第三次浪潮：工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)     在二十一世紀(jì)的今天，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)將再次改變我們的世界。將全球工業(yè)系統(tǒng)融合，發(fā)展開放的計(jì)算和通信系統(tǒng)，開辟了新的領(lǐng)域以加快提高效率，減少低效和浪費(fèi)，加強(qiáng)人的工作經(jīng)驗(yàn)。     事實(shí)上，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命已經(jīng)展開。在過去的十年中，企業(yè)開始逐步將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)。盡管如此，我們目前還遠(yuǎn)低于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用極限：基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字技術(shù)還沒有將全部潛力充分實(shí)現(xiàn)于全球產(chǎn)業(yè)體系。智能設(shè)備、智能系統(tǒng)和智能決策代表著物理學(xué)在機(jī)器、設(shè)備、機(jī)組和網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用方式，而這些應(yīng)用把數(shù)據(jù)傳輸、多數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)分析很好地融合到一起。     智能設(shè)備     為工業(yè)機(jī)器提供數(shù)字化儀表是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)革命的第一步。儀器儀表的普及是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)崛起的必要條件，如下幾個(gè)因素促使儀表在工業(yè)機(jī)器得經(jīng)濟(jì)合理地加以普及，并使機(jī)器和機(jī)器交互更加智能化。     部署成本：儀器儀表的成本已大幅下降，從而有可能以一個(gè)比過去更經(jīng)濟(jì)的方式裝備和監(jiān)測工業(yè)機(jī)器。     微處理器芯片的計(jì)算能力：微處理器芯片持續(xù)發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即使得機(jī)器擁有數(shù)字智能成為可能。     高級分析：“大數(shù)據(jù)”軟件工具和分析技術(shù)的進(jìn)展為了解由智能設(shè)備產(chǎn)生的大規(guī)模數(shù)據(jù)提供了手段。     總之，這些影響改變著數(shù)據(jù)收集的成本和價(jià)值，以及分析處理在實(shí)際中并不合理但是已經(jīng)存在的理論數(shù)據(jù)的能力。     理解工業(yè)設(shè)備生成的數(shù)據(jù)流，是工業(yè)的重要組成部分之一。如圖3所示，可以認(rèn)為，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是數(shù)據(jù)流、硬件、軟件和智能的交互。由智能設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)收集的數(shù)據(jù)存儲之后，利用大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和可視化。由此產(chǎn)生的“智能信息”可以由決策者必要時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷處理，或者成為大范圍工業(yè)系統(tǒng)中工業(yè)資產(chǎn)優(yōu)化戰(zhàn)略決策過程的一部分。

    圖3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

    智能信息還可以在機(jī)器、網(wǎng)絡(luò)、個(gè)人或團(tuán)體之間實(shí)現(xiàn)共享促進(jìn)智能協(xié)作，以做出更好的決策。這可以使更多的利益相關(guān)者參與到資產(chǎn)維護(hù)、管理和優(yōu)化過程中，也可以確保在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⒛切┍镜睾瓦h(yuǎn)程擁有機(jī)器專業(yè)知識的人們整合起來。智能信息還可以反饋到主機(jī)。這不僅包括由主機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，而且包括那些能夠增強(qiáng)運(yùn)行或維護(hù)機(jī)器、機(jī)組及更大系統(tǒng)能力的外部數(shù)據(jù)。這個(gè)數(shù)據(jù)反饋回路，使機(jī)器能夠從它的歷史數(shù)據(jù)中得到啟示并且通過機(jī)載控制系統(tǒng)更加智能地運(yùn)轉(zhuǎn)。     每個(gè)檢測裝置都會(huì)產(chǎn)生大量可以通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)傳輸給遠(yuǎn)程機(jī)器和用戶的數(shù)據(jù)。確定哪些數(shù)據(jù)仍然保留在設(shè)備上，哪些數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)竭h(yuǎn)程位置進(jìn)行分析和存儲，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要部分。確定本地?cái)?shù)據(jù)保留的程度是保證工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的關(guān)鍵之一，很多不同的公司會(huì)因?yàn)閰⑴c到其中而獲益。重要的一點(diǎn)是，創(chuàng)新可以使由檢驗(yàn)裝置產(chǎn)生的敏感數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。其他數(shù)據(jù)流將遠(yuǎn)程傳輸給那些正在工作或者旅途中的人們，使他們可以可視化、分析處理數(shù)據(jù)，并視情況采取相應(yīng)行動(dòng)。     隨著時(shí)間的推移，這些數(shù)據(jù)流提供的操作和性能的歷史記錄使運(yùn)營商能更好地了解工廠設(shè)備關(guān)鍵部件的狀態(tài)。     運(yùn)營商可以了解一個(gè)特定的組件在何種條件下運(yùn)行了多長時(shí)間。分析工具可以將這些信息和其他工廠類似部件的操作歷史進(jìn)行對比，對于部件發(fā)生故障的可能性和時(shí)間提供可靠的估計(jì)。在這種方式下，操作數(shù)據(jù)和預(yù)測分析可以結(jié)合起來避免運(yùn)行中斷同時(shí)降低維護(hù)成本。

