揭秘 IIoT-跨產業的 10 個應用程式和用例
已發表: 2024-03-19工業物聯網 (IIoT) 是一項革命性技術,已在各行業中佔有一席之地。 這項變革性技術透過連接機器、設備和感測器來收集、分析和交換數據,徹底改變了不同的領域。 工業物聯網的應用提供了許多好處,並為企業優化營運、提高生產力和推動跨產業創新創造了新的機會。
專家預測,工業物聯網技術的未來將蓬勃發展,到2030 年,全球市場價值將突破3.3 兆美元。這一成長是由多種因素推動的,包括雲端運算平台的快速採用、半導體和電子設備的技術進步、IPv6 的標準化以及很快。
在當今快節奏的數位時代,全球各種規模的企業越來越多地採用工業物聯網來追蹤設備性能、優化物流、預測機器故障、提高產品品質、增強員工安全、獲得有價值的見解等。 它們是工業 5.0 快速採用的驅動力,工業 5.0 是第五次工業革命,定義了製造業的自動化和安全資料交換的新水準。
讓我們更深入地研究 IIoT 世界,討論其跨行業的各種應用和用例。 我們還將在此部落格中發現一些工業物聯網的現實範例。
了解工業物聯網技術
在深入研究工業物聯網的具體應用和用例之前,有必要了解其本質。 IIoT 是指工業環境中互連設備、感測器和系統的網絡,可實現更智慧的決策和營運效率。
當由具有人工智慧 (AI) 和機器學習 (ML) 功能的現代 ERP 運行時,企業可以分析和利用 IIoT 解決方案產生的數據來提高可見度、生產力、效率等。 IIoT 標準通常促進機器對機器 (M2M) 通訊以及中央系統與整合 IIoT 技術的所有設備之間資料的一致傳輸。
簡而言之,IIoT 是一個術語,用於定義物聯網 (IoT) 在工業環境中的應用,支援即時資料監控、預測分析和遠端管理。
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物聯網與工業物聯網
物聯網是一個更廣泛的術語,涵蓋了龐大的互連設備網絡,從家用電器和車輛到各種小工具,所有這些都透過互聯網進行通訊和共享資料。 其應用範圍廣泛,從穿戴式裝置、連網汽車到智慧家居,甚至智慧城市的概念。
IIoT 是專為工業應用量身定制的 IoT 子集。 其主要重點在於透過數據驅動的洞察來優化工業營運和流程。 IIoT 技術主要關注互聯組織生態系統中的自動化,提高製造、能源和運輸等各行業的效率、品質、生產力和安全性。
雖然物聯網和工業物聯網由相同的核心技術(例如感測器、連接和數據分析)驅動,但根本差異在於它們的應用和優勢。 物聯網透過將智慧引入我們的家庭、城市和設備來豐富我們的日常生活,而工業物聯網則徹底改變整個產業,重塑企業的運作和競爭方式。
以下的簡要表格強調了物聯網和工業物聯網之間的主要差異。
方面 | 物聯網 | 工業物聯網 |
---|---|---|
重點和範圍 | 以消費者為中心的應用程式和設備 | 特定產業的應用與機械 |
環境 | 家庭、辦公室、零售 | 工業廠房、工廠、倉庫 |
連接性 | 寬頻、Wi-Fi、藍牙 | 工業協議(例如,Modbus、OPC-UA) |
數據量 | 中到高 | 高的 |
數據重要性 | 個人和生活方式數據 | 營運和績效數據 |
安全問題 | 隱私、資料外洩 | 網路安全威脅、系統完整性 |
用例 | 智慧家庭、穿戴式裝置、連網設備 | 預測性維護、資產跟踪 |
IIoT 在不同行業的應用和用例
工業物聯網廣泛應用於工業環境中,從農業到能源管理、製造到汽車、醫療保健到交通、網路安全到建築等等。 它們是更大系統的重要組成部分,該系統專注於企業中使用的物件和設備,創造更有利可圖、更有效率、更智慧的工業運作。 讓我們一起探討IIoT在各行業的產業應用。
製造業中的工業物聯網
製造業中的工業物聯網透過實現預測性維護、即時監控和自動化徹底改變了流程。 製造商可以部署 IIoT 感測器和分析平台來監控設備運作狀況、偵測異常並在潛在故障發生之前進行預測。 這種主動維護方法可最大限度地減少停機時間、降低維護成本並提高設備的整體可靠性。
