目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在產(chǎn)品信息化、生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)、經(jīng)營(yíng)管理環(huán)節(jié)、節(jié)能減排、安全生產(chǎn)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
產(chǎn)品信息化是指將信息技術(shù)被物化在產(chǎn)品中,以提高產(chǎn)品中的信息技術(shù)含量的過(guò)程。推進(jìn)產(chǎn)品信息化的目的是增強(qiáng)產(chǎn)品的性能和功能,提高產(chǎn)品的附加值,促進(jìn)產(chǎn)品升級(jí)換代。目前,汽車、家電、工程機(jī)械、船舶等行業(yè)通過(guò)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),提高了產(chǎn)品的智能化水平。
在家電行業(yè),物聯(lián)網(wǎng)家電的概念已經(jīng)出現(xiàn),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將促進(jìn)智能家電的發(fā)展。美的集團(tuán)在上海世博會(huì)上展示了物聯(lián)網(wǎng)家電解決方案。海爾集團(tuán)推出了物聯(lián)網(wǎng)冰箱和物聯(lián)網(wǎng)洗衣機(jī),小天鵝物聯(lián)網(wǎng)滾筒洗衣機(jī)已進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)。
在工程機(jī)械行業(yè),徐工集團(tuán)、三一重工等都已在工程機(jī)械產(chǎn)品中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。通過(guò)工程機(jī)械運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控及智能分析平臺(tái),客服中心可以通過(guò)電話、短信等糾正客戶的不規(guī)范操作,提醒進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù),預(yù)防故障的發(fā)生。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)線過(guò)程檢測(cè)、實(shí)時(shí)參數(shù)采集、生產(chǎn)設(shè)備與產(chǎn)品監(jiān)控管理、材料消耗監(jiān)測(cè)等,可以大幅度提高生產(chǎn)智能化水平。在鋼鐵行業(yè),利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),企業(yè)可以在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控加工產(chǎn)品的寬度、厚度、溫度等參數(shù),提高產(chǎn)品質(zhì)量,優(yōu)化生產(chǎn)流程。在家電行業(yè),海爾集團(tuán)在數(shù)字化生產(chǎn)線中應(yīng)用了RFID技術(shù),提高了生產(chǎn)效率,每年可節(jié)省1200萬(wàn)元。
在企業(yè)管理方面,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)管理等領(lǐng)域。
(1)在供應(yīng)鏈管理領(lǐng)域的應(yīng)用
在供應(yīng)鏈管理方面,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用于運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)等物流管理領(lǐng)域。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于車輛監(jiān)控、立體倉(cāng)庫(kù)等,可以顯著提高工業(yè)物流效率,降低庫(kù)存成本。海爾集團(tuán)通過(guò)采用RFID提高了庫(kù)存管理水平和貨物周轉(zhuǎn)效率,減少了配送不準(zhǔn)確或不及時(shí)的情況,每年減少經(jīng)濟(jì)損失達(dá)900萬(wàn)元。鶴山雅圖仕印刷有限公司的RFID應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)施3年來(lái),成品處理效率提高了50%,差錯(cuò)率減少了5%,人力資源成本減少了2700萬(wàn)元。
(2)在生產(chǎn)管理領(lǐng)域的應(yīng)用
在紡織、食品飲料、化工等流程型行業(yè),物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已在生產(chǎn)車間、生產(chǎn)設(shè)備管理領(lǐng)域得到應(yīng)用。例如,無(wú)錫一棉開(kāi)發(fā)建立了網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)控系統(tǒng),可對(duì)產(chǎn)量、質(zhì)量、機(jī)械狀態(tài)等9類168個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),并通過(guò)與企業(yè)ERP系統(tǒng)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)了管控一體化和質(zhì)量溯源,提升了生產(chǎn)管理水平和產(chǎn)品質(zhì)量檔次。此外,還可以及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)某臺(tái)(某眼、某錠)的異常情況,引導(dǎo)維修人員有的放矢地工作。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已在鋼鐵、有色金屬、電力、化工、紡織、造紙等“高能耗、高污染”行業(yè)得到應(yīng)用,有效地促進(jìn)了這些行業(yè)的節(jié)能減排。智能電網(wǎng)的發(fā)展將促進(jìn)電力行業(yè)的節(jié)能。江西電網(wǎng)公司對(duì)分布在全省范圍內(nèi)的2萬(wàn)臺(tái)配電變壓器安裝傳感裝置,對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)用電檢查、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、負(fù)荷管理、線損管理、需求側(cè)管理等高效一體化管理,一年來(lái)降低電損1.2億千瓦時(shí)。
