制造业转型 | 电脑互联有互联网，工业设备互联需要什么？

在物联网、人工智能、云计算、混合现实等技术推动下的「工业4.0」，致力于打造更灵活，资源利用率更高的智能工厂，从而实现从产品开发、采购、制造、分销到销售的持续、实时信息流动。这种贯穿整个价值链的数字化流程不仅可大幅提高信息透明度，降低运营成本，更可促进产品高度个性化，通过灵活高效的开发和制造流程促进商业模式创新。

“整体而言，制造业企业已经在优化制造流程方面取得了巨大的进步，他们会通过投资人工智能、智能云和物联网技术来提高效率，并创造新的收入来源。我们正在不断见证制造业企业通过不同方式继续引领整个行业的数字化革命。”

五大趋势，推动制造业继续革新

纵观整个行业发展及相关技术演变，我们发现物联网技术已经在制造业转型的旅程上迎来一个重要转折点，关键作用越来越凸显。

工业物联网已成主流

物联网无处不在！而这一技术得到广泛认可的一个标志是：我们已经不再需要向客户解释物联网到底是什么，而是开始更主要地专注于客户如何使用这种技术改善自己的运作。简而言之，物联网已成为现代工业制造领域的关键组成部分。

随着物联网的作用愈加重要，很多制造商与合作伙伴开始选择基于微软智能云平台来部署自己的物联网项目。例如西门子最近借助Azure智能云平台发布了自己的物联网生态：Mindsphere，帮助微软与西门子共同的客户通过Azure运行物联网应用。

包括ABB、艾默生(Emerson)、通用电气（GE）、霍尼韦尔（Honeywell）、PTC、罗克韦尔自动化（Rockwell Automation）、SAP、施耐德电气（Schneider Electric）以及横河电机（Yokogawa）在内，领先的工业自动化公司都在通过Azure云平台开发自己的物联网平台。微软已与全球超过8500家云合作伙伴联手，打造了全球最大的合作伙伴生态之一。

人工智能和机器学习正在成熟

制造商们纷纷开始将高级人工智能与机器学习技术运用于物联网制造场景，甚至将人工智能纳入日常运营工作，以提高生产车间的安全性和效率。

例如ABB，他们运营着业内较大规模的工业物联网平台，该公司日前公布的劳动力管理解决方案ABB Ability Ellipse即可使用人工智能技术检测异常情况，帮助客户在运营过程中实现维护成本最小化。

制造商正在设法通过物联网变现

越来越多的制造商正通过物联网技术创建全新商业模式和服务产品。拜尔（Bayer）曾通过销售农药来抑制啮齿类动物的侵袭。但现在，这家公司正通过物联网服务开发新产品，他们发明了一种智能“数字化捕鼠器”，该设备基于Azure IoT服务构建，可收集有关捕鼠夹的信息，并预测啮齿类动物可能造成的风险隐患，借此客户即可通过用量更精确的化学药品防止农作物受损。

类似这样借助物联网技术实现产品和服务转型的企业还有很多。全球领先的金属切削刀具制造商山特维克可乐满（Sandvik Coromant）已开始通过分析切削刀具采集到的数据来帮助客户优化生产流程。电梯制造商蒂森克虏伯（ThyssenKrupp）则通过基于物联网的预测性维护服务在电梯实际发生故障前消除隐患。

物联网在帮助制造商提高供应链效率

很多制造商还将物联网技术整合到日常运营中，以改善供应链规划和物流。例如o9 Solutions正在使用Azure云平台以及微软人工智能技术帮助客户将实时运营和规划流程紧密结合，借此更准确地预测产品需求并更高效地管理物料供应工作。

物流方面，丰田欧洲物料运输公司（Toyota Material Handling Europe）也在使用人工智能和机器学习技术训练无人驾驶运输车识别不同仓库的模式，来实现流程自动化并降低运营中断率。

制造商使用物联网实现社会福利

面对全球变暖以及淡水缺乏等环境问题，制造商们开始使用物联网技术增加粮食产量，降低农作物种植过程中对淡水和化学药品的需求量。例如食品加工系统公司布勒集团（Bühler Group）正在将人工智能、智能云，以及物联网技术相结合，借此提高玉米产品的产量，同时最大限度地减少谷物地毒害污染。该公司革命性的光学分拣系统LumoVision可以快速准确地对收获的谷物进行分类，从而筛选掉高达90%的受污染玉米。

类似的，还有很多企业正在使用物联网技术保护地球并改善人们的健康。例如印度中央污染控制委员会就在借助物联网和技术清理恒河。水泵制造商格兰富（Grundfos）则在物联网的帮助下帮助更多人获得清洁的水资源并改善卫生程度。

