当制造业不断寻求优化绩效的方法时，它就会蓬勃发展，而由于IoT ，提高运营效率变得前所未有的容易。事实上，物联网 (IoT) 开启了一个充满可能性的新世界。通过将各种设备和机器连接到互联网，实现实时数据监控和分析，IoT 有可能彻底改变制造业的运营。
本博客将介绍
- IoT 制造业的四个组成部分
- IoT 制造设备的四个实例
- IoT 对运营效率的五大益处
IoT 制造业的四个组成部分
在制造业实施IoT 有赖于几个关键的组成部分，它们相互配合以创建一个相互关联的高效生态系统。
传感器
这些设备被嵌入到机械和生产线中，用于收集实时数据：
传感器就像IoT 系统的眼睛和耳朵，为分析和决策提供必要的数据。
连接性
蜂窝路由器和嵌入式无线模块等连接设备提供跨设备网络的协议和连接，并促进传感器、设备和系统之间的通信。连接可通过多种方式实现，例如
- 蜂窝通信、Zigbee 和 LoRaWAN 等专业工业通信标准
- 蜂窝网络
- 蓝牙
- 无线网络
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可靠安全的连接可确保数据从传感器无缝流向中央处理器。
数据处理
处理数据是为了提取有意义的见解。数据分析可以通过以下两种方式进行
- 在云中，可以存储和分析数百 TB（甚至更多）的数据
- 在边缘，更接近数据收集源，以实现更快的响应时间并减少延迟。
通常采用先进的算法、人工智能（AI）和机器学习（ML）技术来处理和分析数据，识别模式并在潜在问题出现之前进行预测。
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用户界面（UI）
用户界面将人类操作员与IoT 系统连接起来。精心设计的用户界面通常通过仪表盘或移动应用程序，以清晰、可操作的格式展示处理过的数据。
这样，操作员就可以监控生产流程的状态，接收警报，并根据实时信息做出明智的决策。直观的用户界面对于有效的人机交互至关重要，可确保用户轻松解读数据并对异常情况做出迅速反应。
这四个组成部分共同构成了IoT 在制造业中的支柱，使智能、反应灵敏和高效的生产环境成为可能。
4IoT 制造业设备示例
在制造业中，一些IoT 设备在提高运营效率和生产率方面发挥着至关重要的作用。
智能传感器
智能传感器可监测多个参数，包括温度、压力、湿度、振动和运动。例如，温度传感器可以确保需要精确热条件的制造过程保持在指定范围内。
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与此相反，振动传感器可以检测到机器运行中的异常情况，在故障发生前发出潜在维护需求的信号。
互联机器
这些机器具有嵌入式传感器和通信功能，可以实时传输性能数据和接收指令。
例如，可远程监控的 CNC（计算机数控）机器和 3D 打印机，可通过预测性维护优化生产计划并减少停机时间。
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自动导引车（AGV）和机器人
AGV用于物料搬运，可在工厂车间自动导航，在不同生产阶段之间运输货物。它们依靠IoT 技术遵循最佳路径，避开障碍物，并与其他设备通信，以确保高效的工作流程。
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同样，配备IoT 功能的工业机器人可以高精度地执行重复性任务。您还可以随时重新编程，以适应不断变化的生产要求。
可穿戴设备
当您投资IoT 以提高运营效率时，工厂工人的可穿戴设备也越来越受欢迎。这些设备包括智能眼镜或腕带，可直接向工人提供实时数据和警报，从而提高安全性和生产率。
想象一下，工厂工人佩戴的智能手表或徽章可以跟踪他们的活动水平、位置甚至疲劳程度。这些数据可以输入员工日程安排应用程序。
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此外，智能眼镜还能显示装配说明，减少错误并加快新员工的学习曲线。
另一个例子是环境监控设备，它可以跟踪生产设施内的情况，以确保工作环境的安全和合规性。这些设备可以监控空气质量、噪音水平和其他环境因素，并在条件超过安全阈值时发出警报。
最后，智能能源仪表可实时监控和管理能源消耗。这些设备可帮助制造商优化能源使用、降低成本，并通过详细了解能源模式和识别节约机会，最大限度地减少对环境的影响。
IoT 提高运行效率的 5 大优势
现在，让我们深入了解投资IoT 以提高运营效率的主要好处。
1.实时监测和控制
实时监控是IoT 的基本组成部分。
通过在机械和生产线中嵌入传感器和连接解决方案，制造商可以持续跟踪设备的性能和状况。
在卫生行业，医疗快递服务将从IoT 中受益匪浅。
医疗制造业需要在预算范围内按时向医疗机构交付医疗设备和用品，因此IoT 传感器可帮助实时跟踪货运和交通状况，以优化路线并确保及时交付。
