工業互聯網：打破智慧與機器的邊界
http://www.moduwu.com 2015-07-03 11:57 來源：和訊網
當工業互聯網的三大要素——智能設備、智能系統、智能決策與機器、設備、機組和網絡融合在一起的時候，工業互聯網的全部潛能就會體現出來。生產率提高、成本降低和廢物排放的減少所帶來的益處將帶動整個工業經濟發展。
工業互聯網是GE公司最先提出的理念，其核心是互聯網與機器設備的結合，利用對機器運轉產生的大數據分析，提升機器的運轉效率，減少停機時間和計劃外故障。GE公司作為傳統的制造業企業，堅信軟件和分析將為全球制造業和服務業帶來全新的增長機會。
隨著企業逐步將互聯網技術應用到工業生產而形成的工業互聯網革命已經開展。這場革命將再次改變我們的世界，加速全球工業系統的融合，發展開放的計算和通信系統，開辟新的領域以加快提高效率，減少低效和浪費，加強人的工作經驗。盡管如此，我們還遠低于工業互聯網的應用極限。為此，該書基于全球經濟和社會的視角，分析了工業互聯網的特點、發展規律及其所帶來的改變，帶領我們一覽正在發生的未來。
工業互聯網：打破智慧與機器的邊界
隨著工業互聯網的崛起，世界正處在通向新的創新與變革時代的門口，這要歸功于全球工業系統與先進的計算、分析、低成本傳感技術以及全新互聯網連接融合。數字世界與機器世界的更深層次融合有潛力給全球產業帶來深刻的變革，并對日常生活的方方面面產生影響，其中包括許多人的工作方式。這些創新有望為航空、鐵路運輸、電力、石油和天然氣開發以及醫療等各個行業帶來更快的發展速度和更高的效率。無論是在美國還是中國，無論是在非洲的大城市還是哈薩克斯坦的鄉村地區，工業互聯網有望推動更強勁的經濟增長，提供更好、更多的就業機會，并提高人們的生活水平。
通過使用更低的成本帶來更好的醫療效果，大量節約燃料和能源，以及使用性能更好、壽命更長的硬件設施，工業互聯網將進一步提高效率，就像工業革命和互聯網革命那樣加快生產力增長。生產力的提高意味著更快地提高人們的收入和生活水平。在美國，如果工業互聯網能夠使生產率每年提高1%~1.5%，使其重回互聯網革命時期的峰值水平，那么未來20年，它將使平均收入比當前水平提高25%~40%。隨著創新意識在全球范圍的擴散，如果世界其他地區能確保實現美國生產率增長的一半，那么工業互聯網在此期間會為全球GDP增加相當可觀的10~15萬億美元——幾乎相當于當今美國經濟的規模。在當今富有挑戰性的經濟環境中，即使確保實現一小部分生產力提高，也能在個人層面和整個經濟層面帶來極大的益處。
下一波浪潮
這可能嗎？工業互聯網匯集了兩大革命的進步：工業革命帶來的無數機器、設備組、設施和系統網絡，以及互聯網革命中涌現的計算、信息與通信系統方面最近的強大的進步。
結合起來，這些發展匯集了三大元素，這充分體現了工業互聯網的精髓：
智能機器：將世界上各種機器、設備組、設施和系統網絡與先進的傳感器、控制裝置和軟件應用程序相連接的新方式。
高級分析：利用物理分析、預測算法、自動化，以及材料科學、電氣工程及其他了解機器和更大的系統運轉方式所需的重點學科的深厚的專業知識的力量。
工作中的人：在任何時候將人相連——無論他們是在工業設施、辦公室、醫院中工作，還是在移動中——以支持更加智能的設計、運營、維護，以及更高質量的服務和安全性。
連接并整合這些元素為各種企業和經濟體提供了新的機遇。例如，傳統的統計方法使用的是歷史數據收集技術，這種方式往往在數據、分析和做出決策之間存在孤立性。由于系統監測已得到改進并且信息技術的成本有所下降，支持越來越多實時數據的能力得到了提高。高頻率實時數據讓人們在全新的高度了解系統運行情況。基于機器的分析為分析流程帶來了另一種維度。物理方法、深厚的特定行業領域專業知識、更多的信息流自動化以及預測功能的整合，可加入現有的“大數據”工具套件。其結果就是，工業互聯網將涵蓋傳統方式以及更新的混合方式，以便通過特定行業的高級分析來充分利用歷史數據和實時數據。
