工业物联网技术通常可以在无需大量资本投资的情况下使工业流程受益。
詹姆斯·威策尔博士传感器协同公司。
工业互联网（IIT）已长期被视为以各种方式改善制造的手段。虽然IIOT的定义和解释是最基本的级别，但IIT技术大概是广泛可用的关键业务信息。该信息通常包括传感器监控，其跨越各种制造指标。
真实世界的工业物联网传感应用程序捕捉各种参数的指标，包括能源使用、工艺温度、空压机压力、油粘度、电机轴承振动、冷却剂压力、天然气流速、露点温度、真空压力、杂质浓度、每分钟部件计数、流体流速、环境湿度、超声波强度级、工艺气体流量等。
通过基于浏览器的数据查看器对工业物联网传感器测量进行简单分析，探索了在用户选择的时间段内工业设备的电力使用情况。
制造商的操作方式通常与同行业的其他公司的操作方式有很大的不同。这种“怎么做”的独特性是企业成功地与竞争对手竞争的重要因素。
由于每个工厂都有自己独特的方面，其工业物联网解决方案通常需要定制，这是有成本的。管理人员和员工可以很容易地想象工业物联网如何使他们的设施受益，但定制成本可能是一个问题。
尽管最初的目标是“摘到容易摘到的果实”，以展示工业物联网远程监控解决方案的价值，但对工业物联网项目团队来说，仍然存在重大障碍。项目必须证明开发和部署解决方案所需的资金是合理的，尽管它有望带来诸如节能、改善资源使用、更好的设备故障预测和提高远程劳动力安全等重要好处。
由于利益的不确定性，有时很难证明工业物联网集成对高层管理的价值。在某些情况下，在获得和分析运行数据之前，工业物联网的真正好处可能是未知的。
生成这个生产仪表板的IIoT工作需要在每月的分析和报告工作期间集成外部数据流。
一旦清除了向现有制造设备添加硬件的障碍，另一个挑战可能是将新数据集成到制造信息系统(MIS)或更高级别的企业资源规划(ERP)系统中。在存储数据、显示复杂传感器数据的可视化表示以及安全地向关键利益相关者发出异常情况警报等方面，成本和安全性也面临着同样的挑战。
制造环境的不确定性会导致预期财务收益的不确定性。因此，许多看似可行的、高质量的工业物联网项目从未获得批准。
询问Ioiot的测量数据是否有用，而无需与MIS或ERP软件系统的紧密集成。在许多情况下，答案是肯定的。通常，预计IIOT解决方案的较低开发和部署成本是合理的，无法紧密地集成到现有系统。
工业物联网数据分析可以从简单到复杂。使用实时在线工具的一个简单方法可能会揭示潜在的关系，比如，“我们每小时花47美元在能源上，以便在周末让这台机器闲置。”相比之下，复杂的分析可能会增加上下文信息，以获得更高层次的见解，比如:“上个月，与主班相比，我们的第二班员工生产了7%的产品，使用了19%的能源，停机时间减少了5%。”在这些真实世界的例子中，这两个结果都来自于使用相对简单、独立的工业物联网硬件/软件。但是第二个示例需要在每月的分析和报告工作中集成外部数据流。与MIS更紧密集成的工业物联网可以简化对测量数据进行复杂分析的任务。
背景因素可以补充我们对工业物联网原始数据的理解，并帮助将其转化为可行的建议。物理环境是指物理传感器的相关信息，包括校准因子、运行参数、传感器健康状态等。这种类型的上下文信息可能包括传感器的物理位置、被监视的设备或过程的属性，以及制造过程的详细信息。
在三相交流线路上可以看到用于监测工业物联网项目中电力消耗的廉价传感器。
时间上下文包括有关影响受IIT监测监测的设备或过程的事件的历史信息。时间上下文可以来自与关键利益相关者的讨论或来自其他来源的过去的电子数据分析。历史数据可以包括有关临时生产停止的信息，在班次期间不完整的人员配置，影响正在监测过程的上游设备的失败，或者是中断生产的不寻常事件。
例如，考虑设施的平均电力成本。它可以表示为每千瓦时美元($/kWh)，代表解释工业物联网功率测量所需的经济背景。假日工厂关闭时间可能足以帮助解释两个月前工业物联网数据的异常情况。了解交流电流传感器“每100a的额外电流流过传感器就会产生一伏特的额外信号”可能有助于解释传感器信号的测量。
其中一些信息可以直接在工厂的制造信息系统中获得。但它也可以直接进入一个较便宜的独立工业物联网系统的安装软件。为了评估哪种方法是最好的方法，还必须考虑数据分析的成本，以及完全集成与独立工业物联网实施的成本差异。
最初的IIOR项目
在大多数工业设施中，将设施转化为智能，远程监测，制造“未来的植物”可能并不总是直截了当，尽管许多“明显”的好处。
选择一个只需要有限的数据解释或简单的传感器网络的初始项目可能会更好。考虑一个监控电力消耗的工业物联网项目。这些好处将有助于实现企业的目标，如降低能源成本，减少设备停机和维护，提高操作人员的安全性，提高操作效率，或其他重要问题。
完整的IIOT解决方案通常包括垂直堆栈的技术，从工厂楼层收集传感器数据，将测量数据传输到计算机服务器，然后使该传感器数据可用于人类观看和计算机分析。
工业物联网的一个经常被引用的应用是预测性维护。该系统根据传感器的测量趋势(偏离正常运行条件)预测未来的故障。但是预测性维护是复杂的。它依赖于正常工作条件下数周或数月的传感器测量来进行预测。用于预测的典型传感器测量可能包括振动水平、温度、电能质量、润滑剂状态、过滤器状态和类似因素。总而言之，预测性维护可能不是展示工业物联网好处的一个良好起点——尤其是当内部数据分析人员背负着其他项目的负担时。
