如今，IoT 与制造业的融合正在改变着整个行业，并推动着大规模的数字化转型。从利用机器人和 "协同机器人"（人/机器人协作）实现制造自动化，到预测工厂车间的设备故障和追踪仓库中的资产，工业IoT 是未来制造业的核心。在本文中，我们将介绍IoT 在制造业中的不同使用案例，并讨论未来的发展趋势。
IoT 制造业
如今，各行各业都在利用物联网 (IoT) 来优化流程并使之自动化，利用边缘处理的强大功能，并从整个网络中获得可操作的洞察力。制造业也不例外。IoT ，企业可以利用更快的网络、更智能的设备和更先进的边缘技术。这些技术结合在一起，为工业 4.0 的功能铺平了道路。继续阅读，了解IoT 在制造业和智能工厂中的应用和优势。
IoT 对制造业的影响
工业机器人凭借其准确性、精确性、耐久性和速度，已成为工厂车间的常见设备。现在，制造商可以通过将工业机器人连接到IoT 设备来扩大其影响力。互联制造IoT 传感器使机器能够相互通信、共享数据并自主协调活动。通过在机器之间共享数据，IoT 设备提高了机器人的效率和生产率，同时还改善了安全性并减少了计划外维护。
以下是IoT 对制造业的一些主要影响：
- 效率和生产力：根据麦肯锡的一份报告，到 2025 年，IoT 在制造业中的应用有可能每年创造 1.2 到 3.7 万亿美元的经济效益。
- 预测性维护：德勤的研究表明，通过IoT 技术实现的预测性维护可将设备故障率降低 70%，维护成本降低 25%。
- 能源和可持续性：在制造业中使用IoT 可以减少能源消耗。例如，便携式厕所制造商 Armal 发现，对生产线的实时IoT 监控有助于将机器的能源成本降低近 40%。
- 供应链优化：如今，78% 的供应链领导者正在寻求技术解决方案，以提高运营效率、改善生产和交付速度，并使重复性任务自动化。
IoT 在制造业中的优势
IoT 对制造业有许多可衡量的好处。自动化制造系统旨在以最少的人工干预协调复杂的工作流程。这些系统利用机器人、人工智能（AI）和智能边缘设备等尖端技术来优化生产周期的方方面面。通过无缝集成不同的组件和流程，自动化制造系统大大提高了效率和灵活性，使企业能够满足不断变化的市场需求。
以下是IoT 在制造业中的一些主要优势。
提高运行效率
通过实施IoT 解决方案，制造商可以实现更多流程的自动化，检测异常情况并减少错误，从而提高运营效率。IoT ，使工业机器人能够利用传感器、摄像头、无线设备和边缘计算自主运行，执行装配、缺陷检测、分拣、堆垛和路由等任务。智能自动化可收集有关机器性能、库存水平和其他指标的数据，从而使制造商能够优化流程并做出数据驱动的决策。
防止意外停机
机器停机会严重影响制造企业的生产力。一份分析报告指出，82% 的公司经历过计划外停机。根据欧洲、中东和非洲工业组织（Industry EMEA）的数据，这些意外停机事件每小时可导致制造商损失高达 26万美元，而这些问题每年导致制造商损失约 500 亿美元。物联网工业应用依赖于先进的传感器，这些传感器可以监控设备的运行参数，如温度、振动、电气指标和设备故障的特定指标，从而在故障发生前进行预测。
提高质量和减少缺陷
数字化转型和智能制造流程可对质量改进产生巨大影响。利用摄像头、传感器、人工智能和机器学习，机器人系统可以比人眼更快、更准确地监控产品质量，检测缺陷并迅速做出反应。根据麦肯锡的一份报告，数字化和自动化使制造业的总体偏差降低了 65% 以上。通过快速反应，制造商可以避免因产品缺陷而召回产品，从而提高客户满意度。
提高安全性
自动化降低了与体力劳动和危险任务相关的事故和伤害风险，从而提高了工作场所的安全性。自动化系统严格遵守安全标准和法规，减少人为失误的可能性，确保符合行业准则和协议。如今，制造企业正越来越多地投资于可穿戴技术可穿戴技术解决方案，如支持IoT 的智能眼镜和背心，以支持更好的重物搬运姿势，并对危险行为发出警报。
降低成本
自动化减少了对重复性或劳动密集型任务的人工干预需求，这不仅能最大限度地降低劳动力成本，还能让人类员工腾出手来，专注于解决问题、创新和流程优化等价值更高的活动。
