物联网对制造业的影响及制造企业发展对策研究

田艳，李玉敏，王二威

（北京理工大学 珠海学院，广东 珠海 519088）

继计算机、互联网、移动通讯之后，物联网已成为世界信息产业的第三次浪潮。2009年美国提出“智慧地球”的概念，我国提出了“感知中国”的计划，并将其提升到国家战略高度，成为新的经济增长点。

通过以物联网为代表的信息领域革命技术来改造传统制造业，加快推进制造业转型升级，促进制造业“两化融合”地发展。本文重点探讨物联网在制造业中的应用，研究物联网对在哪些方面实现对制造业的支撑与提升，并为制造企业的发展提出对策。

1 物联网概念及关键技术

物联网（Internet of Things）概念最早于1999年由美国麻省理工学院提出，发展至今，其内涵已极为丰富，可以形象称之为物物相连的互联网，主要具有两方面的含义：一是互联网仍是物联网的重要基础，物联网是互联网的延伸；二是物与物之间的通信实际上是用户端的扩展和延伸。现代意义的物联网可以实现对物的感知/识别/控制、网络化互联和智能处理有机统一，从而形成高智能决策。

物联网技术融合了感知技术、组网技术、定位技术、云计算和智能服务等多种技术，经过近二十年的动态更新升级，形成了物联网感知技术、物联网传输技术、物联网定位技术和物联网智能技术[1-2]，如表1。

2 物联网在制造业的应用

物联网在制造业有着广泛的应用，主要体现在产品智能化、生产过程监控与管理、智能物流[3]、售后服务管理等4个方面。

2.1 产品智能化

主要体现为产品设计的智能化和产品本身的智能化。前者是指现代信息技术、网络技术、物联网技术等应用于产品设计过程中，比如多媒体设计、电脑动画设计、虚拟空间设计、远程设计、数码摄像及图文特技等等；后者是指产品中加入大量电子技术，如在产品中植入RFID芯片，记录产品的静态信息，通过各种传感器、模数转换、检测产品的运行状态，使产品“能说会道”，从而实现产品功能的智能化，如智能冰箱能根据商品的条形码来识别食品，提醒你每天所需饮用的食品，甚至提示你的营养搭配是否合适，商品是否快过保质期，如果缺少了一些物品，它会自动上超市自动订购商品等。

表1 物联网关键技术及其应用Tab.1 The key technology and application of the Internet of things

2.2 生产过程监控与管理

生产线实时监控。通过各种物联网技术实时采集生产线生产信息、质量信息、产量信息、工时信息、异常信息等，监控生产进程，及时调整生产计划安排、强化质量管理等，实现生产流程可视化，从而逐步达到柔性生产、精细管理。

设备监控。通过以太网或者现场总线采集设备运行状态数据，实现对异常设备的诊断、维护和调整。比如三一重工的企业控制中心（ECC）由职能设备管理系统、服务管理系统、运营控制平台构成，运用了人工智能、GPS、GIS、遥感技术、流媒体等最新技术。客户可以通过服务热线、互联网、短信、传真等方式接入控制中心，控制中心二线服务工程师通过安装在设备上的GPS传回设备的实时工作参数，如温度、速度、排量等，远程对客户设备进行诊断，指导客户排除60%以上的故障。

2.3 智能物流

通过物联网技术，如RFID、条形码等，实现物料、半成品、产成品位置[4]、数量等信息的准确、自动、实时传递，实现产品全生命周期监控；从车间物流拓展到仓库清点、车辆调度、产品配送、车辆跟踪、物流结算、物流监控等等，实现物流流通效率提高、库存降低，实现特殊贮藏要求的货品在线监测与防伪以及物流货品及时跟踪。

2.4 售后服务管理

通过无限网络获取产品运行状态信息，实施在线的售后服务，提供服务水平

3 物联网对制造业的支撑与提升

根据前瞻产业研究院发布的数据，我国物联网近几年保持较高的增长速度，2013年我国整体产业规模达到5 000亿元，同比增长36.9%；其中传感器产业突破1 200亿元，RFID产业突破300亿元。预计到2015年，我国物联网产业整体规模将超过7 000亿元，信息处理和应用服务逐步成为发展重点。物联网的发展对现代制造业的发展起到了极大的支撑和提升作用。

3.1 物联网推动制造业的转型升级

制造业与信息技术、高新技术的融合，能够促进传统的制造业向现代的制造业转型升级。发展物联网技术和物联网产业，将会产生巨大的市场需求，能够带动包括电子信息产品制造、软件产业、信息服务业以及其他众多产业的发展，从而培育相关产业的龙头企业，有利于典型企业做大做强；发展物联网技术和物联网产业有利于提升我国电子信息产业、软件服务业及相关产业的创新能力，提升我国企业的自主创新能力和国际竞争力；发展物联网技术和物联网产业，是实现技术自主可控，保障国家安全的迫切需要，是促进产业结构调整，推进两化融合的迫切需要；是发展战略性新兴产业，带动经济增长的迫切需要；是提升整体创新能力，建设创新型国家的迫切需要。