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这些传感器收集各种参数的数据，并传输到中央系统进行分析。反过来，系统管理人员可以立即发现并纠正异常和偏差。
持续监控可确保生产流程顺利进行，最大限度地减少停机时间并提高生产率。在某些情况下，无需人工干预。
例如，如果传感器检测到机器在不理想的温度下运行，系统可以自动调整冷却机制，以保持理想的温度。这种控制水平降低了出现缺陷和浪费的可能性，确保产品符合质量标准。
为了提高运行效率，将IoT 传感器和机器的数据与监控员工的软件结合起来是个不错的主意。
这样就能深入了解员工是如何工作和使用机器的，从而优化工作流程，找出瓶颈，更有效地分配资源。此外，这类软件还有助于质量保证，帮助确保员工遵守安全协议，并有可能减少事故。
2.预测性维护
传统的维护工作是按照固定的时间表或在发生故障后进行的，这样做效率低、成本高。计划外停机对制造商造成的经济损失高达每小时 260,000 美元，每年使整个行业损失 500 亿美元。
IoT-支持预测性维护的系统利用传感器数据在设备故障发生前进行预测。通过分析数据中的趋势和模式（如振动水平增加或不规则的温度波动），系统可以预测机器何时可能发生故障，并向维护人员发出警报。
积极主动的方法可以在最方便的时间安排维护，减少计划外停机时间，延长设备使用寿命。预测性维护可进一步降低维修成本，最大限度地减少对生产计划的影响。
3.库存管理
智能传感器和 RFID（射频识别）标签可以贴在原材料、在制品和成品上，在整个生产过程中跟踪它们的位置和状态。结果如何？更好的供应链管理。
这种详细程度使制造商能够保持最佳库存水平。这样，您就能在需要时随时获得材料，而不会出现库存过多的情况。
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IoT 系统还可以与企业资源规划 (ERP) 系统集成，提供实时数据，帮助更好地进行预测和规划。
例如，如果系统检测到某一特定组件库存不足，它就会自动触发重新订购，防止缺货和生产延误。这种自动化程度可简化供应链运作，提高订单执行率。
4.能源管理
生产设施消耗大量能源，低效使用会导致运营成本居高不下，并对环境造成负面影响。
IoT-能源管理系统使用智能仪表和传感器实时跟踪不同机器和流程的能耗。通过这些数据，制造商可以识别能源密集型操作和效率低下问题。
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通过分析能源使用模式，制造商可以采取措施优化能源消耗，例如在高峰和非高峰时段调整机器设置，或在不使用时关闭非必要设备。
5.加强交流
使用员工应用程序可以改善沟通，简化排班，从而提高生产效率。这些应用程序为信息、公告和反馈提供了一个统一的场所，让每个人都能及时了解情况。
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它们还能帮助工人实时查看和管理他们的日程安排，减少冲突并提高出勤率。这样，员工的工作就会更有条理、更有成效。
总体而言，IoT 正在彻底改变制造业，现在正是时候。例如，哈雷戴维森公司采用IoT 来重新配置生产和改善制造设施的布局，将制造一辆摩托车所需的时间从大约三周缩短到六小时。
制造商正在利用这些实时情报做出更明智的决策、预测维护需求并即时调整生产。
随着这些智能工厂变得越来越复杂，对所有这些连接的端点进行监控变得至关重要。这时，端点监控软件等工具就派上了用场，帮助保持整个网络的可见性。结果如何？更少的停机时间、更好的质量控制和更高的效率。
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如何将IoT 设备集成到制造中
不同的 API 可用于通过开源 API 网关无缝集成各种IoT 设备和系统。这种方法可确保灵活性、可扩展性和成本效益，使制造商能够有效地管理和路由 API 请求。
通过利用开源 API 网关，制造商可以促进IoT 设备与云服务之间安全可靠的通信，简化数据流，并实施自定义流量管理策略。
这不仅优化了性能，还大大减少了停机时间，确保了平稳、连续的运行。采用开源应用程序接口（API）对于释放IoT 在制造业中的全部潜力至关重要，它将带来更周到、更高效的生产环境。
总结
正如我们已经确定的那样，通过投资IoT 来提高运营效率，您可以从中受益：
- 防患于未然，更好地进行预测性维护和预防性质量控制
- 只需极少的人工干预，即可实现复杂工作流程的自动化，从而提高效率
- 降低总体成本
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关于作者
Ryan Robinson 是一位博主、播客和（正在恢复中的）副业成瘾者，他在IoT 网站上向每月 50 万读者传授如何开设博客和发展盈利性副业。 ryrob.com.