物聯(lián)網開辟創(chuàng)新的新途徑
改進的連接性、傳感器的進步、無處不在的云存儲和強大的分析功能的結合,已被證明是物聯(lián)網(IoT)在各種應用中取得成功的秘訣。幾乎沒有哪個行業(yè)不使用物聯(lián)網來監(jiān)控、改進或預測性能。主要用途之一是工業(yè)物聯(lián)網(IIoT),其中包括制造、公用事業(yè)、能源生產和運輸。緊隨其后的是物聯(lián)網在醫(yī)療保健中的應用。私營和公共部門,包括聯(lián)邦、州和地方各級政府機構,其接受度都很高。
根據Fortune Business Insights的數(shù)據,全球物聯(lián)網市場預計將從2022年的4780億美元增長到2029年的24650億美元,年增長率為26%。IDC估計IIoT市場每年價值1970億美元,其中運輸占710億美元。根據MarketsandMarkets的數(shù)據,另一個行業(yè),醫(yī)療器械,預計將從2021年的26.5億美元增長到2026年的942億美元,年增長率接近30%。
跨行業(yè)和行業(yè)內的數(shù)據不具有可比性,因為有些僅包括傳感器,而有些則包括平臺或整個系統(tǒng)。據估計,不限于設備的醫(yī)療物聯(lián)網在2020年為410億美元,預計到2028年將增長到1870億美元。據Straits
Research稱,全球醫(yī)療保健物聯(lián)網市場已達到近1000億美元,預計未來8年將以每年約20%的速度增長。然而,所有這些估計的共同點在于,它們都包含大量數(shù)據,并預測了非常強勁的增長率。
市場如此快速增長的一個原因是,物聯(lián)網是一項非常有效的技術。在某些行業(yè)中,顯示物聯(lián)網實施影響的指標很容易獲得。例如,智能建筑儀表和其他設備可以節(jié)省10%–40%的能源成本,具體取決于受影響的系統(tǒng)。此外,據美國能源部稱,使用物聯(lián)網設備進行預測性維護的能力提供了一系列令人印象深刻的額外節(jié)省,將維護成本降低了25%–30%,并將故障減少了70%–75%。這些結果支持非常高的投資回報率。
即使在醫(yī)療保健等物聯(lián)網收益可能更難以量化的領域,通過生命體征和其他健康指標的監(jiān)測及早發(fā)現(xiàn)問題也可以縮短住院時間、改善結果并降低成本??紤]到美國每年在醫(yī)療保健上花費的2.2萬億美元中有75%用于治療慢性病患者,因此,通過更好地管理這一群體的健康可以節(jié)省相當大的費用。
控制雨水
北卡羅來納州卡里是研究三角地區(qū)的一個郊區(qū)社區(qū),人口約17.5萬。作為一項計劃的一部分,在當?shù)卣袆?chuàng)建一個更具適應性的分布式領導文化,大約6年前,各方齊心協(xié)力,更好地整合信息系統(tǒng),并為所有部門提供訪問權限。一個值得關注的領域是雨水管理。在此之前,雨水管理的主要重點是路權和基礎設施等問題,并沒有采取積極主動的洪水管理方法。例如,有關水位上升的信息主要來自公民的臨時報告,且通常是緊急情況下提交的。
除了改善各部門間的數(shù)據共享,重大的文化變革還促進了利益相關者的廣泛參與。卡里的助理鎮(zhèn)長Danna Widmar表示“我們成立了一個雨水工作組,成員包括教授、雨水規(guī)劃人員和遭受洪水的市民。我們很幸運能夠接觸到一些雨水管理方面最重要的專家,從學者到從業(yè)者。”由此產生的建議被鎮(zhèn)議會一致接受。批準的計劃包括開發(fā)基于物聯(lián)網傳感器系統(tǒng)實施的雨水管理模型。“我們從卡里的一個名為核桃溪的小分水嶺開始,該分水嶺流入羅利,然后繼續(xù)我們在斯威夫特溪的工作,這是卡里一個更大的分水嶺,”Widmar繼續(xù)說道:“我們有30多個傳感器,包括檢測水位、降雨量、空氣和水溫并按需拍照的雨量計和流量傳感器。”如果特定位置的水位異常高,系統(tǒng)會觸發(fā)警報,這可能是由于堵塞或洪水上漲造成的。
