中国国际工业装配及传输技术设备展览会/中国国际智能工厂及自动化技术展览会
2024.08.01-03 北京·中国国际展览中心(顺义馆)
工业物联网(IIoT)代表了一个全新世界的潜力,在这个世界上,一切都更加高效、可测量和可控,工业物联网将物联网框架应用于制造业。
通过新的互联网连接设备获取的数据可用于提高效率、实时决策、解决关键问题,并最终创造新的创新体验。然而随着越来越多的设备相互连接,公司正面临越来越多的碎片化和新的挑战,为了获取和利用数据的力量,他们需要解决方案来提供可互操作的端到端协作,从而在互联网和设备之间架起桥梁,同时驾驭即将到来的创新浪潮。
这引发了一波老公司(如微软、IBM、英特尔等)和许多年轻公司(帕兰蒂尔、特斯拉等)为上述挑战寻找解决方案,并将其转化为愿意收获IIoT带来的机会的公司的产品。他们正在开发IIoT产品和解决方案(智能网关、集成数据的电子平台等),以提供简化集成、降低开发成本和加快上市时间的基本构建块。毕竟,这一切归结为更好更快的决策。从设备到数据中心,这些解决方案将包括支持广泛垂直集成市场的能力,如能源部门的工业控制,其中设备在具有极端安全要求的领域中运行。
对于能源公司而言,这可能导致更好、更广泛的选择阶段,以适应新能源、更好的资产效率、更高的可靠性、更高的安全性以及新商业模式和服务的解锁。随着城市化进程的加快,商业模式要求更高的效率,能源公司需要在开发新解决方案、优化现有资产管理的同时扩大产能。当涉及到我们如何管理能源和水的输送和使用,或者我们如何管理我们的城市时,肯定有巨大的改进空间。正在进行的私有化以及股东、利益相关者和监管者的参与已经将市场转变为一个激烈竞争和为提高效率而斗争的空间。投资者、监管机构和客户对社会责任和可持续性日益严格的审查,给公用事业提供商带来了巨大的压力。当然,资本支出方面也有压力,需要更新或完全更换老化的电网和老电厂,以消除能源分配和发电方面的瓶颈。最重要的是,随着电动汽车领导者转变交通方式,对充电网络的需求激增,这将给电网带来负担。特斯拉已经在全球扩展其现有的增压器网络。智能城市、智能电网和新的能源生产和运输方法的引入正在由IIoT塑造。它使智能公用事业服务能够以可持续性为目标进行监控和管理。
在未来几年,电网向基于数字和IIoT解决方案的智能电网的转型将是公用事业公司和能源供应商的生死攸关的问题。智能GID可以为上述挑战提供经验证的解决方案,但转型并不容易。它需要对可用的数字技术和硬件进行广泛评估,以找到安全性、可管理性、可靠性和灵活性的正确组合。IIoT能源运动旨在将连接性集成到设备和设备中,将这些设备连接到智能网络,并使用数据分析从中提取有意义和可操作的见解。一个指示性的例子是,发电公司将IIoT传感器嵌入风力涡轮机叶片,以控制其速度、旋转和功能,实时响应不同的风况。智能电网和IIoT解决方案的最大价值在于,它们有助于实现现有数据的潜力,并将其收集起来,以实现自动化、更好的决策并最终提高效率。一些更具体的解决办法是:
如上所述,IT行业的一些主要参与者已经在快速、激烈地将IIoT转变为能源行业的业务。整体IIoT和技术集成解决方案中最突出的一个是技术公司中的巨头微软。作为微软宣布到2030年将实现碳负排放的一部分,他们已经确定能源的使用将促进人类的繁荣。他们投入了10多亿美元,成立了关键团队,致力于如何加快碳减排的发展,改进碳去除技术。Azure IoT团队继续致力于开发能够交付新解决方案并使客户能够采用数字化的工具。微软与欧洲最大的电力和热力生产商和零售商之一Vattenfall的合作,说明了他们如何利用可再生能源为瑞典新的数据中心地点供电。用他们自己的话说,微软团队在其网站上概述了他们物联网能源组合中的一些服务:
电网资产维护
可视化您的电网拓扑,从电网资产收集数据,并定义触发警报的规则。然后使用这些洞察预测维护并提供更多安全监督。通过监控设备的性能和状况,防止故障并避免关键停机时间。
能源优化和负载平衡
平衡能源供需,缓解电网压力,防止严重停电。避免昂贵的基础设施升级,并通过使用分布式能源来推动能源优化,获得灵活性。
远程维护和维护支持各种充电速度和车辆类型的电动汽车(EV)充电点。通过激励车主和创造新的能源使用可视性,使拥有和操作电动汽车变得更加容易。
排放监测
近实时监测排放,使您的排放数据更容易获得。通过启用温室气体和碳核算和报告,努力实现可持续性目标和清洁能源的采用。
要过渡到IIoT环境,数据收集是必不可少的。Palantir是即将到来的AI和Dara应用领导者之一。Palantir Technologies是一家专门从事大数据分析的美国公共软件公司。他们最初的客户是美国联邦机构(从中央情报局到国家安全局,从国防部到能源部),但最近他们扩大了目标客户群,为其他国家的机构以及金融、医疗和能源部门的私营公司提供服务。它们的附加值是多层软件,该软件在其平台中获取可用数据,并生成带有决策节点的可视集成网络,从而增强用户有效决策的能力。据Palantir称,他们为私营公司提供的最突出平台是Foundry“集成和转换PB级的数据,从传感器和物联网到第三方源和内部数据集。该平台维护完整的数据沿袭,并实施细粒度访问控制,以确保数据完整性和安全性。数据集成后,Foundry将解锁连接整个企业用户的操作、模拟和分析。”
特斯拉在数据和持续优化方面的一个令人惊讶的非常强大的参与者也是特斯拉。他们有一个专门的能源部门,专注于家用太阳能电池板和其他服务。他们的愿景仍然是加速向一个没有化石燃料的世界过渡,他们的计划仍然是从一开始就改造能源网。他们的太阳能电池板和太阳能屋顶部分为客户提供了减少对电网的依赖,以最低的价格购买太阳能,并完全控制电力输入/输出。通过太阳能屋顶,以及特斯拉Powerwalls(另一种特斯拉能源产品),特斯拉汽车和最终的特斯拉软件公司提供了一个完整的方法来控制他们的能源印刷广告,有可能重新定义他们与电网的关系(通过出售回收的太阳能)。
特斯拉的虚拟发电厂(VPP)理念是将能源信息、IT和IIoT元素结合在一起的一个很好的例子。分布式计算和IIoT帮助特斯拉确保了网格弹性,并解决了特斯拉工程师面临的一些主要工程问题。特斯拉的两位著名工程师Colin Breck和Percy Link在最近的一次会议上分享了他们的想法,讨论了如何重新构想更智能的电网以及如何实现这一目标。他们的方法包括通过开源技术构建巨大的弹性。最大的挑战之一是可再生能源的整合,这使得供需计算复杂化。失去一定程度的控制,发电变得更加难以预测,因为你不能仅仅依靠天气预报(风能或太阳能)。答案可能是更好的电池技术,特斯拉在这个领域也是一个突破性的领导者。在风能和太阳能已经很普遍的情况下,电池可以缓解这些挑战。它们可以有效地储存能量,然后释放,满足额外的需求。布雷克和利克的想法听起来可能很疯狂,涉及到制造整个工厂大小的巨型电池,但他们也建议使用小型家用电池,通常用于私人太阳能发电或备用电源。这与特斯拉更大的智能电网理念更为相关。这可能会通过VPP彻底改变并取代实际的发电厂。整个想法依赖于分布式能源(电池),这是一个结合风能和太阳能发电机的例子。这种通过软件连接并通过高级分析增强的分散网络的优势将是巨大的,其主要要素是成本效益和灵活性。
