层峰观点：释放工业及商业物联网的潜力加速应用落地

时间： 2024-09-19 来源：SILICON LABS公众号

技术问答

如何利用工业4.0的数字化转型来增加产能、减少停机时间、降低成本和推动未来的增长呢？答案或许就在于发挥工业和商业物联网的力量。对此，SILICON LABS（芯科科技）资深副总裁兼工业和商业物联网产品总经理Ross Sabolcik近期撰写一篇应用趋势文章，以宏观的维度来说明如何推动物联网技术于工业和商业领域的应用落地，并分享多个基于芯科科技解决方案的客户成功案例，如智能照明控制系统、电子货架标签（ESL）、资产追踪和工厂监控设备等。

我们所处的第四次工业革命通常称为工业4.0，先进技术正在重塑制造业与商业格局。机器之间互相沟通、机器人四处奔走和工厂几乎可以自行运转的构想似乎不再像是一个科幻概念。

在第四次工业革命中，数字世界和现实世界正在融合以改善工业和商业（I&C，industrial and commercial）领域。物联网（IoT）在这场革命中扮演着重要角色，其颠覆了全球经济的每个层面，并为生产、管理和治理体系的全面改造奠定基础。

到2025年，工厂与零售业的年度经济影响预计将达到1.6万亿至4.9万亿美元。随着连接技术的进步为整个工商业的创新应用场景打开新的大门，我们可以越来越明显地看到物联网不断增长的潜力。

尽管无线网络技术突飞猛进，企业却因一些运营挑战而无法使效率和产能得到最大的提升。在工业和商业领域中，很多企业都面临着大量的停机时间、生产延迟、高运营成本、低能源效率和流程效率低下等问题。

那么，我们如何利用工业4.0的数字化转型来增加产能、减少停机时间、降低成本和推动未来的增长呢？答案或许就在于发挥工业和商业物联网的力量。

什么是工业和商业物联网？

工业物联网是把智能技术与传感器集成到工业领域中，以便能够收集和分析数据来优化流程、改善工人安全、提高能源效率、改善产能和预测潜在问题。要应对全球竞争，在获取新商机和确保可持续运营之间取得平衡，IIoT是不可或缺的。

商业物联网包括互联设备和技术在商业领域的应用，在商业领域中集成数字化解决方案旨在提高零售效率、减少劳动力成本以及打造出无缝的全渠道体验。智慧零售技术的这些进步正在帮助改变传统的经营模式，并为全球各地的企业提高整体盈利能力。

诸如此类的设备或许听起来遥不可及，但很多设备现今都已存在，并已运用在越来越多的工业和商业应用中。在商业领域，设施管理者在做物业升级时，为达到经济高效，通常会使用INGY智能照明控制系统这样的商用照明设备，该系统将传感器集成到灯具中，不需要额外投资基础设施，就能实现各种智能楼宇服务。

INGY智能照明控制：https://cn.silabs.com/applications/case-studies/ingy-enhances-smart-lighting-control-with-wirepas-and-silicon-labs

零售商也在采用电子货架标签（ESL）设备，如RAINUS InforTab，以实现整个商店的标价自动化管理，并通过省去冗长的人力劳作时间来减少运营成本。此外，诸如Zliide Intelligent Tag等资产追踪设备则能针对商品的移动情况，为时装零售商提供极为精确的定位信息，进而改善用户体验。

RAINUS电子货架标签：https://cn.silabs.com/applications/case-studies/electronic-shelf-label-technology-improves-retail
Ziilde蓝牙安全标签：https://cn.silabs.com/blog/iot-hero-zliide-brings-virtual-shopping-experience-into-retail-stores

当然，商业领域并非资产追踪设备唯一的应用领域。机器制造商和承包商也能使用Trackunit Kin标签这样的资产追踪设备，通过一个简单的平台来帮助连接整个施工车队，从而减少停机时间和资产管理的相关成本。

Trackunit资产追踪设备：https://cn.silabs.com/applications/case-studies/trackunit-and-silicon-labs-bring-iot-to-the-construction-industry

制造商还使用智能工厂自动化设备，如CoreTigo的IO-Link，为全球任意地点的数百万个传感器、执行器和设备提供电缆级的、快速且可扩展的连接，以实现对整个操作技术的实时控制与监控。

CoreTigo IO-Link无线工业解决方案：https://cn.silabs.com/applications/case-studies/waites-transforms-industrial-iot-condition-monitoring

同样地，工厂与设施管理者想要全面了解运营情况，可使用预测性维护设备，如Waites即插即用在线监控系统，通过一系列传感器和网关来监控和分析数据，进而简化设备的设置和安装。

Waites工厂监控系统：https://cn.silabs.com/applications/case-studies/waites-transforms-industrial-iot-condition-monitoring