此外，由于工业设备的维护占总成本的近70%，因此运营效率和预测性维护至关重要。工业IoT技术具有显著的优势，如改善远程故障诊断，减少无需维护时的服务呼叫次数。最后，通过使用联网设备和先进的管理平台，操作员可以远程管理操作，包括远程带外管理。
可扩展性
与扩大或缩小人员规模的传统方法相比，自动化系统具有内在的可扩展性，能够适应不断变化的生产要求和市场动态。无论是提高产量还是丰富产品种类，自动化系统都能让制造商快速有效地应对不断变化的业务需求，保持竞争力和灵活性。
IoT 制造业用例
制造业经常要面对供应链冲击、人才短缺、通货膨胀影响和地缘政治不稳定等问题。最终结果是，制造商必须不断寻求降低成本的方法，并利用技术优化产出，以管理复杂性和动态条件。这就是智能制造可以提供帮助的地方，也是为什么 IoT 在制造业中的 顶级用例包括自动化、预测性维护、质量控制和供应链优化。以下使用案例说明了制造业中的一些关键IoT ：
用于车间和现场的智能工厂IoT
从自动化到预测性维护，一切都始于传感器、摄像头、机器人和智能设备，例如 嵌入式系统模块 和 高速 5G 蜂窝路由器.在智能工厂自动化中，这些技术与人工智能和机器学习相结合，驱动着产品组装、包装和供应链流程。
IoT 用于制造业的传感器与智能设备一起捕捉车间机器数据，如温度、电压、振动、湿度等，用于预测性维护。这些数据在边缘进行处理和分析，然后通过无线网络将关键报告数据传输到云端。当检测到异常情况时，边缘系统可以拉出有缺陷的物品、停止机器或采取其他措施。这些措施包括预测故障并向操作员发送警报或服务单，以便安排维护。
智能工厂的另一个关键进步是数字双胞胎的使用。这些模型可支持工厂设计、自动化规划、工作流程等，使制造商能够在将复杂的机械和操作应用于实际生活之前将其可视化。请参阅我们的博客，了解数字孪生实例。
以下是一些智能工厂使用案例和个案研究。
- 在工业自动化中降低劳动力成本- 霍尼韦尔公司为航空航天业开发新一代技术。公司将自动化应用于生产和仓储，以降低人力成本，提高利润率。从在生产过程中输送物料的输送系统和控制装置，到用于配送流程的分拣包装系统、装载机、码垛机械和机器人，霍尼韦尔为工业 4.0 提供了广泛的解决方案。
- 降低造纸和纸浆 行业 的维护成本--造纸和纸浆生产设备公司 Artesis 采用了一种预测性维护方法，利用IoT 传感器收集设备数据，并在故障发生前进行预测。该公司的维护成本降低了 20%，生产效率提高了 10%。
- 保持休闲食品制造业的生产运行- Frito-Lay 是最著名的休闲薯片品牌之一，生产包括 Lays、Ruffles、Cheetos 和 Doritos在内的流行零食。其实时设备健康监控程序可在故障发生前预测故障并制定维护计划。
按需查看 边缘工业IoT ：远程访问关键基础设施
制造IoT 实现供应链优化
从包装消费品到化肥、宠物食品和设备，所有制造业都依赖于供应链。货物在供应链中的流动是一个复杂而富有挑战性的过程，因为制造商要应对各种运输和库存挑战。
根据德勤和制造商联盟的一项调查，56% 的调查参与者认为零部件短缺是一项关键的运营挑战。得益于IoT ，制造业的供应链经理可以应对其中的一些挑战。事实上，在德勤的调查中，76% 的受访者计划依靠数字供应链工具来提高供应链的可视性。
以下是IoT 在智能工厂和智能制造中帮助优化供应链、提高可视性、跟踪和效率的一些方法。
- 资产的预测性维护- 为了减少运输延误的影响，供应链经理可以依靠IoT 传感器和机载通信设备来监控卡车、轮船和飞机，以便在它们发生故障前发现维护问题。
- 车队管理-IoT 使运输物流经理能够识别车队中的瓶颈，这是整个生产流程的一个重要方面。
- 库存管理- 制造商可以使用IoT 传感器来优化库存水平，从而始终拥有生产所需的组件。
自主移动机器人
Seegrid 是一家自主移动机器人制造商，它采用了先进的联网摄像头和激光雷达传感器，能够在仓库环境中安全地完成危险的重复性任务。
实时监控库存水平