在達到閾值水位時,警報可以自動發(fā)送服務請求,部署現(xiàn)場工作人員來調查并解決問題。此外,公民現(xiàn)在可以通過開放數(shù)據門戶訪問信息。除了改進雨水管理外,該鎮(zhèn)還希望確保開發(fā)不會產生更多問題,并保護社區(qū)的流域。這些數(shù)據由卡里和其他政府合作伙伴使用。Widmar解釋道:“我們試圖優(yōu)先處理最重要的問題,這樣受影響最嚴重的公民就可以做好準備并受到保護。”
數(shù)據存儲在Microsoft的Azure云中,并由SAS進行預測分析,整個卡里的政府部門都在使用它??ɡ铿F(xiàn)在從其雨水傳感器中獲得了一年的數(shù)據。“隨著時間的推移,我們將能夠查看歷史數(shù)據并做出更好的預測,”Widmar指出:“并且我們可以根據其他數(shù)據繼續(xù)完善模型。”該鎮(zhèn)正在使用模擬徑流水質和水量的雨水管理模型。隨著新數(shù)據的輸入,模型得到改進,以更具體地反映卡里鎮(zhèn)雨水系統(tǒng)的狀況。物聯(lián)網傳感器系統(tǒng)還計劃在明年擴展到第三個分水嶺。
使用物聯(lián)網進行知識管理和決策支持的價值在于,對來自傳感器的數(shù)據進行的分析。SAS IoT Analytics建立在成熟的SAS分析平臺之上,并使用SAS Viya提供的豐富可視化功能。其可以分析集中收集的數(shù)據,也可以從Azure云傳輸?shù)絺鞲衅魉诘倪吘墸苑治瞿抢锷傻臄?shù)據。
一些物聯(lián)網系統(tǒng)每隔幾秒就會產生讀數(shù)。在這種情況下,將相關數(shù)據與常規(guī)數(shù)據分開,以便每5秒發(fā)現(xiàn)趨勢,這是非常重要的。但只有一小部分需要通過網絡發(fā)送。SAS物聯(lián)網副總裁Jason Mann表示:“許多客戶有10分鐘的評估窗口。如果發(fā)生異常事件,將在10分鐘內捕獲數(shù)據,以檢測先兆或能夠將分析分發(fā)到需要決策的位置。”
交通運輸是物聯(lián)網技術的早期采用者。Mann指出:“許多卡車運輸企業(yè)為這些車輛提供售后服務和支持。每輛卡車可能有數(shù)十個或數(shù)百個傳感器,它們正在收集有關性能的信息。如果讀數(shù)不在正常參數(shù)范圍內,車隊經理可以制定維護計劃,并通過分析駕駛員的路線和日程安排,可以確定將卡車送入的最佳時間。正常運行時間是一個關鍵的KPI。”
合作伙伴在確保物聯(lián)網系統(tǒng)按預期運行方面發(fā)揮著重要作用。Mann觀察到:“物聯(lián)網生態(tài)系統(tǒng)中的組件必須協(xié)同工作,沒有哪個行業(yè)特定的平臺擁有所有數(shù)據源。”典型組件包括天氣數(shù)據、GIS信息、2D和3D制圖、水文數(shù)據,以及根據行業(yè)不同的各種傳感器輸入。“我們確保工作的所有系統(tǒng)都與Azure
Cloud兼容,但也需要能夠在該環(huán)境之外工作,并將數(shù)據整合在一起。”
