基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的產(chǎn)品智能服務(wù)應(yīng)用研究

王玉庭

摘要：隨著“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的發(fā)布，國(guó)家高度重視新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，特別是物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)在制造業(yè)的成功應(yīng)用，將加快裝備制造行業(yè)的制造模式轉(zhuǎn)型升級(jí)。其中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍極廣，如產(chǎn)品創(chuàng)造方式、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品服務(wù)、企業(yè)運(yùn)營(yíng)等，本文主要研究在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的時(shí)代背景下簡(jiǎn)略闡述如何應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的“智能互聯(lián)化”，希望能對(duì)公司向“制造+服務(wù)”型企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)有所啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 智能互聯(lián) 企業(yè)信息化

1 前言

隨著微電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能計(jì)算技術(shù)、新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動(dòng)通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展和相互融合，以“物物智能互聯(lián)”為核心的時(shí)代即刻到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)列入我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的核心突破領(lǐng)域。很快，物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)在各行各業(yè)以“智能互聯(lián)”的方式進(jìn)入并改變傳統(tǒng)企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，能幫助傳統(tǒng)裝備制造企業(yè)快速實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展與轉(zhuǎn)型升級(jí)。在新一代信息技術(shù)革命的時(shí)代背景下，“萬(wàn)物互聯(lián)化”、“產(chǎn)品智能互聯(lián)化”、“服務(wù)產(chǎn)品化”步伐已勢(shì)不可擋。

2 國(guó)內(nèi)外技術(shù)概況

國(guó)外物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)作為推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)升級(jí)，社會(huì)進(jìn)步的發(fā)動(dòng)機(jī)，受到全球業(yè)界的普遍重視。其中以美國(guó)、日本、韓國(guó)、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家為代表，啟動(dòng)了以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的"智慧地球"、"U-Japan"、"物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃"等國(guó)家性區(qū)域戰(zhàn)略規(guī)劃，這些國(guó)家的物聯(lián)網(wǎng)的研究工作走在世界前列。如德國(guó)徠卡（Leica）是一家世界領(lǐng)先的顯微鏡和科學(xué)儀器公司，徠卡基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)開發(fā)了Leica RemoteCare智能服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)RemoteCare可以遠(yuǎn)程監(jiān)控顯微鏡及組織處理器、控制軟件版本和更新、遠(yuǎn)程故障預(yù)警和遠(yuǎn)程故障解決等，減少了40%的計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間和33%的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)（一年省去400次現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)），每年節(jié)省超過(guò)50多萬(wàn)美金的成本。

國(guó)內(nèi)自2009年8月溫家寶總理提出“感知中國(guó)”以來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)被正式列為國(guó)家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一，寫入“政府工作報(bào)告”，國(guó)家自然科學(xué)基金、“863”、“973”等都對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)給予了較多的支持。物聯(lián)網(wǎng)已在中國(guó)公共安全、民航、交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能電網(wǎng)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)得到初步規(guī)模性應(yīng)用，部分產(chǎn)品已打入國(guó)際市場(chǎng)，如智能交通中的磁敏傳感節(jié)點(diǎn)已布設(shè)在美國(guó)舊金山的公路上；中高速圖傳傳感網(wǎng)設(shè)備銷往歐洲，并已安裝于警用直升機(jī)；周界防入侵系統(tǒng)水平處于國(guó)際領(lǐng)先地位。近日，中車株所公司已經(jīng)開始應(yīng)用新一代信息技術(shù)大力研究機(jī)車的無(wú)人駕駛技術(shù)，并已取得突破性進(jìn)展。

3 制造業(yè)企業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的必要性

傳統(tǒng)裝備制造業(yè)大都面臨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)日趨飽和、國(guó)際市場(chǎng)逐步擴(kuò)展、競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈的復(fù)雜形勢(shì)，急需引進(jìn)吸收先進(jìn)的信息技術(shù)手段來(lái)促成企業(yè)制造模式、商業(yè)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升企業(yè)管理水平、加速產(chǎn)品研發(fā)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、提高服務(wù)能力，從而快速提升企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力，有效支撐產(chǎn)品“走出去”的發(fā)展戰(zhàn)略。毫無(wú)疑問(wèn)，這一先進(jìn)信息技術(shù)就是以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算為代表的新一代信息技術(shù)，它將幫助傳統(tǒng)裝備制造型企業(yè)從以“產(chǎn)品”為中心的企業(yè)運(yùn)營(yíng)模式向“產(chǎn)品+服務(wù)”為中心的運(yùn)營(yíng)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，逐步實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的產(chǎn)品研制模式和以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的服務(wù)創(chuàng)新模式，助推裝備制造企業(yè)不斷鞏固拓展國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上的“彎道超車”。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用研究探索

由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能實(shí)時(shí)提供產(chǎn)品狀態(tài)、操作情況和環(huán)境數(shù)據(jù)，因而支持控制、維修和升級(jí)產(chǎn)品和系統(tǒng)性能的功能。這種新一代智能互聯(lián)產(chǎn)品打造的功能和生成的數(shù)據(jù)需要我們重新思考企業(yè)應(yīng)用程序和關(guān)聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)，以便優(yōu)化當(dāng)前的業(yè)務(wù)流程，推動(dòng)更好的決策和擴(kuò)大創(chuàng)新領(lǐng)域。

4.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)中的智能互聯(lián)產(chǎn)品模糊了產(chǎn)品和服務(wù)之間的界限，能提供一組同時(shí)為制造商和客戶創(chuàng)造價(jià)值的全新功能，它通常分為三個(gè)層次：感知層、傳輸層、應(yīng)用層。