在特斯拉的VPP愿景中,数字孪生模型代表了各种物联网(IoT)元素。数字双胞胎建模软件基于两个基本的开源项目:Kubernetes和Akka。Breck澄清说,Akka和Kubernetes的结合是必不可少的,因为前者可以处理更大的故障,后者可以处理较小的故障(或需要精细的方法)。例如,当一个系统操作员需要对单个站点进行建模时,Akka会将该诊断探针扩展到数千个站点。他接着指出了物联网采用的主要挑战点,并谈到任何物联网系统的内在不确定性是必须接受并最终接受的。
另一个例子是西门子。在新兴的数字化时代,零停机时间操作正迅速成为常态。为了将意外停机的风险降至最低,操作员必须找到一种方法来分析配备IIoT的工业机械的数据输出,以便在潜在问题发生之前识别并找到解决方案。西门子MindSphere是一个开放式物联网操作系统,使您能够安全地吸收和分析来自产品资产和其他IIoT机器的数据。MindSphere是一个可扩展的工业端到端解决方案,它利用功能强大的工业应用程序连接资产,并提供可操作的见解,最大限度地提高整个企业的生产力和效率。
根据Reportlinker.com的数据,2021-2025年,全球IIoT市场预计将增长4212.8亿美元,预测期内复合年增长率为33%。
他们关于工业物联网(IIoT)市场的报告提供了整体分析、市场规模和预测、趋势、增长驱动因素和挑战,以及涵盖约25家供应商的供应商分析。该研究提供了有关当前全球市场情景、最新趋势和驱动因素以及整体市场环境的最新分析。工业自动化的增长和数据驱动的业务成果在工业部门的重要性日益增加推动了该市场的发展。此外,工业自动化的增长预计也将促进市场的增长。
报告还指出,越来越多的人关注提供端到端服务,这是未来几年推动工业物联网(IIoT)市场增长的主要原因之一。
此强大的供应商分析旨在帮助客户改善其市场地位,与此一致,本报告提供了几家领先的工业物联网(IIoT)市场供应商的详细分析,其中包括ABB有限公司、思科系统公司、通用电气公司、霍尼韦尔国际公司、英特尔公司、国际商业机器公司、罗伯特·博世股份有限公司、罗克韦尔自动化公司、西门子公司和横河电气公司。此外,工业物联网(IIoT)市场分析报告还包含了影响市场增长的未来趋势和挑战的信息。
IIoT的欧洲市场潜力
促进从发展中国家进口的中心CBI表示,物联网解决方案的欧洲市场正在增长。德国、英国、法国、意大利、西班牙和荷兰正在引领欧洲物联网的采用,但东欧国家和北欧国家也在紧随其后。消费者和商业物联网都提供了机会,尽管专业化可能提供竞争优势。家庭、医疗和金融部门是物联网采用的领跑者,熟练专家的短缺继续推动外包。
2019新冠疫情爆发已影响到所有欧洲国家。虽然物联网网络基本上没有受到影响,但随着新项目的搁置,IIoT解决方案的投资有所下降。然而,欧洲的许多公司现在也看到了IIoT的重要性,并越来越了解它能带来的好处。从长远来看,预计新冠疫情只会增加欧洲IIoT解决方案的需求。
Vodafone 2019新冠疫情研究表明,84%的公司开始采用物联网技术,发现它们对疫情期间的功能有积极影响。同样的研究表明,越来越多的企业正在转向物联网,以帮助他们在面对不可预见的事件时成长和适应。
根据IDC的《全球物联网支出指南》,2019年,欧洲占全球物联网支出的23%。这使得欧洲成为仅次于亚太和北美地区的第三大市场,分别占全球物联网支出的35.7%和27.3%。到2024年,欧洲预计将占全球物联网支出的25%。北美和亚太地区的年增长率将分别低于11%和13.2%。
我们确实经历了一个有趣的时代,未来似乎比以前更近了,这主要归功于那些致力于创新和突破的公司。有一种说法是,现代问题需要现代解决方案,但这并不一定适用于这种情况。我们有一个来自未来的老问题和解决方案,我们只是希望它们很快会发生碰撞,为地球和整个人类提供最好的结果。