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng),可以對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的污染物COD等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,為優(yōu)化工藝流程提供依據(jù)。
物聯(lián)網(wǎng)已成為煤炭、鋼鐵、有色等行業(yè)保障安全生產(chǎn)的重要技術(shù)手段。通過(guò)建立基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的礦山井下人、機(jī)、環(huán)監(jiān)控及調(diào)度指揮綜合信息系統(tǒng),可以對(duì)采掘、提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水、供電等關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷,可以監(jiān)測(cè)溫度、濕度、瓦斯?jié)舛鹊?。一旦傳感器監(jiān)測(cè)到瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo),就會(huì)自動(dòng)拉響警報(bào),提醒相關(guān)人員盡快采取有效措施,減少瓦斯爆炸和透水事故的發(fā)生。通過(guò)井下人員定位系統(tǒng),可以對(duì)井下作業(yè)人員進(jìn)行定位和跟蹤,并識(shí)別他們的身份,以便在礦難發(fā)生時(shí)得到及時(shí)營(yíng)救。
(一)區(qū)塊鏈
(1)什么是區(qū)塊鏈
區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)信息技術(shù)領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)。從本質(zhì)上講,它是一個(gè)共享數(shù)據(jù)庫(kù),存儲(chǔ)于其中的數(shù)據(jù)或信息,具有“不可偽造”“全程留痕”“可以追溯”“公開(kāi)透明”“集體維護(hù)”等特征?;谶@些特征,區(qū)塊鏈技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的“信任”基礎(chǔ),創(chuàng)造了可靠的“合作”機(jī)制,具有廣闊的運(yùn)用前景。
什么是區(qū)塊鏈?從科技層面來(lái)看,區(qū)塊鏈涉及數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)編程等很多科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。從應(yīng)用視角來(lái)看,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)分布式的共享賬本和數(shù)據(jù)庫(kù),具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集體維護(hù)、公開(kāi)透明等特點(diǎn)。這些特點(diǎn)保證了區(qū)塊鏈的“誠(chéng)實(shí)”與“透明”,為區(qū)塊鏈創(chuàng)造信任奠定基礎(chǔ)。而區(qū)塊鏈豐富的應(yīng)用場(chǎng)景,基本上都基于區(qū)塊鏈能夠解決信息不對(duì)稱問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)多個(gè)主體之間的協(xié)作信任與一致行動(dòng)。
區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。區(qū)塊鏈(Blockchain),是比特幣的一個(gè)重要概念,它本質(zhì)上是一個(gè)去中心化的數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)作為比特幣的底層技術(shù),是一串使用密碼學(xué)方法相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊,每一個(gè)數(shù)據(jù)塊中包含了一批次比特幣網(wǎng)絡(luò)交易的信息,用于驗(yàn)證其信息的有效性(防偽)和生成下一個(gè)區(qū)塊。
(2)類型
公有區(qū)塊鏈
公有區(qū)塊鏈(Public Block Chains)是指:世界上任何個(gè)體或者團(tuán)體都可以發(fā)送交易,且交易能夠獲得該區(qū)塊鏈的有效確認(rèn),任何人都可以參與其共識(shí)過(guò)程。公有區(qū)塊鏈?zhǔn)亲钤绲膮^(qū)塊鏈,也是應(yīng)用最廣泛的區(qū)塊鏈,各大bitcoins系列的虛擬數(shù)字貨幣均基于公有區(qū)塊鏈,世界上有且僅有一條該幣種對(duì)應(yīng)的區(qū)塊鏈。
聯(lián)合(行業(yè))區(qū)塊鏈
行業(yè)區(qū)塊鏈(Consortium Block Chains):由某個(gè)群體內(nèi)部指定多個(gè)預(yù)選的節(jié)點(diǎn)為記賬人,每個(gè)塊的生成由所有的預(yù)選節(jié)點(diǎn)共同決定(預(yù)選節(jié)點(diǎn)參與共識(shí)過(guò)程),其他接入節(jié)點(diǎn)可以參與交易,但不過(guò)問(wèn)記賬過(guò)程(本質(zhì)上還是托管記賬,只是變成分布式記賬,預(yù)選節(jié)點(diǎn)的多少,如何決定每個(gè)塊的記賬者成為該區(qū)塊鏈的主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)),其他任何人可以通過(guò)該區(qū)塊鏈開(kāi)放的API進(jìn)行限定查詢。
私有區(qū)塊鏈
私有區(qū)塊鏈(Private Block Chains):僅僅使用區(qū)塊鏈的總賬技術(shù)進(jìn)行記賬,可以是一個(gè)公司,也可以是個(gè)人,獨(dú)享該區(qū)塊鏈的寫(xiě)入權(quán)限,本鏈與其他的分布式存儲(chǔ)方案沒(méi)有太大區(qū)別。傳統(tǒng)金融都是想實(shí)驗(yàn)嘗試私有區(qū)塊鏈,而公鏈的應(yīng)用例如bitcoin已經(jīng)工業(yè)化,私鏈的應(yīng)用產(chǎn)品還在摸索當(dāng)中。
(3)核心技術(shù)
分布式賬本