1）感知層：感知層是最底層，通過(guò)感知層可以采集產(chǎn)品各系統(tǒng)、核心部件等實(shí)時(shí)狀態(tài)及實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)。感知層通過(guò)在車輛核心系統(tǒng)、核心設(shè)備、核心部件中安裝傳感器、RFID、攝像頭、嵌入式系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)車輛數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸。

2）傳輸層：傳輸層是銜接感知層和應(yīng)用層中間環(huán)節(jié)，它主要負(fù)責(zé)將感知層采集的數(shù)據(jù)無(wú)障礙、高可靠性、高安全性地傳送到應(yīng)用層，同時(shí)，將應(yīng)用層下發(fā)的數(shù)據(jù)無(wú)障礙、高可靠性、高安全性地傳送到感知層。如WiFi、4G、北斗等通信方式。

3）應(yīng)用層：應(yīng)用層是將感知層所采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，基于專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行定制開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)功能，以提升產(chǎn)品研發(fā)和服務(wù)能力。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集與管理

通過(guò)RFID、傳感器、視頻監(jiān)控等技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)、安全數(shù)據(jù)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等采集，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品狀態(tài)信息、安全信息、監(jiān)測(cè)信息、操作信息等實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集及傳輸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品狀態(tài)信息、安全信息、監(jiān)測(cè)信息、操作信息等已采集數(shù)據(jù)按不同產(chǎn)品類型、不同型號(hào)進(jìn)行集中管理。

2）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及預(yù)警

采用SDK、Luo Script、OPC、Modbus等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行產(chǎn)品關(guān)鍵系統(tǒng)狀態(tài)和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及預(yù)警，對(duì)產(chǎn)品故障、供電、制動(dòng)安全的監(jiān)測(cè)等信息動(dòng)態(tài)信息監(jiān)控及預(yù)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)操作行為監(jiān)控，比如開關(guān)、扳鍵、按鈕、剎車等操作規(guī)范性監(jiān)控及預(yù)警。

3） 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品運(yùn)行數(shù)據(jù)精確統(tǒng)計(jì)

采用全球定位技術(shù)進(jìn)行各產(chǎn)品總運(yùn)行時(shí)間、當(dāng)日運(yùn)行時(shí)間、總運(yùn)行里程、當(dāng)日運(yùn)行里程、總運(yùn)行故障、當(dāng)日運(yùn)行故障、機(jī)破、產(chǎn)品使用率等精確統(tǒng)計(jì)及分析，這些數(shù)據(jù)可作為產(chǎn)品管理及維護(hù)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

4）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品運(yùn)行數(shù)據(jù)專家分析預(yù)測(cè)

通過(guò)采集的產(chǎn)品實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)各系統(tǒng)重要設(shè)備、重要數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)計(jì)算分析，并根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行各系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備或參數(shù)進(jìn)行趨勢(shì)計(jì)算分析，以實(shí)現(xiàn)各設(shè)備生命周期狀態(tài)、各系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的趨勢(shì)預(yù)測(cè)，以此作為改進(jìn)或提升設(shè)計(jì)的輸入，實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)能力，同時(shí)根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果作為售后進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)的關(guān)鍵性輸入數(shù)據(jù)，減少機(jī)車停機(jī)或故障維修時(shí)間。

5） 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品遠(yuǎn)程協(xié)助服務(wù)及診斷

支持設(shè)計(jì)、售后等跨區(qū)域產(chǎn)品遠(yuǎn)程故障診斷、車輛遠(yuǎn)程維護(hù)、車輛遠(yuǎn)程系統(tǒng)升級(jí)維護(hù)等，大大提升故障問(wèn)題及時(shí)響應(yīng)、備品備件生產(chǎn)等售后服務(wù)能力。實(shí)現(xiàn)企業(yè)專家通過(guò)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員排除和解決故障問(wèn)題。當(dāng)產(chǎn)品軟件需要更新時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接遠(yuǎn)程升級(jí)，產(chǎn)品涉及軟件可以隨時(shí)進(jìn)行維修、更新和增強(qiáng)功能，提升服務(wù)效率、降低成本。

5結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將為產(chǎn)品運(yùn)行建立起多維度可視化監(jiān)控管理模式，不僅能形成產(chǎn)品的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理水平，而且將提升試運(yùn)行工作效率和試運(yùn)行質(zhì)量；能建立“遠(yuǎn)程+現(xiàn)場(chǎng)”專家支持模式，減少持續(xù)跟蹤運(yùn)行全過(guò)程的技術(shù)人員數(shù)量，從而降低產(chǎn)品試驗(yàn)成本，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將為傳統(tǒng)裝備制造型企業(yè)對(duì)產(chǎn)品智能化、服務(wù)智能化管理奠定基礎(chǔ)，能有力支撐起企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，使企業(yè)由單一加工制造模式向“互聯(lián)網(wǎng)+制造+服務(wù)”的新商業(yè)模式轉(zhuǎn)型。

以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)在產(chǎn)品智能化的應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，能讓企業(yè)實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)品從產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品制造到產(chǎn)品運(yùn)行的全生命周期的全盤掌控和管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在產(chǎn)品上的成功應(yīng)用，是產(chǎn)品研發(fā)的一次技術(shù)創(chuàng)新，讓產(chǎn)品更加智能化、互聯(lián)化、產(chǎn)品售后服務(wù)更加快速、敏捷。國(guó)內(nèi)外一些企業(yè)已開始著手引入及推廣物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，增加了在國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)上的品牌影響力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文 獻(xiàn)：

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).百度百科.2017

2劉云浩.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M]北京：科學(xué)出版社.2010