实施企业物联网战略必读!PTC物联网战略介绍

作者:与子同袍
首发:物联网前沿技术观察

本文是根据战略管理之父迈克尔 · 波特与PTC CEO Jim Heppelman于2014年发表在《哈佛商业评论》上的文章《How Smart, Connected Products Are Transforming Competition》的节选的翻译的第一部分。
虽然已经是5年前的文章了,但是这篇文章被引用1000多次,还是很有价值的。 对于要实施物联网战略的企业,这篇文章值得多读几遍。

1. IT驱动的第三次浪潮——智能联网产品

在过去50年中,信息技术两次从根本上重塑了竞争和战略。我们现在站在第三次信息技术浪潮的边缘。

1. 1960年代和1970年代的第一次信息技术浪潮,使价值链中的个人活动,从订单处理、账单支付到计算机辅助设计和制造资源规划,都能够自动化执行。生产率显著提高,部分原因是可以在每个活动中获取和分析大量新数据。

2. 互联网的兴起,以其廉价性和无处不在的连接,在1980年代到1990年代掀起了信息技术驱动的第二次浪潮。通过互联网协调和整合各个商业活动,可以超越地理限制与外部供应商、渠道和客户协作。互联网让企业能够紧密整合分布全球的供应链。

3. 前两次浪潮带来了巨大的生产率效益和整个经济的增长。价值链发生了变化,但产品本身基本上没有受到影响。而当前的第三次信息技术浪潮,IT 正在成为产品本身不可或缺的一部分。传感器、微处理器、软件和网络连接,再加上云计算,正在在显著地改进产品的功能和性能。通过改变产品设计、营销、制造和售后服务,并创造出对产品数据分析和安全等新活动的需求,将再次重塑价值链。这将推动另一波基于价值链的生产力提升浪潮。因此,第三波 IT 驱动的转型有可能成为迄今最大的一波浪潮。与前两波相比,将引发更多的创新、提高生产率和促进经济增长。

为何会出现智能联网产品

  1. 高性能低成本的传感器和微处理器
  2. 低功耗
  3. 无线通信技术的进步
  4. 云计算与边缘计算的进步
  5. 机器学习与人工智能技术的发展

2. 什么是智能联网产品?

智能联网产品有三个核心要素: 物理组件、智能组件和联网组件。

  1. 物理组件包括产品的机械和电气部件。例如,在汽车中,物理组件包括发动机、轮胎和电池。物理组件是产品的基础。
  2. 智能组件包括传感器、集成处理器、数据存储、控制、嵌入式操作系统和用户操作界面。例如,在汽车中,智能组件包括发动机控制单元、防抱死制动系统、带自动雨刷的雨水感应挡风玻璃和触摸屏显示器。智能组件放大了物理组件的功能和价值。
  3. 联网组件包括支持与产品进行有线或无线连接的端口、天线和协议。联网组件放大了智能组件的能力和价值,从而导致产品价值不断提升的良性循环。联网具有两大用途:一是在产品及其操作环境、制造商、用户以及其他产品和系统之间交换信息;二是联网使产品的某些功能能够存在于物理设备之外,即所谓的产品云中。例如,在 Bose 的新 Wi-Fi 音响系统中,在产品云中运行的智能手机 APP 将音乐从互联网传到 Wi-Fi 音响系统。

产品联网有三种形式:

  1. 一对一 单个产品通过网口或其他接口连接到用户、制造商或其他产品,例如,汽车连接到一台故障诊断计算机。
  2. 一对多 中央系统连续或间歇性地连接到许多产品。例如,许多特斯拉汽车连接到一个单一的制造商系统,监控性能,并完成再维修和升级。
  3. 多对多 多个产品连接到许多其他类型的产品,通常也连接到外部数据源。一系列类型的设备相互连接,以协调和优化系统。例如,自动施肥机在精确的深度和间隔内注入氮肥,播种机紧随其后,将玉米种子直接种到土壤中。

智能联网产品正在各个制造性行业出现:

1. 在重型机械行业,迅达的 PORT 技术通过预测电梯需求模式、计算到达目的地的最快时间以及分配适当的电梯快速运送乘客,将电梯等待时间缩短了50%。

2. 在能源行业,ABB 的智能电网技术使公用事业能够从各种电力设备中获取大量实时数据,例如变压器和变电站。这将提醒控制中心注意可能的过载情况,从而进行调整,以防止停电发生。

3. 在消费品领域,当一个人进入房间时,吊扇会自动感知到,根据温度和湿度调节速度,并根据用户的偏好进行相应的调整。

3. 智能联网产品能做什么

智能联网产品支持四大功能: 监视、控制、优化和自治。每一种功能本身具备一定的价值,也为下一个级别的功能奠定基础。例如,监视功能是产品控制、优化和自治的基础。

功能一:监视

智能联网产品可通过传感器和外部数据源对产品的状态、运行情况和外部环境进行全面监视。通过采集到的数据,可以:

  1. 提醒用户或其他人注意环境或性能的变化;
  2. 跟踪产品的用户操作,更好地了解产品的实际使用情况;
  3. 优化设计,减少产品的过度设计;
  4. 按客户类型分析使用模式,细分市场;
  5. 售后服务数字化,提高维修成功率,降低设备故障率;
  6. 发现售后维保的合规性问题以及新的销售机会。

在某些情况下,如医疗器械行业,监视是创造价值的核心要素。美敦力的数字血糖仪使用传感器在患者的皮肤下测量血糖指标,并以无线方式连接到其他设备,在患者达到血糖阈值前30分钟,向患者和临床医生发出警报,从而进行适当的治疗调整。

监视功能可以跨越远距离。Joy Global 是一家领先的采矿设备制造商,负责监控远在地下的整个设备车队的运行状况、安全参数和预测服务指标。Joy Global还监视不同国家/地区多个矿山的设备运行参数,以便制定基准。

功能二:控制

通过设备中内置或驻留在产品云中的远程命令或算法,智能联网产品可以实现远程控制。算法可以是指示产品对其条件或环境的特定变化做出反应的规则 (例如,”如果压力过高,关闭阀门” 或 “当停车场车库的交通达到一定水平时,打开照明或关闭照明 “)。

通过嵌入到产品或云中的软件进行控制,可以在以前不具有成本效益甚至往往不可能的程度上定制产品性能。通过同样的技术,用户还能够以许多新的方式控制和个性化他们与产品之间的交互。

例如,用户可以通过智能手机调整飞利浦照明色调灯泡,打开和关闭它们,在检测到有人入侵时将其编程为闪烁红色,或在夜间缓慢调暗。

Doorbot是一个智能联网的门锁,可以让用户在智能手机上对访问者进行识别后,远程开锁进入家中。

精准农业利用各种传感器的实时数据,对播种、施肥、浇灌、除害虫等进行智能控制。

mycroft智能音箱,内置tts和stt引擎,可以识别语音和语音生成。并且内置各种skillset,用户通过语音发送命令给音箱,就可以实现自动下单买牛奶或者开灯。

功能三:优化

来自智能联网产品的大量监控数据,再加上远程控制产品的能力,使公司能够以多种方式优化产品性能。

智能联网产品可以将算法和分析应用于实时数据或历史数据,从而显著提高利用率和效率。例如,在风力涡轮机中,本地微控制器可以在每次旋转时调整每个叶片,以获取最大的风能。另外通过调整每台涡轮机,不仅可以提高其性能,还可以缩小其对附近涡轮机效率的影响。

实时监测产品状况和远程控制的数据,使企业能够在即将发生故障时进行预防性维修并远程完成维修,从而减少产品的停机时间和避免派遣维修人员。即使需要现场维修,也可以提前了解损坏的内容、需要哪些部件以及如何完成修复,从而降低服务成本并提高首次修复率。

例如,Diebold 监控它的许多 ATM 机出现故障的早期迹象。在评估了故障 ATM 机的状态后,如果可行就进行远程维修。即便公司派技术人员现场维修,该技术人员到现场前,已得到问题的详细诊断、建议的维修过程,并且通常还有所需的部件。最后,与许多智能联网产品一样,Diebold 的 ATM 机可以远程更新软件,从而不断优化 ATM 功能。目前 Diebold 的 ATM 已经演化成为产品即服务(Product as a Service)的模式。

功能四:自治

监控、控制和优化功能结合在一起,使智能联网产品能够实现以前无法实现的自主级别。

在最简单的层面上,产品可以自主运行,就像 iRobot Roomba 一样。它是一种真空吸尘器,使用传感器和软件在不同布局的房间中自主清洁地板。

更复杂的产品能够了解自己的环境,分析自己的服务需求,并适应用户的喜好。自主不仅可以减少对操作人员的需求,还可以提高危险环境中的安全性,并在偏远地点进行安全操作。

自主产品也可以与其他产品和系统协同工作。联网的产品越多,产品功能的价值就会呈指数级增长。例如,随着更多智能电表的联网,电网的能效也在提高,使公用事业公司能够随着时间的推移深入了解和响应需求。

最终,产品可以完全自主地运行。算法利用性能和环境的数据,并利用其与其他产品进行通信的能力。操作人员只需监控系统的性能指标。例如,Joy Global 的采矿系统能够在地下很深的地方运行,由地表上的一个采矿控制中心监督,对设备的性能和故障进行持续监测,并将技术人员派到地下处理需要人工干预的问题。

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