使用更多的参数或将参数提供给其他系统，以便建立相关性。例如，备用传感器的历史记录可以与碰撞和安全记录相结合，以确定安全趋势。或者，通过读取条形码的图像传感器，有一个称为“CS”值的质量参数，当它开始下降时，可以与上游打印机通信。

因此，物联网的一些回报将依赖于思考传感器数据可以在一个利基流程之外使用的方式。“传感器主要用于机器内部，”凯利说。“我们仍然处于使用更多传感器可用数据的最前沿。”

思科系统(Cisco Systems)行业发展高级经理道格拉斯·贝林(Douglas Bellin)也认为，物联网需要打破孤立的思维模式。他说:“我们将开始看到的最大好处是，来自通常不能协同工作或被认为不需要相互参考的系统的信息之间的相关性。”“从历史上看，信息存储在筒仓中，很难获得。现在我们正在为这些机器添加连接，并能够提取数据，移动数据，存储数据，并分析数据以查看是否发生异常情况。”

Bellin表示，思科正在与一家食品制造客户合作，将来自控制系统、流程系统、天气系统、数字媒体标牌和RFID数据的数据结合起来，以确保工人的安全和生产力。在这个项目中，该公司使用氨，氨通过管道系统进行清洁和其他目的。管道上的流量分析装置检查氨泄漏，并在发生泄漏时发出警告。在建筑的外面，天气监测装置跟踪风向、温度和其他数据，而数字媒体标牌系统向工人传达指标和信息。工人们佩戴着射频识别标签来追踪他们的位置。通过关联所有这些数据，该公司同时解决了安全问题并提高了工人的生产率。

3.在制品和敏捷性
物联网的另一个愿景是允许一种更不干涉的方式来跟踪货物和工作进度。Zebra技术公司产品营销高级经理Adebayo Onigbanjo说，RFID标签和读取器可以通过允许材料、位置或工具相互交流来发挥作用。

Onigbanjo说，在汽车工业中，有源射频识别被附加到车辆上以跟踪其装配过程，下一步将是在装配设备上使用射频识别技术以加快工作过程。例如，启用rfid的扭矩扳手可以“感知”出现在其前面的子组件，并立即针对任务进行自我校准，并通过云连接触发适当的工作指令。Onigbanjo说:“我们认为RFID是物联网的重要组成部分。

斑马技术开发了一个名为Zatar的物联网平台，可以将设备连接到云端并对其进行管理。Onigbanjo表示，通过与后端系统或分析系统的正确连接，制造商可以了解组装过程中零件的停留时间或存放位置等因素。他说:“我们的想法是利用云计算，看看有多少以前孤立的系统可以连接起来，这样我们就可以使我们的流程更智能，检索信息更快。”

Onigbanjo说，Zatar的一些早期用途包括云打印，在这种情况下，不想拥有标签打印机的制造商可以让供应商通过云来管理它们。

4.不干涉的可追溯性
通过物联网及其与RFID读取器和其他数据源的潜在链接，最终用户组织可以获得对商品运动，商品零件生命周期以及RFID记录的其他数据的有价值的见解。

此数据的一个潜在用途是产品生命周期中部件的组件级可追溯性，以便oem了解该产品的确切产品和服务历史。Onigbanjo说，通过在零部件上使用射频识别技术，飞机工业已经在朝着这个方向发展。此外，使用RFID，可以自动捕获数据，而无需太多人工。他说:“我们的想法是将数据捕获自动化，为系统提供更多的智能。”

思科的Bellin也认为，更好的组件可追溯性将成为物联网的一部分。他补充说，思科正在将RFID标签放在车载组件上。该公司还在与一家合同制造商合作，开始使用能够传递更多实时信息的装配机器人。“这将使我们能够在发现问题的时候停止组装，因为我们将跟踪实际值，而不是平均值。”

物联网的可能性是存在的，但即使是这个概念的支持者也认为需要更多的例子来证明。正如Bellin总结的那样，“将这些整合在一起就是增加我们刚刚开始理解的服务和功能。”

本文中提到的公司
ARC咨询小组，arcweb.com
B&B电子，bb-elec.com
思科系统公司，cisco.com
处于,dematic.com
Gartner, gartner.com
GE智能平台，GE -ip.com
Intelligrated, intelligrated.com
雷蒙德,raymondcorp.com
生病,sick.com
斑马技术，zebra.com