工业4.0漫谈（五）：物联网在生产制造中的应用
本文紧接上篇《工业4.0漫谈（四）：IIoT在资产管理中的应用》，谈一谈物联网在生产制造中的应用。根据IDC的一项研究，预计2021年全球在物联网的投入将超过10000亿美元，其中制造业占据27%，为最大份额。具体而言，IIoT可用于生产制造的以下方面：
设备利用率监控
基于状态监测的产品质控 人员安全监测
设备利用率监控
根据ITIF的研究报告，截至2025年，IIoT在设备利用率监控方面的应用将提升生产效率10-25%并由此创造18000亿美元的经济价值。IIoT的应用为企业提供了实时的设备利用数据，由此可以获知每个生产节点的详细情况。
要监控设备利用率，首先需要通过传感器、SCADA或DCS系统获取设备运行参数，比如运行时间、运行速度、生产效率，等等。这些数据被实时采集并传输到云端，经处理后生成设备利用率KPI信息（TEEP，OEE，待机时间，等等）。数据分析结果将通过网页或app可视化的呈现给员工。
BC Machining LLC是一家位于美国北卡罗来纳州的金属配件厂商，他们就有这样一套监控方案，用于提升生产效率、优化数控机床的利用率。
基于状态监测的产品质控
产品质量监测可以有两种途径：一是对生产流程中的在制品进行检测，二是对生产设备的状态进行监测。前者是更直接更准确的方法，但以下不足影响了其适用性：
? 在制品检测仅适用于离散制造
? 需要投入大量人力和时间，成本高昂
? 该方法不可能检测每个流程步骤，因此无法提供全面的信息
后者通过监测设备状态（速度、振动等）和环境参数（湿度、温度等），判断这些参数是否在正常范围内。如果传感器读数正在逼近某个可能导致产品缺陷的临界点，系统将发出警报并给出行动建议，从而将缺陷产品的数量降至最低。
Maastricht Mill是一家荷兰纸制品公司。他们借助IIoT对产品进行质控。他们在各主要生产设备上布置了大量温度和振动传感器，结果是极大减少了低质产品的产出。
厦门汇利伟业则将3D技术、VR技术与IIoT及大数据结合，帮助大型制造企业实现设备状态的3D可视化集中展示和实时监控，有效提升了工厂管理水平。
人员安全监测
根据国际劳工组织的报告，每15秒钟就有151名工人在经历工作相关的事故或意外。工业物联网提供的解决方案将帮助企业解决生产中的安全问题，每年因此节约2200亿美元。
在采矿、能源、交通等行业，工人们开始佩戴RFID标签用于采集他们的位置信息，他们还通过各类可穿戴传感器收集心率、体表温度、皮肤电反应等数据。这些数据与工作环境数据一起上传到云端用于分析，以侦测各种异常行为模式，比如突然的垂直移动、不正常的心率，等等。这可以防止或及时发现员工摔倒、劳累过度或其它伤害。比如，当发现员工出现体表温度升高、心率加快并且一分钟没有移动这样的模式时，可能意味着该员工正在遭受过热。这种情况下，IIoT安全监测系统将通过移动app通知员工的安全负责人（经理或医生）。
基于IBM的Watson IoT，Nation Waste的安全监测系统使用了多种传感器监测员工状
态，其中包括加速计用于监测移动、热传感器和心率传感器用于侦测过热和疲劳。这套系统帮助Nation Waste减少了工伤数量、降低了严重程度，同时将利润提升了40%。
工业4.0漫谈（五）：物联网在生产制造的应用
