基于物联网技术的产品智能服务应用研究

王玉庭

摘要：随着“中国制造2025”战略的发布，国家高度重视新一代信息技术与制造业深度融合，特别是物联网、云计算、大数据等新一代信息技术在制造业的成功应用，将加快装备制造行业的制造模式转型升级。其中物联网技术的应用范围极广，如产品创造方式、产品制造、产品服务、企业运营等，本文主要研究在物联网技术的时代背景下简略阐述如何应用物联网技术实现产品的“智能互联化”，希望能对公司向“制造+服务”型企业转型升级有所启发。

关键词：物联网 智能互联 企业信息化

1 前言

随着微电子技术、传感器技术、智能计算技术、新一代互联网技术以及移动通讯技术的迅猛发展和相互融合，以“物物智能互联”为核心的时代即刻到来，物联网技术已经列入我国战略性新兴产业的核心突破领域。很快，物联网将会在各行各业以“智能互联”的方式进入并改变传统企业运营模式，能帮助传统装备制造企业快速实现跨越式发展与转型升级。在新一代信息技术革命的时代背景下，“万物互联化”、“产品智能互联化”、“服务产品化”步伐已势不可挡。

2 国内外技术概况

国外物联网产业作为推动信息产业升级，社会进步的发动机，受到全球业界的普遍重视。其中以美国、日本、韩国、欧盟等发达国家为代表，启动了以物联网为基础的"智慧地球"、"U-Japan"、"物联网行动计划"等国家性区域战略规划，这些国家的物联网的研究工作走在世界前列。如德国徕卡（Leica）是一家世界领先的显微镜和科学仪器公司，徕卡基于物联网平台开发了Leica RemoteCare智能服务平台，通过RemoteCare可以远程监控显微镜及组织处理器、控制软件版本和更新、远程故障预警和远程故障解决等，减少了40%的计划外停机时间和33%的现场服务（一年省去400次现场服务），每年节省超过50多万美金的成本。

国内自2009年8月温家宝总理提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，国家自然科学基金、“863”、“973”等都对物联网产业给予了较多的支持。物联网已在中国公共安全、民航、交通、环境监测、智能电网、农业等行业得到初步规模性应用，部分产品已打入国际市场，如智能交通中的磁敏传感节点已布设在美国旧金山的公路上；中高速图传传感网设备销往欧洲，并已安装于警用直升机；周界防入侵系统水平处于国际领先地位。近日，中车株所公司已经开始应用新一代信息技术大力研究机车的无人驾驶技术，并已取得突破性进展。

3 制造业企业应用物联网技术的必要性

传统装备制造业大都面临着国内市场日趋饱和、国际市场逐步扩展、竞争越发激烈的复杂形势，急需引进吸收先进的信息技术手段来促成企业制造模式、商业模式转型升级，提升企业管理水平、加速产品研发效率、提升产品质量、提高服务能力，从而快速提升企业综合竞争力，有效支撑产品“走出去”的发展战略。毫无疑问，这一先进信息技术就是以物联网、大数据、云计算为代表的新一代信息技术，它将帮助传统装备制造型企业从以“产品”为中心的企业运营模式向“产品+服务”为中心的运营模式进行转化，逐步实现基于大数据的产品研制模式和以物联网技术为基础的服务创新模式，助推装备制造企业不断巩固拓展国内市场的同时，实现企业在国际市场上的“弯道超车”。

4 物联网技术应用研究探索

由于物联网技术能实时提供产品状态、操作情况和环境数据，因而支持控制、维修和升级产品和系统性能的功能。这种新一代智能互联产品打造的功能和生成的数据需要我们重新思考企业应用程序和关联的生态系统，以便优化当前的业务流程，推动更好的决策和扩大创新领域。