我们公司发现，工业物联网项目最具影响力和深远的好处往往是意料之外的。从本质上说，这些意想不到的好处来自于对工厂车间运作方式的洞察——而不是根据“计划”。这样的发现通常不会出现在ERP或MIS系统中，因为它们倾向于期望已知的数据流，并在数据中搜索已知的特征。
值得注意的是，在我们大约三分之一的工业物联网项目中，我们发现了一个主导过程的意想不到的影响。协同作用通常来自于分析两个或多个数据流，在时间上同步，描述同一过程的不同方面。这种协同作用不仅有助于确定预期的结果，还有助于确定意外的好处。
例如，铸造厂的传感器显示，5个250马力真空泵驱动电机中有一个意外故障，但主歧管中的真空压力没有波动。
在铸造厂，工业物联网(IIoT)传感器显示，5个250马力真空泵驱动电机中有一个意外故障(下)，但主歧管(上)的真空压力没有波动。传感器读数导致了一项调查，结果发现了一个令人惊讶的问题。
真空系统的实际负载只需要一个或两个250马力的发动机。其他的可以关掉。在我们的测量结果显示“过度设计”之前，这三个“额外的”马达已经运行了大约6年(每天8-12小时)。在这六年中，三个额外的真空泵在系统中产生了特别低的压力。通过让周围的空气尽快进入系统，缓解了低压。
能源和财政资源的浪费是显著的。在运行的六年里，每多出一台电机，仅电力成本就超过15万美元。
在不同设施的另一个例子中，我们发现单独的加热和空气冷却系统在春季和秋季期间同时运行三小时！相对简单的监测再次提出了一种改变，使植物数千升能量成本。
黄铜铸造厂的IIOT安装透露，在完成20分钟的热循环之前，近四分之一的加热坩埚突然停止。用于加热它们的大部分能量正在浪费。
在其他几个实例中，IIOT透露了运营人员并没有完全理解他们的设备。在一个案例中，工作人员认为4兆瓦炉旨在以满足的40％的熔体保持熔体。但该系统旨在保持熔体，只有20％的全功率。问题是“持有”这个词对管理层和工作人员意味着不同的东西。这种断开连接了三年！我们的实时，IIT电力使用量测量暴露了这个问题。
实现IIoT
在最简单的形式中，IIOT系统从工厂地板收集传感器数据，将数据传输到计算机服务器，然后使该传感器数据可用于人类观看和计算机分析。IIOT努力的目标往往是根据测量的一些可操作信息更好地制造制造过程。
通常，数据采集电子设备收集传感器测量数据，并将数据传输到附近的边缘计算设备。边缘计算机格式化数据并将其发送到网络——通过无线或以太网连接。同一网络上的服务器接收并处理数据，以识别异常情况。如果有必要，它会发出电子邮件或短信提醒。服务器可以是云计算机，也可以位于生产站点。
许多现实世界的工业物联网项目比这里提供的简单解释要复杂得多，但它们包含了相同的关键元素。他们采用的方法通常取决于内部工程人员的技能和任务的独特技术要求。
利用COTS组件可以实现DIY (DIY)方法。相对便宜的单板机和容易启动的软件包可以把数据从物理传感器带到以太网或无线端口。一些软件服务可以接受传感器数据，并允许涉众安全地在浏览器程序中显示这些数据。这些软件服务还允许工业物联网用户设置警报，以突出异常测量并提供数据备份服务。
根据传感器的数量和位置以及以太网或无线数据网络的可用性，制造工厂可能需要特殊的数据路由器。这些路由器采用额外的功能，可与制造IIOR一起使用，并可包括坚固的物理结构，额外的安全性，网状网络，电池备份，与其他网络的连接，与各种数据格式的兼容性等。根据设施的安全要求，可能不允许无线网络。其他限制可能适用于向基于云的计算机服务器发送数据。即使安全不是一个主要的问题，电气嘈杂的制造环境可能对无线通信不友好。
顶部，具有访问IIOT数据网络的服务器通常运行识别正常条件的进程，以及必要时，如此智能手表上可见的那样发出电子邮件或文本消息警报。下面，传感器Synergy开发了IIT解决方案套件，用于监测普通制造业问题。代表套件包括电源，电缆，传感器，数据采集电子设备，边缘计算机，云计算机服务器访问和预先配置的设置文件。
例如，Sensor Synergy开发了适用于常见制造问题的工业物联网解决方案套件。一个具有代表性的套件包括电源、电缆、传感器、数据采集电子设备、边缘计算机、云计算机服务器访问和预配置的设置文件。目标是在一小时内实现简单的设置、安装和基本数据查看。
一些制造商更喜欢将数据保留在内部，而不连接到云计算。因此，他们可能倾向于提供两种选择的方法。各种软件和硬件特性可以为许多应用程序提供可行的打包解决方案，包括基于云的安装的电子邮件和文本警报通知。同样，作为一个例子，传感器协同系统可以测量来自各种传感器类型的多达四个模拟传感器信号。DIY传感器安装和手机辅助降低了成本，加快了完工时间。
此外，其他供应商也提供价格远低于1万美元的工业物联网包。成本可能根据传感器的数量和类型、内部可用工作量以及设施的网络问题而有所不同。
即使是最有前途的工业物联网项目，也需要随着时间的推移进行观察，以体验其全部好处。在某些情况下，低成本、低风险、独立的工业物联网技术可能会改善制造流程，并为更雄心勃勃的工业物联网项目铺平道路。
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