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物联网技术的四层框架分享

作者: 兰洪明 时间:2017-08-04

无论在消费物联网、工业物联网、农业物联网还是城市物联网,他们所采用的技术框架都是一样的,也就是第一感知层,第二传输层,第三平台层,第四运用层,通过感知层获得物体的数据,然后传输到平台在做相应的运用。

这四层框架的逻辑非常清晰,也比较好理解,只是在不同的应用产业和场景中,啊在每一层所使用的技术方法会有所差异,比如在农业物联网中,我们要感知土壤和空气的数据,我们要借助传感器。但是在工业物联网中,我们要感知工业设备的数据,我们可以借助速传终端直接跟设备的plc对接,从而来获取数据。下面我们简要解读一下这四层。

首先感知层

感知层他的工作是把你想获取的数据从物体上采集回来。那感知层呢主要包含三类厂商,第一类就是传感器厂商,各种各样的传感器。

第二类叫做芯片厂商就高通、博通、马瑞尔半导体等等这些提供边缘计算的厂商。

第三类就是把传感器还有芯片以及其他的元器件组合在一起的一种,我们把它称之为速传终端厂商,那它是封装好的一个盒子,通过这个盒子跟物体对接就可以感知到这个物体上的一些数据,那其次我们来看传输层传输层,他的工作是来把感知到的数据啊实现通讯,把它传到啊你所想传的一个位置,啊比如说云端传输层呢也主要包含三类厂商,分别是通讯模组厂商对吧。

有以钛网的模组,说wifi模组,还有蓝牙模组、诺亚模组、两季模组、NB—IOT模组等等,那还有运营商运营商就是提供通讯的基础设施的,那还有运营商的一些技术服务商。

比如说中兴华为思科这些,这是传输层那然后就是平台层。

平台层呢就是IAAS(基础架构即服务)和PASS(平台即服务)的平台,平台层主要提供计算能力存储能力和安全能力,那平台层做的事情其实它不仅仅是对物联网是这样一个意义,对其他的对移动互联网领域,对我们现在的各种SaaS,他都是这样一个逻辑,只不过在物联网中平台对大规模高并发的连接的处理以及安全认证的处理加密、传输加密,传输的稳定性,这些要求会比其他的要高,那最后是应用层。

应用层就是在平台的基础上面开发,相应的应用常见的就是像SARS化这些应用啊或者说mass的运用啊等等。

前面两节,我们分享了物联网的四种类型工业4.0的脉络,还有工业4.0和物联网的关系以及物联网的四层框架,那么这一节就要进入本次分享的主题工业设备物联的三类应用场景及价值,这也是我所在的蘑菇联公司所专注的领域,蘑菇联在这个领域做了感知层和应用层,从工业设备产业链的上游到下游,我们可以把工业设备整个市场切分为三大利益主体,分别是设备制造商(生产设备),然后设备服务商就是销售设备、安装调试、维修保养设备等等这些后市场服务,还有设备,用户就是买回来设备用设备来做生产制造。

我们从这三类利益主体的纬度可以把工业设备物联网应用的场景也分成三大场景,那第一个场景就是设备制造商这个场景,我们在设备制造商这里做设备物联,也就是俗称的前装市场,那为什么前装要做物联网呢?

因为把设备做了互联网之后,它有三个好处,对设备制造商而言,第一个好处就是做销售监控,有了互联网就可以知道我的设备卖到哪里去了,有没有使用,是谁卖的,从而能够把销售管理起来。

第二个呢叫做质量管控,通过物联网监控的设备的实施营运数据可以准确的判断哪个部件坏了多少次占比多少。

我下一次研发我该怎么样去迭代我的设备,那第三个叫做备件管控,就是通过监控设备的运行情况,知道设备什么时候保养什么时候维修,那么保养到了之后他到底有没有购买我原厂的备件,这些备件的销售对设备制造商来讲也是重要的盈利模式。

