2.2 物联网与制造业变革

2.2.1 物联网

“物联网”是继计算机、internet之后，世界信息产业的第三次浪潮。1999年，MIT Kevin Ashton教授提出了物联网（internet of things, IoT）的概念——物联网是“物物相连的互联网”，是把所有物品通过无线射频识别（radio frequency identi-fication, RFID）、条码与二维码、全球定位系统（global positio-ning system, GPS）等各种信息传感设备及系统与互联网连接起来，形成一个能进行信息交换的巨大智能网络，实现智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理{L-End} [38]。

全面感知、高速可靠传递与实时智能处理是物联网的三个显著特点。

（1）全面感知。物联网建立起物与物之间的连接，因而需要物联网能够感知物，赋予物智能。物联网利用各类传感器和网络即时通信工具，随时随地采集物体的静态和动态信息，通过高速通信网络实施交换信息，使得物与物、人与物之间进行广泛的感知和连接，实现对物的标识、状态感知和快速分级处理，这是物联网根本性的变革，也是人类驾驭物质世界的一次根本性变革。

（2）高速可靠传递。物联网前端传感器采集的信息，要通过高速通信网络，传递到互联网上，为人们所获知，并进行处理。这要求信息能够双向实时传送而不失真。

（3）实时智能处理。对于收集的信息，利用计算机技术，结合无线移动通信技术，构成虚拟网络，及时地对物联网传感器所获知的海量、实时的数据进行控制、通信和信息处理。真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通，使联网的多种物体处于可监控、可管理的状态，实现智能化管理。

物联网正在改变着人类对物质世界的管理模式，主要表现为如下两方面。

（1）物联网让物体具有智慧。通过对物体的实时感知，拓展人类对于这个世界的感知范围，从而使得人类和物体都能够获得更为广泛、真实、实时的信息，从而更好地控制自己的行动，变得更为智慧。

（2）物联网大大扩充了人类的沟通范围。物联网将人类的沟通范围扩展到了物体与物体、人与物体之间。物联网被赋予了人类的智能，通过通信网络，可以建立物体与物体之间的通信，当然也可以让物体与人类之间建立通信。物联网的出现，扩展了人类的沟通范围，可以实现人类与物体之间的“直接对话”。

2.2.2 物联网与制造业变革

物联网和制造业相结合，为传统制造业插上了智慧的翅膀，推动了制造业的技术进步和商业模式进步。基于对环境和自身状态感知能力的各类终端、基于泛在计算网络和移动通信技术等，物联网得以融入智能工业生产的各个环节，提升了人类对制造过程的感知、控制能力，从而提高制造效率，提升产品质量，降低生产成本，减少资源消耗，将传统工业提升到智能工业的新阶段{L-End} [39]。

汽车工业、航空航天、流程工业、石化工业等是最先应用物联网技术的领域，也是当前应用的热点。在制造业领域，物联网被广泛应用到供应链管理、生产过程控制与管理、产品设备监控管理、工业安全生产管理、环保监测及能源管理和产品售后服务管理等方面。

（1）供应链管理——物联网应用于企业原材料采购、库存、物流、分销、零售等领域，通过提升供应链的透明化程度，提升供应链管理和运行效率，减少交易成本，从而降低供应链总成本，提升响应速度。

（2）生产过程控制与管理——物联网技术的应用提高了生产过程监控、设备实时状态参数采集、物料状态侦测、材料消耗监测的能力和水平。生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。钢铁企业应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的实时监控，从而提高产品质量，优化生产流程。

（3）产品设备监控管理——通过各种传感技术与制造技术融合，实现对产品使用过程、环境与工况，以及设备状况的实时动态记录、设备故障诊断的远程监控，及时预测设备可能出现的故障，提醒用户进行预防性维修；开展对设备使用环境的监测，提醒用户根据环境变化调整设备使用方法{L-End} [40]。

（4）工业安全生产管理——把感应器嵌入和装备到矿山设备、油气管道、矿工设备中，可以感知危险环境中工作人员、设备机器、周边环境等方面的安全状态信息，将现有分散、独立、单一的网络监管平台提升为系统、开放、多元的综合网络监管平台，实现实时感知、准确辨识、快捷响应、有效控制。

（5）环保监测及能源管理——物联网与环保设备的融合，实现了对工业生产过程中产生的各种污染源及污染治理各环节关键指标的实时监控。在重点排污企业排污口安装无线传感设备，不仅可以实时监测企业排污数据，而且可以远程关闭排污口，防止突发性环境污染事故的发生{L-End} [41]。

（6）产品售后服务管理——通过将物联网和产品相融合，对产品应用过程进行监测和控制，从而主动发现产品故障，实施预防性维修，提升售后服务水平。