此外,支援工業物聯網的自動化系統可簡化生產流程、提高效率並實現大規模客製化,以滿足不斷變化的客戶需求。 根據一份報告,IIoT 的最大部分(約 34%)由製造業使用。
醫療保健中的工業物聯網
醫療保健領域的工業物聯網透過促進遠端患者監控和提高醫院的營運效率,為產業帶來了革命性的變化。 例如,醫院使用支援工業物聯網的穿戴式裝置遠端監控患者的症狀。 它使醫療保健提供者能夠發現疾病的早期跡象並及時提供幹預措施,減少再入院率並改善患者的治療結果。 此外,醫院利用工業物聯網進行資產追蹤和管理,確保醫療設備得到正確維護並在需要時隨時可用。
另請閱讀:了解物聯網對醫療保健的影響
零售和供應鏈中的工業物聯網
工業物聯網在零售領域的應用有助於優化供應鏈營運並改變客戶體驗。 零售商使用信標和 RFID 標籤等支援 IIoT 的設備來追蹤庫存水準、監控產品動向並優化商店佈局,以提高客戶參與度和銷售額。
此外,工業物聯網解決方案可以部署在倉庫和配送中心,以實現庫存管理自動化、優化揀貨和包裝流程,並確保及時將貨物交付給客戶。 它提高了供應鏈管理的整體效率和客戶滿意度。
另請閱讀:零售業中的物聯網 – 用例、挑戰、流程和成本
智慧農業中的工業物聯網
在農業領域,工業物聯網的應用透過實現精準農業和智慧農業技術重新定義了傳統農業實踐。 農民可以利用工業物聯網感測器和無人機即時監測土壤濕度、作物健康和環境條件。 這種數據驅動的方法使農民能夠優化灌溉計劃、最大限度地減少用水量並最大限度地提高作物產量。 此外,工業物聯網解決方案還可用於牲畜監測,幫助農民追蹤動物行為、健康和餵食模式,以改善動物的整體福祉和農場生產力。
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能源和公用事業中的工業物聯網
能源和公用事業部門使用工業物聯網來優化能源生產、分配和消費。 例如,公用事業公司部署智慧電錶和感測器來即時監控能源使用情況,使消費者能夠追蹤他們的能源消耗並做出明智的決策,以降低成本和節省能源。 此外,支援工業物聯網的智慧電網使用感測器、數據分析和連接來更快地檢測和響應停電和電網幹擾,確保為消費者提供不間斷的能源供應。
因此,多家能源公司越來越多地利用工業物聯網解決方案來分析風力渦輪機的數據、優化渦輪機性能、最大限度地降低維護成本並增加能源輸出。
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網路安全中的工業物聯網
在網路安全領域,工業物聯網在保護工業系統和網路免受網路威脅方面發揮著越來越重要的作用。 IIoT 能夠持續監控網路活動、異常偵測和快速事件回應,進而增強工業組織的網路安全。
例如,世界各地的公司部署工業物聯網感測器和分析平台來監控網路流量、識別可疑行為並檢測潛在網路威脅的可能性。 此外,工業物聯網還支援安全設備身份驗證、資料傳輸加密和存取控制機制,以保護敏感資訊並防止未經授權存取工業資產。
運輸物流中的工業物聯網
工業物聯網透過實現即時追蹤、預測性維護和智慧物流,正在迅速改變運輸和物流行業。 使用工業物聯網設備,公司可以監控車輛、追蹤貨運並根據交通和天氣狀況優化路線。 這可以降低成本、提高營運效率並增強客戶服務。
例如,物流公司可以實施工業物聯網來即時追蹤卡車車隊,從而實現預測性維護、改善路線規劃和優化燃料消耗。 它可以改善服務交付並顯著節省成本。
另請閱讀:供應鏈和物流中的物聯網 – 優勢、用例和挑戰
汽車工業物聯網
在汽車領域,工業物聯網透過提高效率、品質控制和預測性維護、提高車輛性能並降低成本來幫助重新定義生產流程。
嵌入製造設備和生產線中的工業物聯網感測器收集有關機器性能、生產率和品質指標的即時數據。 然後分析這些數據,以優化生產計劃、識別低效率並在製造過程的早期檢測缺陷。
