物联网如何为制造业提供关键帮助

  麦肯锡最近的一项调查显示,在新冠肺炎疫情之前成功过渡到工业 4.0 的制造商更有能力应对危机。有94%的受访者表示,制造业中的物联网以及其他技术在动荡时期为保持运营发挥了关键作用。

  制造业中的物联网采用情况

  在过去的几年里,数字化在制造业中越来越受欢迎,预计这一趋势将持续下去,例如,智能制造市场预计将从 2021 年的 2500 亿美元飙升至 2029 年的 6580 亿美元。

  智能工厂的概念当然不仅限于物联网,它还依赖于其他技术,例如人工智能 (AI)、计算机视觉、大数据和不同类型的自动化。但即使我们只关注物联网,我们也可以看到这项技术前景广阔。麦肯锡预计,到2025年,工业物联网领域市场规模将达到5000亿美元(高于2020年的2900亿美元)。

  由于物联网在制造业中的前景尤为光明,制造业将在不久的将来成为物联网的最大受益者之一,因为物联网将对该行业产生高达 3.9 万亿美元的经济影响。

  根据普华永道最近对工业公司进行的一项调查,91% 的受访者正在投资数字工厂,近一半的受访者预计五年后会获得投资回报,而 3% 的受访者希望在第一年内迅速收回投资。

  制造业中的 6 大物联网用例

  1、跟踪工业资产

  信息技术与创新基金会 (ITIF) 报告称,监测机器使用情况的物联网解决方案可以将制造业生产力提高多达 25%。

  物联网设备聚合来自工厂机器的数据,并将其传输到云中进行详细分析,以深入了解机器的使用参数,例如运行时间、空闲时间和轻微停机等。这为机器操作员提供了有关性能的详细视图,并提醒他们留意潜在问题——例如,如果一台机器空闲时间过长,正有另一台具有类似功能的机器在被过度使用。

  此外,员工可以在制造业中采用物联网来快速定位大型仓库中的物品。工业互联网联盟(Industrial Internet Consortium)执行董事理查德·索利(Richard Soley)强调了这个问题,他说:“客户发现其员工将 47% 的时间用于寻找合适的工具,但使用工业物联网解决方案,员工可以更直接地找到所需工具。”

  为实施实时资产可见性,使用者可以为物品配备 RFID 或蓝牙标签。德勤出具的一份报告称,一位客户在安装了位置跟踪传感器后,每年在每条生产线上节省了300万美元。

  2、确保安全

  物联网传感器可以跟踪工作条件并检测危险品泄漏。例如,气体传感器可以发现有毒烟雾,并及时通知主管,以便疏散员工,进而将损失降至最低。

  制造业中的另一个物联网用例是保护员工。可穿戴设备可以收集有关员工健康状况的数据。它们可以捕获人们的生物特征数据,例如心率和体温,并检测和报告任何异常模式。这有助于值班经理发现那些感觉不舒服并且特别容易跌倒和其他伤害的员工。

  制造业中物联网的一个例子来自某资源回收公司,企业意识到有毒物质和重型机械对人类健康构成的危害,便为其员工配备了某款可穿戴解决方案,并在工作场所周围安装了传感器。这使管理人员能够发现员工的任何疲劳、脱水和疲惫迹象,并根据这些信息采取行动。这一举措使工伤导致的成本降低了 60%。

  3、预测性维护

  由于设备停机,大型制造商每年损失大约 323 个生产小时。如果我们将收入损失和延期交货的潜在经济处罚相加,大型工厂与机械故障相关的成本可能达到每小时53.2万美元。而在制造业中使用物联网可以在早期发现设备故障,最大限度地减少停机时间,并且据麦肯锡的报告称,物联网可以将维护成本降低约40%。

  安装在工业设备上的物联网传感器将实时收集与性能相关的数据,包括压力、振动等。这些数据被传输到网关或直接传输到云端,并与设备的配置数据及其使用历史相结合,以捕捉任何异常模式。工厂车间经理将有权访问分析并安排进一步的检查和维护,以便将对生产流程的影响降至最低。

  一个例子是支持物联网的卡车轮胎,其中传感器收集轮胎利用率的数据,以安排维护和更换,避免轮胎在运输途中爆裂,导致车辆停止并延迟交付。

  除了减少停机时间外,预测性维护还能延长设备寿命、降低成本并降低事故风险。与传统的定期检查相比,这是一种更高效、更安全的替代方式,尤其是在机器不容易接近,而且在机器周围不安全的情况下。

  4、优化流程和产品设计

  制造业物联网可以与人工智能和其他技术一起部署,以创建新产品和整个工厂的数字孪生。

  数字孪生是特定机器、流程或整个工厂车间及其所有设备和其他资产的数字版本。它模拟现实世界中组件的状态和交互。管理人员和工程师可以使用这项技术进行实验、测试新流程,并在将这些变化应用于实际生活之前观察其后果。

  数字孪生可以帮助模拟新的生产线并检测需要优化的区域、规划仓库设计、运行产品更新以及优化现有流程以消除效率低下的问题。某英国消费品制造商在美国、欧洲和亚洲经营着8个数字孪生工厂,再加上商业智能,该技术使该公司工厂中的警报数量减少了90%。

  生产团队也可以使用数字孪生来试验产品,例如,某汽车制造商通常为每一款汽车开发七种虚拟模型,每个模型都涵盖不同的生产方面。

  5、了解制造供应链

  物联网驱动的供应链管理解决方案使制造商能够获得关于单件物品,以及送货卡车位置和状况的实时信息。利益相关方还可以监测物品的存储和交付情况,例如湿度、温度等。在传统的供应链中,管理人员只能在物品交付后才能看到它们被损坏。但是,通过物联网,可以在运输途中监测到任何损坏或违反存储要求的情况,并触发提醒通知予以纠正。

  6、远程监控生产和外包操作

  根据德勤在美国的一项调查,与 2018 年相比,如今在制造行业找到合格人才的难度增加了36%。当地人才和能力的缺乏迫使制造商将其经营地点多样化。在收购不同城市的制造工厂或将业务外包给第三方时,公司仍希望监控生产标准和速度。物联网传感器可以向总部发送实时性能数据,以评估生产效率和工厂状况,并在无需亲自前往工厂的情况下发现设备故障。

  例如,屋顶上的传感器可以检测和报告烟雾和火灾,而入口处的物联网摄像头可以监测员工出勤情况并报告未经授权的访问。

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