構建模塊和“旋轉設備”
工業互聯網最開始是將傳感器和其他先進的儀器儀表（從簡單到復雜）嵌入各種機器。這能夠收集并分析海量數據，用來改進機器性能，并且不可避免地提高將其連接在一起的系統和網絡的效率。甚至數據本身都能夠變得“智能”——能立即知道自己需要抵達哪些用戶。
僅在航空領域，潛力就是巨大的。目前約有20000架商用飛機，其中包含43000個商用噴氣發動機。每個噴氣發動機包含3個分別裝有儀器儀表和監測的主要旋轉設備。試想一下當“智能飛機”可以與操作員進行通信時，發動機維護、燃料消耗、機組分配和調度的效率。這還只是當前的情況。未來15年，隨著全球范圍對航空服務的需求不斷提高，將有30000個新的噴氣發動機投入服務。
機車、聯合循環發電廠、能源加工廠、工業設施及其他關鍵設備中也有類似的安裝儀器儀表的機會。總體來說，當今全球工業資產庫中約有超過300萬臺主要的“旋轉設備”——所有這些只是工業互聯網可支持設備的一小部分。
1%的威力
機器與分析相結合的收益是多方面的，也是顯著的。我們估計，工業互聯網的技術創新將在規模超過32.3萬億美元的經濟活動的領域內得到直接應用。隨著全球經濟增長，工業互聯網的潛在應用也將擴大。到2025年，工業互聯網的應用領域將達82萬億美元規模的產出，或占全球經濟的一半。
保守地看，特定行業的收益是有益的。即使工業互聯網只能讓效率提高1%，其效益也將是巨大的。例如，僅在商用航空領域，未來15年，節約1%的燃料就意味著節約300億美元的成本。同樣，全球所有天然氣火力發電廠的效率提高1%，就意味著節約價值660億美元的燃料。通過提高流程的效率，全球醫療行業也將受益于工業互聯網：全球醫療效率提高1%，就意味著節約超過630億美元的醫療成本。在全球鐵路貨運行業，如果效率提高1%，則意味著節約270億美元的燃料。最后，產業上游的石油與天然氣勘探與開發的資本利用率提高1%，就可避免或推遲900億美元的資本支出。這些僅僅是幾個有可能實現的例子。
廣泛的全球收益
作為重要創新的發起者和先行者，美國位于工業互聯網的前沿。鑒于越來越深入的全球一體化以及更快速的技術轉移，帶來的收益將是全球性的。事實上，由于新興市場大量投資基礎設施，盡早快速采用工業互聯網技術會起到一個強勁的助推器的作用，可能有機會避免發達國家所經歷的某些發展階段。例如，通過直接使用無線技術，可能會避免使用電纜或有線技術。或者，目前提供的私有、半公共或公共云系統將有可能替代各個孤立系統。其結果將更快地縮短發達國家和發展中國家之間生產力的差距。在這個過程中，工業互聯網將緩解資源和資金的壓力，使全球經濟社會增長進一步實現可持續發展。
推動力和催化劑
工業互聯網的實現需要一系列關鍵的推動力和催化劑：
我們必須在技術創新方面持續努力，并且投資部署必要的傳感器、儀器儀表和用戶界面系統。投資是將新技術快速轉化為資本存量的一個基本條件。工業互聯網能在多大程度上提高效率、能帶來多少便利將取決于其發展步伐。部署工業互聯網的成本根據具體的行業和地區而定，但人們普遍認為，對該技術領域的投入，其成本將最終獲得正收益。
一個強大的網絡安全系統和方案，用來管理漏洞并保護敏感信息和知識產權。
建立強大的人才儲備，包括將機械和工業工程整合為新的“數字—機械工程師”跨部門職位，創建分析平臺和算法的數據科學家，以及軟件和網絡安全專家。為工作人員賦予這些技能有助于確保創新將再次創造更多的就業機會并提高生產力。
這將需要資源和努力，但是，工業互聯網能夠改變我們的產業和生活——打破智慧與機器的邊界。
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