如今，先进的库存管理系统利用自动化和机器人技术改进了仓库、配送中心甚至零售店的库存跟踪。通过实时访问库存，管理人员可以做出更好的决策，优化库存水平，确保库存充足。
监控货物在运输途中的状况
为确保质量并满足严格的合规要求，制造商和运输公司可以使用IoT 传感器和通信设备来监控运输中的货物，并报告温度和其他情况。
用于远程操作的物联网
工业IoT 可为企业的设备网络提供洞察力，无论是生产设施、大型工业综合体，还是自动驾驶汽车和无人机等移动资产网络。
IoT 管理平台提供了实时监控运营的能力，远程团队就有了生产和工业流程的耳目，可以监控资产位置、执行情况、工作完成情况、运行正常时间和许多其他因素。
这一功能还能在指定条件下发出即时警报，简化分析和报告，从而带来一系列好处：
- 快速洞察- 制造业中的 IIoT 为操作员提供了整个网络的可视性
- 更快的响应时间- 来自网络边缘的数据可对生产过程中任何一点的指标做出快速响应
- 远程监测和控制- 远程控制设备使操作员能够实施自动干预，例如调整流量和体积、获取故障排除知识以及远程重启系统
资产跟踪
在 GPS、RFID 和其他无线技术等实时定位技术的帮助下，制造商可以迅速确定车队车辆、设备和材料等资产的位置。
仓库管理
IIoT 传感器技术最强大的应用之一是能够跟踪物料和组件的状况，而不论其在供应链中处于哪个位置。通过自动警报，操作员可以在库存中断时立即收到通知，从而在问题影响生产之前采取行动。
能源监测
优化能源是工业IoT 的一个关键用例。通过将IIoT 连接到机械、暖通空调系统和其他使用大量能源的设备，制造商可以优化能源消耗，不仅节约成本，还能实现去碳化目标。
IoT 制造业面临的挑战
显然，IoT 为制造业提供了巨大的价值。合适的IoT 解决方案提供商可帮助应对这些挑战，确保您的部署可扩展、安全并与现有基础设施集成。以下是制造商在实施IoT 系统时应考虑的几个主要挑战：
- 安全性-安全性仍然是工业IoT 系统面临的最大风险之一。入侵工业IoT 环境的黑客可能会窃取或修改关键的流程信息，从而可能危及产品质量。对于国防、医疗保健和关键基础设施等高度管制行业而言，这些问题至关重要。如果IoT 设备没有得到适当更新，攻击者就会带来从业务中断到对收入和声誉造成巨大影响的风险。
- 互操作性-IoT 平台和协议受一系列标准的制约，这意味着制造商、系统集成商和组织在将IoT 设备集成到现有 IT 系统时，必须管理互操作性问题。
- 数据隐私- 将IoT 传感器连接到互联网后，制造商将立即面临网络威胁，从而产生潜在的数据隐私风险。
解决其中一些挑战的办法之一就是专用网络。如今，随着企业寻求在自己的网络内锁定安全并提高服务质量，专用网络越来越受欢迎。
IoT 制造业解决方案
IoT 为制造业提供的解决方案构成了现代制造运营的支柱，实现了从流程自动化到预测性维护的所有功能。Digi 全面的无线连接解决方案可与基于云的集中式软件系统无缝集成，因此制造商可以即时获取来自工厂车间运营的信息。无论是监控设备还是发送固件更新，DigiIoT 制造解决方案都能帮助企业大幅降低维护成本，同时提高生产率。
Digi 高性能蜂窝路由器
Digi 自 1985 年以来一直是连接解决方案的提供商，支持企业在从工业运营到医疗应用和应急响应等最苛刻应用中的关键任务需求。
IoT ，我们最新推出的解决方案之一是Digi IX40，这是一款专为工业 4.0 用例打造的5G 边缘计算解决方案。该解决方案支持全球 5G 和 LTE，并通过了全球主要运营商网络的认证。此外，它们还支持Digi Containers ，可在边缘实现功能强大、经济高效的应用。
面向开发人员的 Digi 嵌入式系统
在制造市场上，为IoT 设计解决方案的原始设备制造商需要一系列嵌入式解决方案。Digi 提供两个完整的开发商生态系统：
- Digi XBee® 生态系统包括无线通信模块、工具和服务：Digi XBee 模块经过预先认证，易于部署，可使用 Digi XCTU® 和Digi XBee Studio 等本地工具进行快速配置，或使用Digi Remote Manager 进行全网部署。