SAS Grid Guardian AI是與Exacter合作開發(fā)的,Exacter是一家制造傳感器以檢測電網問題的企業(yè)。當傳感器在移動時,會自動將傳感器數(shù)據與相關的電力系統(tǒng)資產相關聯(lián)。為了以低成本收集這些數(shù)據,市政垃圾車配備了傳感器,并在巡回時收集數(shù)據。一旦對數(shù)據進行分析,就可以確定薄弱環(huán)節(jié),這有助于引導資本投資并避免停電。
簡化操作
物聯(lián)網的使用如此普遍的原因之一是,其可以有效地讓許多行業(yè)“用更少的錢做更多的事情”,這是一個適用于所有行業(yè)的要求。PwC互聯(lián)解決方案合伙人Rob
Mesirow表示:“派遣工程師在大型建筑物周圍檢查不同系統(tǒng)的狀態(tài)不再可行。這種類型的活動需要自動化,并將數(shù)據轉換為可操作的信息。“與某些技術不同,物聯(lián)網不需要做任何論證;問題更多是關于如何實施它。
根據Mesirow的說法,PwC提供端到端的解決方案,包括從一開始就與客戶合作制定戰(zhàn)略,從網絡的物理安裝到分析數(shù)據的交付。企業(yè)查看客戶的政策和程序,進行面談,并建立基線和預期結果。在實施該技術方面,PwC擁有一系列產品和合作伙伴。“我們的總體方法是建立在客戶已有的基礎上,讓‘愚蠢的事情變得聰明’,并幫助客戶理解后端的數(shù)據。”
PwC制造自己的傳感器,因為在其物聯(lián)網計劃的早期,實施系統(tǒng)所需的產品不可用。在其他情況下,其能夠增強現(xiàn)有技術。“HEPA過濾器有一組移動的針,很難讀取,”Mesirow繼續(xù)說道:“我們增加了數(shù)碼相機,幾乎每次都能準確讀取溫度計。隨著時間的推移,傳感器被訓練來讀取特定的儀表,并且比人類更有效率。”
一旦收集到數(shù)據,將在PwC的統(tǒng)一數(shù)據平臺Signal Graph中對其進行分析。該圖形數(shù)據庫的數(shù)據包括本地歷史數(shù)據、第三方數(shù)據(如天氣數(shù)據)和物聯(lián)網數(shù)據集。“物聯(lián)網數(shù)據是最重要的,因為其是實時的,可以立即采取行動,但同時它也是暫時的,”Mesirow評論道:“Signal Graph在無監(jiān)督模式下不斷尋找數(shù)據的異常和模式,然后將其推送給我們和客戶。”
為了使信息輸出可操作,呈現(xiàn)選項需要靈活。”Mesirow解釋道:“例如,食品行業(yè)的經理可能希望在制冷裝置的溫度超出范圍時收到警報,因為由于此類故障會損失大量食物。然而,他們也可能想問一個更普通的問題,比如儲存的所有食物是否安全。”在這種情況下,系統(tǒng)可以報告一切都在適當?shù)姆秶鷥?,但若是出現(xiàn)一些異常波動,這可能表明某個單元即將發(fā)生故障。在這種情況下,可以提前采取補救措施,防止損失。
許多客戶完全依賴PwC的分析和可視化,但PwC也可以為SAP等企業(yè)系統(tǒng)或建筑管理系統(tǒng)提供API。Mesirow指出:“我們的目的是以客戶不需要依賴內部IT或數(shù)據科學家也可以直接訪問的方式呈現(xiàn)數(shù)據。”鑒于圖形數(shù)據庫輸出可能很復雜,PwC最近推出了一種通過增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實來查看數(shù)據的方法。
傳感器已經存在了很長時間,分析解決方案、云存儲和互聯(lián)網也是如此。現(xiàn)在不同的是,這項技術可以讓它們一起工作,實時為用戶提供可操作的信息。