4.1 物联网技术架构

物联网中的智能互联产品模糊了产品和服务之间的界限，能提供一组同时为制造商和客户创造价值的全新功能，它通常分为三个层次：感知层、传输层、应用层。

1）感知层：感知层是最底层，通过感知层可以采集产品各系统、核心部件等实时状态及实时运营数据。感知层通过在车辆核心系统、核心设备、核心部件中安装传感器、RFID、摄像头、嵌入式系统等实现车辆数据采集和数据传输。

2）传输层：传输层是衔接感知层和应用层中间环节，它主要负责将感知层采集的数据无障碍、高可靠性、高安全性地传送到应用层，同时，将应用层下发的数据无障碍、高可靠性、高安全性地传送到感知层。如WiFi、4G、北斗等通信方式。

3）应用层：应用层是将感知层所采集的实时数据，基于专业的物联网应用平台进行定制开发，以实现各种业务功能，以提升产品研发和服务能力。

4.2 物联网技术实现

1）实现产品实时运行数据的采集与管理

通过RFID、传感器、视频监控等技术实现产品实时状态数据、安全数据、监控数据等采集，实现产品状态信息、安全信息、监测信息、操作信息等实时运行数据采集及传输，实现产品状态信息、安全信息、监测信息、操作信息等已采集数据按不同产品类型、不同型号进行集中管理。

2）实现产品实时运行状态监控及预警

采用SDK、Luo Script、OPC、Modbus等技术实现对运行产品关键系统状态和数据的实时监控及预警，对产品故障、供电、制动安全的监测等信息动态信息监控及预警，实现对操作行为监控，比如开关、扳键、按钮、刹车等操作规范性监控及预警。

3） 实现产品运行数据精确统计

采用全球定位技术进行各产品总运行时间、当日运行时间、总运行里程、当日运行里程、总运行故障、当日运行故障、机破、产品使用率等精确统计及分析，这些数据可作为产品管理及维护的关键数据基础。

4）实现产品运行数据专家分析预测

通过采集的产品实时运行数据，对各系统重要设备、重要数据进行大数据计算分析，并根据专家经验模型进行各系统关键设备或参数进行趋势计算分析，以实现各设备生命周期状态、各系统运行状态的趋势预测，以此作为改进或提升设计的输入，实现基于大数据的产品研发设计能力，同时根据预测结果作为售后进行预防性维护的关键性输入数据，减少机车停机或故障维修时间。

5） 实现产品远程协助服务及诊断

支持设计、售后等跨区域产品远程故障诊断、车辆远程维护、车辆远程系统升级维护等，大大提升故障问题及时响应、备品备件生产等售后服务能力。实现企业专家通过远程实时查看产品现场运行情况，协助现场技术人员排除和解决故障问题。当产品软件需要更新时，通过网络直接远程升级，产品涉及软件可以随时进行维修、更新和增强功能，提升服务效率、降低成本。

5结论

物联网技术将为产品运行建立起多维度可视化监控管理模式，不仅能形成产品的远程监控管理水平，而且将提升试运行工作效率和试运行质量；能建立“远程+现场”专家支持模式，减少持续跟踪运行全过程的技术人员数量，从而降低产品试验成本，物联网技术的应用将为传统装备制造型企业对产品智能化、服务智能化管理奠定基础，能有力支撑起企业的转型升级，使企业由单一加工制造模式向“互联网+制造+服务”的新商业模式转型。

以大数据、云计算、物联网等新一代信息技术在产品智能化的应用，将实现企业对产品运行状态的实时监控，能让企业实现运营产品从产品研发、产品制造到产品运行的全生命周期的全盘掌控和管理。物联网技术在产品上的成功应用，是产品研发的一次技术创新，让产品更加智能化、互联化、产品售后服务更加快速、敏捷。國内外一些企业已开始着手引入及推广物联网技术，增加了在国内、国际市场上的品牌影响力和市场竞争力。

参考文 献：

1 物联网技术.百度百科.2017

2刘云浩.物联网导论[M]北京：科学出版社.2010