工业和商业物联网设备的优势

工业和商业物联网设备的使用日益增多，有助于商业领域的企业作出明智且实时的决策，实现更好的访问控制，并开发出更智能、高效和安全的物联网应用。

例如，在先进的工业和商业物联网技术出现之前，如果零售店商品的价格发生变化，工作人员就必须要去更换货架上的标签。而现在，通过电子货架标签，零售商可以提供实时的更新。

此外，通过使用连网设备和传感器收集关于各种业务系统的数据，企业可以实现流程自动化，并提升供应链管理效率。举例来说，一家在全国经营数百家门店的大型零售连锁企业可以将智能货架传感器、连网送货卡车和仓储管理系统整合在一起，以实时监控货物在供应链中的移动情况。从这些数据中获得的见解，可以使零售商减少缺货情况、优化运送，并提升仓储效率。

企业还可以通过采用商业照明解决方案和无线接入点来改善管控能力。借助这些解决方案，企业可以启用室内定位服务来追踪资产和消费者行为，并通过店铺导航来加速“在线购物，线下提货”（click-and-collect）的流程。

工业和商业设备还可以通过帮助企业优化运营效率、路线配置和调度，来对工业领域产生积极影响。在使用预测性维护设备之前，如果一个泵突然出现故障，而制造商并未就此做好计划，就不得不将生产线停工数小时或数天。这产生的影响是巨大的，因为计划外的机器停机时间对制造商造成的生产损失高达每小时26万美元。

现在，有了预测性维护系统，制造商便能够识别出早期的故障。此外，边缘计算的最新进展为工业物联网设备解锁了新功能，实现了高效的通信和数据管理。

在边缘设备中集成机器学习（Machine Learning，ML）功能可以改变数据分析，为预测性维护、异常检测和自动化决策提供实时见解。这样的转变在智能表计领域尤为重要，在该领域无线连接技术可以实现全面监控，进而减少对人工干预的需求。

工业和商业物联网设备面临的挑战

由于无线网络技术的广泛采用、边缘计算的集成、预测性维护系统的实施，以及远程监测和控制能力的扩展，工业和商业物理网设备取得了重大进展。

尽管工业和商业物联网设备能为消费者带来许多好处，但在现今的工业和商业场景中这些技术尚未充分发挥潜力，因为以下四大挑战阻碍了其大规模实施：

互操作性与可靠性

专有物联网生态系统的碎片化格局是其在工业和商业领域被采用的一大障碍，解决方案提供商正通过开发多协议硬软件解决方案来应对这项挑战。

多协议功能对工业和商业物联网设备尤其重要，因为可靠的连接可确保在工厂中实现数据流无缝衔接和流程优化，确保广阔零售场所中的连接稳定，并有助于保持一致的销售和运营效率。由于产品的生命周期长，因此设备与传统协议兼容并能够根据需要升级至未来标准也是至关重要的。

安全与隐私

安全与隐私问题一直是工业和商业物联网发展的巨大障碍，潜在的漏洞不仅会危及数据，还会危及整个网络和品牌信誉。值得庆幸的是，解决方案提供商正着手为开发人员提供强大的工具。安全的无线网状网络技术提供了强大的防御能力来抵御攻击，芯片级的数据加密则为可信设备的未来发展铺平了道路。

这种信任基础是通过从一开始就优先考虑网络安全并选择可靠的供应商而建立起来的，其对于充分释放下一代物联网的潜力而言至关重要。通过主动塑造自身环境，并设置风险管理策略，企业就能满怀信心地开启未来互联世界中所蕴含的巨大机遇。

网络的可扩展性

对于电子货架标签、街道照明和智能电表等多种工业和商业应用来说，打造拥有10万台以上设备的大规模网络是一项关键要求。此外，这些网络可能位于室内并受到严重的射频干扰，或者需要在恶劣的环境中跨越很长的距离。这就需要对大型网络的测试进行大量投资，以确保在不同环境中运行的稳健性与可靠性。

用户与开发人员体验

在工业和商业物联网领域，要想缩小目标与现实之间的差距，取决于两项关键因素：改善用户体验与开发人员体验。如果要在我们认为应该达到的水平上去扩展和部署这个市场，那就需要我们的解决方案既能为用户简化部署和管理，又能支持开发人员以更快的速度与更高的效率来构建和扩展应用。

Matter和Amazon Sidewalk等计划正在为实现更便捷的无线连接和边缘计算铺平道路，但仍需要取得更大的进展。解决方案提供商可以通过提供预构建的代码和基于边缘的推理能力，加快开发周期，以及激发出产业真正的潜力，来发挥至关重要的作用。

展望未来

随着工业和商业物联网领域的发展，我们将迎来一个充满活力、互联互通的未来。随着无线连接、边缘计算、人工智能、机器学习等技术的进步，工业和商业物联网行业有望实现持续增长与创新，并推动工业自动化、供应链优化、预测性维护系统及远程监测与控制能力的扩展等方面取得进一步发展。

半导体产业一直在通过提供各种解决方案来悄然帮助世界进步，这些解决方案将有助于为未来树立标准，并使整个生态系统具备互操作性。

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