- 由系统模块、工具和服务组成的Digi ConnectCore® 生态系统。Digi ConnectCore 广泛的产品包括 SOM、SBC、代码库、安全和远程管理服务等。功能强大的Digi ConnectCore SOM 融合了最新的边缘计算技术、快速开发和上市时间，以及一整套工具和资源，可实现可扩展性设计并易于维护。
Digi IX15IoT 网关和蜂窝路由器
由于环境条件恶劣，一些工业制造流程对IoT 通信提出了独特的挑战。Digi IX15是一款工业级IoT 网关，具有 1 类 2 分区部署认证和专为恶劣环境设计的坚固外壳。它可与Digi XBee 生态系统和Digi Remote Manager 无缝集成，无论您部署的是数十台还是数千台设备，都能提高效率。
Digi Connect 传感器+ 配备Digi Remote Manager
Digi Connect Sensor+ 配有Digi Remote Manager ，非常适合在不便于供电的恶劣环境中进行远程监控。Digi Connect Sensor+安装简便、性能可靠、数据用量低，是在IoT 之前成本高昂的地区进行远程监控的理想解决方案。
与 Digi 一起加入IoT 制造业的未来
从改进流程控制和制造自动化到机器人技术，IoT 在制造业价值链的各个环节都能提高效率和生产力。然而，在制造业中实施IoT 需要专业知识。因此，与专家合作非常重要。
Digi 自 1985 年开始提供无线通信服务，发展至今，其应用范围已覆盖整个IoT 。随着制造商准备迎接更加数字化集成和互联的未来，效率和生产力有望得到惊人的提高，他们需要安全、可靠和可扩展的解决方案。这正是 Digi 可以提供帮助的地方。我们的全套网络基础设施、连接和远程管理解决方案可帮助制造商实现他们所设想的效率和生产率，迎接制造业IoT 的未来。
IoT 智能制造常见问题
IoT 如何用于制造业？
在制造IoT 环境中，术语IoT 指的是整个制造作业中的传感器和设备网络。想想机械、仓库机器人、车辆和库存都在通过嵌入式设备、路由器和无线网络发送和接收数据。随着一切都通过高速 5G 网络连接起来，我们看到一个全新的智能工业IoT 世界正在出现。
IoT 和智能传感器能为工厂解决什么问题？
当制造商过渡到使用IoT 分析技术时，他们就会发现许多优势，例如能够发现趋势、立即采取行动以减少故障，以及深入了解如何优化运营。因此，通过传感器和数据分析，IoT ，全面提升了工厂的价值。
IoT 设备如何最大限度地减少制造厂的停机时间？
预测技术有助于检测潜在故障，使操作员能够在设备故障发生前安排维护，从而消除计划外停机时间。这样，设备在生产过程中发生故障的可能性就会降低，从而最大限度地减少停机时间。
IoT 如何改善制造业的人身安全？
制造业中的物联网利用传感器检测不安全的操作条件，并在事故发生前向工人发出警报。从紧急按钮和智能报警器到智能灯和IoT 可穿戴设备，IoT 设备以多种方式帮助人们远离工厂车间的潜在危险。
IoT 如何改进制造业的预测性维护？
在IoT 和制造业中，预测性维护可通过提高设备效率和最大限度地降低维护成本来提升直接价值。有了IoT ，数据收集可为预测性维护提供更高级的使用案例。
IoT 如何颠覆航空制造？
IoT ，航空航天制造装配线上的监测和控制工具可将质量和生产率提高 30%。IoT 和配套的先进算法甚至可以帮助优化飞机生产中的能源使用，将能耗降低20%。
制造商如何优化印刷电路板，实现更好的IoT 设计？
每个IoT 设备都有一个印刷电路板（PCB）。为了优化印刷电路板以实现更好的IoT 设计，制造商应仔细考虑传感器的位置，以保持信号的完整性。在设计和制造IoT 设备的电气和机械工程方面，应考虑从所用材料到应用类型的所有因素。
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