    圖4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)環(huán)路

    所有這些好處源自利用現(xiàn)有的信息技術(shù)使機(jī)器儀表化，這使得人們工作效率更高，這是對智能設(shè)備廣泛部署的強(qiáng)有力支持。在這個(gè)正不斷從高性能機(jī)器上挑戰(zhàn)更高生產(chǎn)力的時(shí)代，智能設(shè)備的廣泛部署在發(fā)掘額外的性能并提高運(yùn)營效率方面具有潛力。     智能系統(tǒng)     智能系統(tǒng)的潛在利益巨大。智能系統(tǒng)包括各種傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但廣義的定義包括了部署在機(jī)組和網(wǎng)絡(luò)中并廣泛結(jié)合的機(jī)器儀表和軟件。隨著越來越多的機(jī)器和設(shè)備加入工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)跨越整個(gè)機(jī)組和網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器儀表的協(xié)同效應(yīng)。智能系統(tǒng)有多種形式：     網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的機(jī)器，可以在網(wǎng)絡(luò)上相互協(xié)作提高運(yùn)營效率。例如，在醫(yī)療保健方面，醫(yī)療信息可以鏈接到醫(yī)生和護(hù)士，更迅速地幫助病人使用正確的設(shè)備。信息可以無縫地傳輸給醫(yī)療機(jī)構(gòu)和病人，等待的時(shí)間將會(huì)更短，設(shè)備利用率更高，醫(yī)療質(zhì)量更高。智能系統(tǒng)也非常適合在交通網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)路徑優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的車輛會(huì)知道自己的位置和目的地，同時(shí)能夠了解到系統(tǒng)內(nèi)其他車輛的位置和目的地，允許優(yōu)化路由來尋找到最有效的系統(tǒng)級解決方案。     維護(hù)優(yōu)化：通過智能系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化、低成本，并有利于整個(gè)機(jī)組的維護(hù)。將機(jī)器、組件和各部分整合起來的觀點(diǎn)提供了一個(gè)可以監(jiān)測這些設(shè)備狀態(tài)的方式，使得可以在正確的時(shí)間將最優(yōu)數(shù)量的零件交付到正確的位置。這將減少零件庫存需求和維護(hù)成本，機(jī)器的可靠性也會(huì)更高。智能系統(tǒng)的維護(hù)優(yōu)化可以與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)相結(jié)合，并且預(yù)測分析允許工程師來實(shí)施預(yù)防性維修計(jì)劃，這樣有可能使機(jī)器的可靠性達(dá)到前所未有的水平。     系統(tǒng)恢復(fù)：建立廣泛的系統(tǒng)范圍內(nèi)的情報(bào)，可以幫助系統(tǒng)在經(jīng)歷大沖擊之后更加快速、有效的恢復(fù)。例如，當(dāng)大的暴風(fēng)雨、地震或其他自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，可以用一個(gè)由智能電表、傳感器和其他智能設(shè)備和系統(tǒng)組成的網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行快速檢測，將最嚴(yán)重的問題隔離，這樣也不會(huì)串聯(lián)而導(dǎo)致停電。地理和操作信息可以結(jié)合起來，支持公共設(shè)施恢復(fù)工作。     學(xué)習(xí)：網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)效果是系統(tǒng)內(nèi)機(jī)器聯(lián)網(wǎng)的另一個(gè)好處。每臺機(jī)器的操作經(jīng)驗(yàn)可以聚合為一個(gè)信息系統(tǒng)，以使得整個(gè)機(jī)器組合加速學(xué)習(xí)，而這種加速學(xué)習(xí)的方式是不可能在單個(gè)機(jī)器上來實(shí)現(xiàn)的。例如，從飛機(jī)上收集的數(shù)據(jù)加上位置和飛行的歷史信息可以提供大量有關(guān)各種環(huán)境下飛機(jī)性能的信息。     源自于這些數(shù)據(jù)的觀點(diǎn)是可行的，用這些數(shù)據(jù)可使整個(gè)系統(tǒng)更聰明，從而推動(dòng)一個(gè)持續(xù)的知識積累和提高洞察力的過程。     智能系統(tǒng)的構(gòu)建整合了廣泛部署智能設(shè)備的好處。當(dāng)越來越多的機(jī)器連接在一個(gè)系統(tǒng)中，久而久之，結(jié)果將是系統(tǒng)不斷擴(kuò)大并能自主學(xué)習(xí)，而且越來越智能化。 (未完待續(xù))