3.2 物联网提高产品质量和生产效率

制造业可以通过物联网关键技术实现对制造全流程的“泛在感知”，并实施优化控制，来提升产品质量。物联网融入到工业研发设计、生产、控制、经营、管理、销售等各个环节，通过生产过程智能控制，生产线检测、实时参数采集、生产设备与产品监控管理、材料消耗监测等，将大幅度提高生产智能化水平和产品精度。将SaaS、SOA提升到云服务，把企业软件等放在云服务平台，中小企业支付少量费用就可以按需使用，降低中小企业信息化成本。应用云计算技术，建设面向制造企业的云计算平台、云服务平台，发展云制造[5-6]，解决企业进行数据模拟、虚拟仿真、工业设计等所需超大规模计算能力的问题。制造业可以通过物联网技术，在保证产品质量的同时，降低能耗和污染排放。工业是我国“耗能大户、污染大户”，工业用能占全国能源消费总量的70%。利用物联网技术，实施优化控制，将可以提升工业领域的节能减排，发展生态经济。

制造业通过物联网关键技术，应用于原材料采购、库存、销售等方面，将提高供应链效率，降低成本，同时全面提高产品性能、降低生产损耗和提升制造企业竞争力。物联网的优势在于，采用传感技术、智能技术等进行信息采集和传递，实现智能化、信息化作业，降低人工成本。如南京某医药公司采用药品质量追溯系统，已覆盖南京90%以上的医药商业企业，使物流费用降低两到三成。

4 制造企业发展对策

4.1 正确认知物联网对制造业带来的巨大影响

物联网作为我国在国家层面大力技持的新一代互联网络，对制造业的影响是全面而巨大的，智慧产品、云制造、智慧工厂等概念的提出，无不说明其巨大的推动作用。企业只有正确认知物联网对制造业带来的巨大影响，积极变革应对，才能在新的浪潮中前行发展。

4.2 积极推进物联网技术应用和企业信息化建设

制造企业必须积极推动其信息化，促进物联网技术和信息技术的融合，一方面提升企业经济效益，另一方面为企业持续发展提供创新元素和技术动力。

制造企业信息化是一项复杂的、战略性的系统工程，旨在提高企业的敏捷性、柔性及健壮性，增强企业的市场竞争能力，从而为企业实现跨越式发展做出重要贡献。制造企业信息化将信息采集/传递/加工/处理/应用等技术、建模与仿真技术、以设计/生产/管理/试验及其集成为代表的现代制造技术、系统工程技术及产品有关的专业技术，融合运用于产品研制的全系统、全生命周期过程的活动；通过实施企业产品全生命周期活动中的设计/生产/管理/试验领域及其集成的信息化，使企业产品研制全系统、全生命周期活动中的三要素（人/组织、经营管理、技术）及五流（物流、资金流、信息流、服务流、知识流）集成优化，改善企业的产品及其开发时间、质量、成本、服务、环境清洁和知识含量，提高企业的敏捷性、柔性及健壮性，从而增强企业的市场竞争能力。

4.3 物联网应用过程中重视信息安全

制造企业的工业控制系统一般都是运行在局域网或者专网内的，网络本身屏蔽了外来的信号入侵，隔离的网络和网络内“怪异”的专有协议，阻挡了外部的潜在攻击者。而且为了优先满足实时性，工业通信的一些协议更倾向于把加密等功能放在第二位。但在物联网应用背景下，很多设备之间的信号要通过公网来实现，就存在很大安全隐患。

确保感知节点的安全。由于感知节点容易被物理操纵的安全问题是传感器网络无法回避的，必须使用其他的技术来提高传感器网络的安全性能。可以通过设置身份认证、设计出密钥协商方案、感知节点软件的合法性认证等措施提高节点本身的安全性能。

确保数据安全性和客户隐私保护。数据的采集和传输过程中，不法竞争者可能利用黑客等手段对信息进行非法读写，如果不加以重视，将会给企业带来巨大损失。企业可以通过建立RFID标签质量管理系统、加密技术、信息采集及传输安全制度管理等方法提升数据的安全保障及客户隐私保护。

此外，企业要严格控制网络的访问权限，除安装防火墙、查杀病毒软件外，还应该建立和完善技术加密通信渠道。

5 结束语

本文着重研究物联网在制造业中的应用，主要体现在产品智能化、生产过程监控与管理、智能物流和售后服务管理等4个方面；详细分析了物联网对制造业的支撑与提升，宏观上推动制造业的转型升级，微观上提升产品质量和生产效率；以此为基础，提出了制造企业在物联网广泛应用背景下的发展对策，对新形势下制造企业的发展有重要的指导意义。

[1]董耀华，佟锐，孙伟，等.物联网技术与应用[M].上海:上海科学技术出版社，2011.

[2]王保云.物联网技术研究综述[J].电子测量与仪器，2009，25（12）:1-7.WANG Bao-yun.Overview on technology of the Internet of things[J].Journal of Electronic Measurement and Instrument，2009，25（12）:1-7.

[3]张翼英，张茜，西莎，等.智能物流[M].北京:中国水利水电出版社，2012.

[4]钟小勇，朱海平，万云龙，等.基于物联网的制造资源位置服务系统 [J].华中科技大学学报：自然科学版，2012，40（Z1）:284-287.ZHONG Xiao-yong，ZHU Hai-ping，WAN Yun-long，et al.The location service system for manufacturing resource based on the internet of ting[J].Journal of Huazhong University of Science and Technology:Natural Science Edition，2012，40（Z1）:284-287.

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