所以说我们对设备制造商来做物联网其实主要就是为了个这三个管控,销售管控质量管控和备件管控当然其实更深入的去研究的话,我们发现通过物联网去做备件管控可能是一个伪命题,因为你即使知道了,他要保养要维修了,人家服务商,或者说用户不买你原厂备件你也拿他没有办法,因为在很多设备领域,制造商并不是强势的一方,这是第一个场景。

那第二个场景呢就是设备服务商场景。

我们刚刚说了设备服务商是做设备的销售安装调试维修保养或者回收二手设备做设备的节能改造等这些业务的,那这就意味着服务商它是面向用户的这一个群体,当然有一种服务商,它本身就是设备制造商,那这个时候我们不用去纠结他们两个人,是不是合二为一的关系,只要这个制造商它也做服务,我们也把它当做服务商,在服务商这里去做物联网。

他是为了实现四个管理,第一个管设备,因为设备是服务商的摇钱树,我们要通过物联网把设备管起来。

第二个管客户,因为设备是卖给客户的,第三个管团队,第四个管订单,这个时候大家可能有疑问,说听起来管客户、管团队、管订单跟这个设备没有什么关系,也不需要用到物联网的技术,没错,在这四个管里面其实只有管设备是需要用到物联网的技术的。

用物联网来管设备,它本质上是为了实现五个功能,第一个就是实时监测对吧,我服务商把设备卖给用户,我能够把运营情况实时监测起来,这样能够变被动为主动。

第二个可以替代巡检,因为实时监测了之后,我没有必要派人去上门抄表。

啊我上门的工作就是去做客情关系,而不是做一些很简单的抄表工作。那第三点就是嗯,故障预警啊也就是我们说的PHM-Prognostic and Health Management(故障健康预测管理)简单故障预警,对设备用户它的价值是很大的,因为对设备用户有价值,所以说对服务商来讲也有价值,它可以提高设备用户的满意度。

第四个就是远程诊断,监控了这个设备的数据,我就能够实现远程诊断,远程诊断就能实现快速维修,有了快速维修就能够提高设备用户的满意度,也能够降低设备服务商的成本。

那第五个就是保养提醒,这个设备什么时候到保养周期了,我能够去提醒用户把设备用物联网的手段监控起来,就能够实现我刚刚讲的这些功能。

那这些功能它从结果上是帮助设备服务商变被动服务为主动服务,并且降低它的维保成本,提高客户的满意度,提高它的人均效率,所以说服务商在这个里面他是有比较强的付费者意愿的,因为这个价值是看得见的,并且比较好测算那第三个场景呢也就是设备用户在设备用户这里啊就是一个工厂。

大家现在可以想象像海尔、美的、格力斯、比亚迪、这些工厂,我们在这工厂里面去做物联网,它有三种的应用层次,第一种层次呢,就是做生产可视化,原来是用一个看板,现在可以用物联网技术来做这种动态的实时的看板,这种生产看板对工厂的管理当然是非常必要的,那第二个层次也就叫max,我们在生产可视化的基础上面可以进一步的做max,max就进入到了设备的调度和设备的运行管理,这个级别了。

有了max工厂的生产就可以更加的自动化,设备设备之间可以相互调度和通讯,那更高更高一个层次。

第三层就是CPSCPS,其实是把一个设备用户一个工厂,把它完全虚拟化,啊相当于在网上在云上有一个虚拟的一个镜像,啊有了CPS,等于说啊它就我我的理解,它有点类似于GPSGPS,相当于把地球做了一个镜像,而CPS就是把工厂做了镜像,到达了CPS这个程度,这个工厂也就真正的到达了呃工业4.