此外,支援工業物聯網的預測性維護透過從被動策略轉變為主動策略,有助於優化車輛維護策略。 IIoT 系統可以即時監控多個組件,例如引擎性能、輪胎壓力和煞車磨損,以偵測組件故障的早期跡象。 它可以幫助管理人員在故障發生之前安排主動維修或更換。 這種方法可以最大限度地減少非計劃性停機時間、降低維修成本並提高車輛安全性。
此外,汽車產業還使用支援工業物聯網的自動駕駛汽車在其場所內進行物流管理和貨物運輸。 這些自動駕駛智慧車輛配備了許多智慧感測器,可以幫助它們持續檢測沿途的交通擁堵情況,與控制站通信,並進行偏離以安全快速地到達目的地。
另請閱讀:汽車物聯網:優勢、應用和實例
建築工業物聯網
建築公司利用工業物聯網感測器和遠端資訊處理解決方案來監控設備使用情況、追蹤資產位置並更有效地安排維護。 這種對設備可用性和性能的即時可見性使施工經理能夠優化資源分配,最大限度地減少停機時間,並減少設備盜竊和誤用。
此外,支援工業物聯網的可穿戴設備和感測器可透過監測生命徵象、偵測危險狀況並提供即時警報來防止建築工地發生事故和傷害,從而增強工人的安全。
食品和飲料業的工業物聯網
食品和飲料行業的工業物聯網有助於增強食品安全、品質控制和供應鏈管理。 IIoT 感測器和設備監控食品生產和分銷的各個方面,例如溫度、濕度和儲存條件,確保符合食品安全法規並降低污染風險。
此外,支援工業物聯網的供應鏈解決方案可改善庫存管理、可追溯性和透明度,使公司能夠優化生產流程、減少浪費,並向消費者提供更新鮮、更安全的產品。
IIoT 應用的挑戰與解決方案
工業物聯網的應用和用例並非沒有風險和挑戰。 其中包括有關連接、資料安全、合規性和隱私的問題。 然而,每一個挑戰都有其潛在的解決方案。 讓我們詳細討論 IIoT 應用的挑戰和解決方案:
安全和隱私
挑戰:工業物聯網系統容易受到網路攻擊和資料洩露,為敏感資訊和營運完整性帶來風險。
解決方案:實施強大的網路安全措施,包括加密、多因素身份驗證、存取控制和定期安全審核。
數據管理與分析
挑戰:管理和分析 IIoT 設備產生的大量數據需要佔用大量資源,並構成重大挑戰。
解決方案:為了有效應對這項挑戰,企業應該投資先進的資料分析工具和可擴展的資料儲存解決方案,以即時處理和分析工業物聯網資料。
可擴展性和整合性
挑戰:跨多個地點擴展 IIoT 部署以及與現有遺留系統整合可能非常複雜且耗時。
解決方案:設計 IIoT 解決方案時考慮到可擴展性,利用模組化架構和標準化介面來促進與現有系統的無縫整合。
另請閱讀:健康科技復興:醫療保健遺留系統現代化指南
監理合規性
挑戰:遵守行業特定的法規和合規性要求(例如 GDPR 或 HIPAA)可能會對 IIoT 實施帶來重大挑戰。
解決方案:確保IIoT解決方案符合相關標準和資料治理政策,以確保符合產業特定的監管要求。
IIoT 應用的現實範例
各行各業的許多公司已成功採用 IIoT 架構,並正在從 IIoT 中獲益,從而改善其業務。 以下是各行業 IIoT 應用的一些現實業務範例:
發那科公司:預測分析
Fanuc Corporation 是工業機器人和自動化解決方案的領先製造商,利用 IIoT 技術實施預測分析來維護其機器人系統。 泰國的採用有助於該公司在潛在的設備故障發生之前進行預測,從而實現主動維護幹預,以防止計劃外停機並優化生產效率。
飛利浦醫療保健:遠端患者監控
飛利浦醫療保健提供一系列支援 IIoT 的醫療設備,用於遠端病患監控。 他們的 HealthSuite 平台整合了來自穿戴式感測器、醫療設備和電子健康記錄的數據,為醫療保健提供者提供有關患者健康狀況和治療計劃遵守情況的即時洞察,從而實現主動幹預和個人化護理。
空中巴士:智慧工廠
全球航空航太製造商空中巴士公司已採用工業物聯網來創建智慧工廠,利用自動化、連接性和數據分析來優化製造流程。 透過將製造設施轉變為智慧工廠,空中巴士公司旨在提高營運效率、降低成本並加快飛機和航空航天產品的上市時間。
施耐德電機:能源管理
施耐德電機是一家專門從事能源管理和數位自動化的跨國公司,為公用事業公司提供支援工業物聯網的智慧電網解決方案,以降低成本並提高客戶滿意度。 他們的 EcoStruxure 平台從感測器、儀表和電網基礎設施收集數據,以優化能源分配、監控電能品質以及即時檢測和響應電網幹擾。