OPC UA标准

为海量工业设备的“联网”铺平道路

数字化转型已成为工业4.0时代制造商的首要任务。为了在全球市场上获得竞争力，制造商必须能将工厂中的各种机器连接到云，以更为灵活的生产制造流程满足客户预期。然而很少有制造商愿意对自己的机械设备进行各种改动，因为这是一种风险大、成本高，会影响到安全性的“侵入式”手段。尤其是考虑到工厂中使用的设备品牌和型号多种多样，问题似乎更严峻了。

好在新技术的出现解决了这些问题，可以帮助企业顺利连接到云端，借此管理自己的数据和设备，从中获得见解，并顺利地利用机器学习能力。开放式平台统一通信架构（Open Platform Communications Unified Architecture，OPC UA）在这背后居功至伟。这种技术可以简化互操作性，帮助制造商先人一步将自己的资产转变为智能工厂。

OPC UA是什么？

OPC UA是一种标准，旨在确保工业自动化系统和设备能够以开放的方式获得连接能力、互操作性、安全性以及可靠性。OPC UA被普遍认为是工业4.0最关键的通信和数据建模技术，该技术适用于不同软件平台，具备全面的扩展能力，由于灵活性非常高，目前已经被很多行业广泛采用。

OPC UA标准由OPC基金会发起。OPC基金会是一个非营利机构，旨在促进多供应商和多平台以安全可靠的方式实现互操作性。微软早在1994年就与OPC基金会建立了合作关系，并陆续开始涉足多种关键领域，包括跨越不同物联网产品，平台中立的OPC UA，以及Azure IoT Suite和专为Windows10 IoT构建的通用Windows平台等。最近，微软还通过GitHub为OPC基金会提供了一套开源的.NET Standard参考栈，这也使得微软成为OPC基金会最大的开源贡献者。

微软还是目前唯一一家同时使用OPC UA客户端-服务器连接以及全新OPC UA发布-订阅连接机制的云供应商。这意味着只有微软可以在云中提供丰富的OPC UA信息模型（例如机器的语义描述），将原本只能通过本地部署方式使用的技术借助云服务提供给更多客户。

为何要不遗余力地围绕OPC UA

推广各类产品？

硬件、软件、服务之间的开放性和互操作性，这是帮助制造商转型运营方式，打造全新解决方案的关键。作为工业4.0的既定通信标准，OPC UA对于生产设施互联技术的未来演化至关重要。

OPC UA的很多特征使其成为互操作性方面一种非常有吸引力的标准。首先，该标准是开放的，相关规范已发布至OPC基金会网站，任何人都可阅读。这些规范是独立的，并不属于某一个实体。随着时间推移，各行业的供应商、最终用户，以及软件开发者还会进一步发展和完善该规范。该标准提供了丰富、可扩展的数据模型，可以与各类新技术和新方法轻松集成，同时依然维持与老旧产品的兼容性。

当然，在考虑任何新技术解决方案时，很多用户最关心的始终是安全性。由众多业界专家联手打造的OPC UA标准很好地解决了这些问题，安全性深深融入整个标准中，使得企业能够顺利地进行访问管理、身份认证、验证以及加密。

这些特征为相关企业将工厂和设施连接到云端奠定了坚实基础。通过这种非侵入式、极具成本效益的方式让机器获得与OPC UA相兼容的能力进而实现互联，不同供应商已经围绕这种做法建立了一个庞大的生态。借此用户可以更灵活地创新，打造更多以客户为中心的产品和服务，帮助制造商在全球范围内获得更大竞争力。

在该标准的帮助下，微软已经打造出市面上最重要的物联网平台之一。CXP Group的最新报告中，已将微软物联网平台评选为唯一能跨越设备集成、分析应用程序以及设备部署等不同领域，在各方面都提供最佳表现的平台。

成功互联，然后呢？

微软始终致力于帮助企业通过云连接和云服务实现数字化转型。诸如Azure IoT Suite和Azure IoT Central等云解决方案的不断完善将帮助制造商更顺利地开始工业4.0之旅。然而，互联只是第一步，接下来制造商还需要其他解决方案的帮助，通过机器学习和分析技术提升效率。此外企业还需要设法通过这些见解实现产品创新和业务模式的转型。

未来的Azure服务将与OPC UA更紧密集成，以实现更丰富的机器学习和分析能力，用更完善的设备管理服务，帮助微软以更具竞争力的价格提供全球可用的超大规模云产品。

微软也将积极参与推动OPC标准的进一步完善。通过与OPC基金会的合作，微软会继续用领先的云计算、安全性以及IT经验优化OPC UA标准，并在不同层面与OPC基金会展开合作。

微软Azure IoT Suite Connected Factory解决方案帮助制造商朝着工业4.0迈出了第一步，帮助制造商充分利用OPC UA互操作性标准连接新老设备，并从微软云的安全性和隐私保护中获益。

随着诸如Connected Factory等令人振奋的全新物联网解决方案发布，制造业企业已经迎来转型的最佳时机。而微软的物联网解决方案以及广阔的合作伙伴生态系统，将帮助任何规模、任何预算的企业顺利实现互联。

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