0的这样一个状态啊完全的智慧化工厂。不过我们发现在设备用户这里不管是做生产可视化做max还是做CPS,在目前这个阶段都是项目制的做法,它的产品软件也好,硬件也好,都很难标准化,因为是项目制的,所以说在设备用户这里呢虽然说市场很大,可是他很难去标准化,也就是说目前这个阶段难以去规模化,这就是我们讲的三个场景以及这个商场景对不同的群体它各自所需要的价值。

现在我们来探讨一下国外工业物联网的两家标杆公司,一家是px,一家是Uptake Technologies,px呢大家应该都比较熟悉,他是机翼公司基于飞机发动机的远程监测故障预警和健康管理而发育起来的一个工业物联网的平台,他给应用软件商提供计算能力存储能力安全能力以及连接能力,而事实上呢计算存储安全这些也是做iaas的,公司啊所提供的能力只有连接能力啊相对是工业物联网平台方所比较独特的能力,啊所谓连接能力就是实现设备的设备数据的上传下达,但是我们必须清醒地看到px的平台并不代表着它已经具备了各种不同类似被的通讯协议和通讯地址。

作为工业设备物联的应用软件商,你也必须要自己去获取你要连接的设备的通讯地址和通讯协议,啊只有做到了只有解决了通讯,你才能够把数据给准确地取出来。

那UPtake是2014年才成立了一家专门做PHM的SaaS软件公司,他们首先是采集设备的数据采集完到云端,然后在云端建模,并引入人工智能的算法来做故障预警和健康管理。

最终把结果以saas软件的模式提供给设备制造商和设备用户,帮助设备制造商实现制造商想要的销售管控、质量管控或者说快速远程维修远程诊断以及刚刚我们讲到备件管控,帮助设备用户是实现设备优化调度,延长设备的使用寿命,并且在设备出现故障的时候能够得到及时的解决。

最后,我想跟大家分享一下我们对工业设备物联网发展的关键影响因素的思考,当然这只是一家之言,不一定正确,欢迎大家多多指教。

我们认为影响工业设备互联网发展的有这样四项关键的因素第一项就是连接,也就是只有把设备一类一类的设备都实现连接,你才能够做后面的事情,而要连接设备就离不开通讯协议和通讯地址。

大家知道全世界比较主流的工业通讯协议有三种CANBUS、MODBUS、profibus,但是在这些通讯协议底下不同品牌甚至是同一品牌底下不同型号的设备,它的通讯地址是不一样的,所以要解决工业设备物联的发展,首先必须解决设备连接的问题,要解决这个连接的问题,其实涉及到整个工业设备领域对通讯地址通讯协议的开放这样一个话题。

那第二项呢,就是传输层信号的稳定性问题,应该说近几年低功耗广义互联网技术是蓬勃发展,也就是我们说的LPone的技术蓬勃发展,但是你像现在我们用蜂窝通讯来解决工业设备现场的嗯传输问题的话,啊五论是2G、3G、4G他这种信号断断续续的问题是一直存在的,那哪怕NB—IOT提出来,啊我们说NB—IOT它的穿透性更好,他的这种通讯能力更强,但是毕竟NB—IOT目前还没有在全国商用那以及还有像EMTC这个技术啊等等。

信号的稳定性也是解决工业设备物联应用的客户体验的一个非常重要的指标。

那第三项呢,就是物联网硬件的成本,这个问题其实倒不用去过多担心它在目前是一个因素,但是我们认为随着时间的发展,它是符合摩尔定律的。

那第四项就是安全问题,现在我们很多客户对安全都有顾虑,无论是说对设备监控的这种安全,还是说对这种采集回来的设备数据还有客户数据的,这种管理安全,大家应该对速度与激情8里面的僵尸车的场景是记忆犹新的,所以说要解决物联网的安全其实啊包括边缘计算,包括物联网平台层都是要去共同想办法的。

那这样四个方面,就是我们所认为目前这个阶段比较影响工业设备物联网发展的思想因素,今天我们从这样五个小节就分享了我们蘑菇连,包括我个人对工业设备物联网还有工业4.0的一些看法,谢谢!

标签: 兰洪明 物联网 传感器 芯片 saas软件

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