約翰迪爾:自動駕駛汽車
約翰迪爾是一家重型設備製造商,包括柴油引擎、農業機械、草坪護理設備等。 約翰迪爾的自動駕駛拖拉機和農業機械配備了工業物聯網感測器、GPS 技術和先進的自動化系統,可實現其設施的自主操作。
DHL:資產追蹤與管理
DHL 是一家全球物流公司,採用支援 IIoT 的追蹤設備來監控運輸途中的包裹和貨物的位置和狀況。 透過利用貨運狀態、溫度和濕度的即時數據,DHL 可以確保貨物及時交付,同時最大限度地減少供應鏈中的損失和延誤。
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工業工業物聯網可以為多個行業的企業帶來巨大的機會。 隨著工業物聯網技術的採用不斷增加,它有望成為工業領域的新規範。 因此,如果您也考慮採用這項技術來實現業務自動化,請與我們的技術傳播者聯繫以獲得專家指導和支援。
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常見問題解答
Q:工業物聯網有哪些優勢?
答:工業物聯網對企業有許多好處,可以幫助他們實現卓越營運、推動創新並在快速發展的數位環境中獲得競爭優勢。 IIoT 的一些顯著優點包括:
提高營運效率:工業物聯網的應用可以即時監控和優化工業流程,從而提高效率並減少停機時間。
預測性維護:工業物聯網感測器收集有關設備性能的數據,使預測性維護能夠在潛在問題導致代價高昂的故障之前識別它們。
提高生產力:工業物聯網驅動的自動化和最佳化簡化工作流程、提高生產力並實現更敏捷的決策。
降低成本:該技術透過優化能源消耗、提高資源利用率和預測性維護來幫助降低營運成本,從而節省整體成本。
增強安全性:遠端監控和穿戴式裝置等工業物聯網應用透過偵測危險、確保遵守安全法規和提高工人安全來提高工作場所安全性。
數據驅動的見解:工業物聯網解決方案產生大量數據,企業可以分析這些數據以獲得可行的見解、優化流程並推動創新。
永續實踐:工業物聯網促進資源最佳化、減少浪費和提高能源效率,減少對環境的影響並支持永續發展目標。
Q:IIoT架構中有哪些關鍵技術?
答:多種技術共同構成了 IIoT 架構的基礎,從而能夠為工業應用開發可擴展、安全且可互通的解決方案。 IIoT架構的關鍵技術包括
感測器和執行器:感測器從物理環境收集數據,而執行器使系統能夠與實體物件互動。
連接性:蜂窩網路、Wi-Fi、藍牙和 Zigbee 等連接技術支援 IIoT 生態系統中的設備和系統之間的通訊。
邊緣運算:邊緣運算使運算和資料儲存更接近資料來源,減少延遲和頻寬使用。
雲端運算:雲端運算提供可擴展的儲存和處理能力,用於處理大量 IIoT 資料。
數據分析和人工智慧:人工智慧和數據分析技術用於從工業物聯網數據中獲取可行的見解。
安全技術:加密、身分驗證、存取控制和入侵偵測系統等安全技術對於確保 IIoT 系統的完整性和機密性至關重要。
協定和標準:協定和標準定義了設備如何在 IIoT 網路中通訊和交換資料。
Q:建構 IIoT 解決方案的成本是多少?
答:建置 IIoT 解決方案的成本可能會因各種因素而有很大差異,例如專案的複雜性、部署規模以及特定的業務領域和要求。
一般來說,開發工業物聯網解決方案的成本包括與硬體(感測器、設備、閘道)、工業物聯網軟體開發、連接基礎設施、數據分析工具以及持續維護和支援相關的費用。 此外,其他重要因素(例如安全措施的整合、功能清單、可擴展性要求、法規遵循以及任何定製或與現有系統的整合)也會影響成本。
平均而言,功能有限的基於 IIoT 的基本應用程式的價格在 30,000 美元到 100,000 美元之間。 對於涉及與現有系統整合、客製化和可擴展性的更複雜的項目,開發成本可能約為 100,000 美元至 300,000 美元或更多。
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