分布式賬本指的是交易記賬由分布在不同地方的多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同完成,而且每一個(gè)節(jié)點(diǎn)記錄的是完整的賬目,因此它們都可以參與監(jiān)督交易合法性,同時(shí)也可以共同為其作證。
非對(duì)稱加密
存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的交易信息是公開(kāi)的,但是賬戶身份信息是高度加密的,只有在數(shù)據(jù)擁有者授權(quán)的情況下才能訪問(wèn)到,從而保證了數(shù)據(jù)的安全和個(gè)人的隱私。
共識(shí)機(jī)制
共識(shí)機(jī)制就是所有記賬節(jié)點(diǎn)之間怎么達(dá)成共識(shí),去認(rèn)定一個(gè)記錄的有效性,這既是認(rèn)定的手段,也是防止篡改的手段。區(qū)塊鏈提出了四種不同的共識(shí)機(jī)制,適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景,在效率和安全性之間取得平衡。
(4)架構(gòu)模型
一般說(shuō)來(lái),區(qū)塊鏈系統(tǒng)由數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、共識(shí)層、激勵(lì)層、合約層和應(yīng)用層組成。
其中,數(shù)據(jù)層封裝了底層數(shù)據(jù)區(qū)塊以及相關(guān)的數(shù)據(jù)加密和時(shí)間戳等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基本算法;網(wǎng)絡(luò)層則包括分布式組網(wǎng)機(jī)制、數(shù)據(jù)傳播機(jī)制和數(shù)據(jù)驗(yàn)證機(jī)制等;共識(shí)層主要封裝網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的各類共識(shí)算法;激勵(lì)層將經(jīng)濟(jì)因素集成到區(qū)塊鏈技術(shù)體系中來(lái),主要包括經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的發(fā)行機(jī)制和分配機(jī)制等;合約層主要封裝各類腳本、算法和智能合約,是區(qū)塊鏈可編程特性的基礎(chǔ);應(yīng)用層則封裝了區(qū)塊鏈的各種應(yīng)用場(chǎng)景和案例。該模型中,基于時(shí)間戳的鏈?zhǔn)絽^(qū)塊結(jié)構(gòu)、分布式節(jié)點(diǎn)的共識(shí)機(jī)制、基于共識(shí)算力的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)和靈活可編程的智能合約是區(qū)塊鏈技術(shù)最具代表性的創(chuàng)新點(diǎn)。
(5)應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)和物流領(lǐng)域
區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)和物流領(lǐng)域也可以天然結(jié)合。通過(guò)區(qū)塊鏈可以降低物流成本,追溯物品的生產(chǎn)和運(yùn)送過(guò)程,并且提高供應(yīng)鏈管理的效率。該領(lǐng)域被認(rèn)為是區(qū)塊鏈的一個(gè)很有前景的應(yīng)用方向。
區(qū)塊鏈通過(guò)結(jié)點(diǎn)連接的散狀網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu),能夠在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)信息的全面?zhèn)鬟f,并能夠檢驗(yàn)信息的準(zhǔn)確程度。這種特性一 定程度上提高了物聯(lián)網(wǎng)交易的便利性和智能化。區(qū)塊鏈+大數(shù)據(jù)的解決方案就利用了大數(shù)據(jù)的自動(dòng)篩選過(guò)濾模式,在區(qū)塊鏈中建立信用資源,可雙重提高交易的安全性,并提高物聯(lián)網(wǎng)交易便利程度。為智能物流模式應(yīng)用節(jié)約時(shí)間成本。區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)具有十分自由的進(jìn)出能力,可獨(dú)立地參與或離開(kāi)區(qū)塊鏈體系,不對(duì)整個(gè)區(qū)塊鏈體系有任何干擾。區(qū)塊鏈 +大數(shù)據(jù)解決方案就利用了大數(shù)據(jù)的整合能力,促使物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)用戶拓展更具有方向性,便于在智能物流的分散用戶之間實(shí)現(xiàn)用戶拓展。
公共服務(wù)領(lǐng)域
區(qū)塊鏈在公共管理、能源、交通等領(lǐng)域都與民眾的生產(chǎn)生活息息相關(guān),但是這些領(lǐng)域的中心化特質(zhì)也帶來(lái)了一些問(wèn)題,可以用區(qū)塊鏈來(lái)改造。區(qū)塊鏈提供的去中心化的完全分布式DNS服務(wù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)就能實(shí)現(xiàn)域名的查詢和解析,可用于確保某個(gè)重要的基礎(chǔ)設(shè)施的操作系統(tǒng)和固件沒(méi)有被篡改,可以監(jiān)控軟件的狀態(tài)和完整性,發(fā)現(xiàn)不良的篡改,并確保使用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)沒(méi)用經(jīng)過(guò)篡改。
數(shù)字版權(quán)領(lǐng)域
通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù),可以對(duì)作品進(jìn)行鑒權(quán),證明文字、視頻、音頻等作品的存在,保證權(quán)屬的真實(shí)、唯一性。作品在區(qū)塊鏈上被確權(quán)后,后續(xù)交易都會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄,實(shí)現(xiàn)數(shù)字版權(quán)全生命周期管理,也可作為司法取證中的技術(shù)性保障。例如,美國(guó)紐約一家創(chuàng)業(yè)公司Mine Labs開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于區(qū)塊鏈的元數(shù)據(jù)協(xié)議,這個(gè)名為Mediachain的系統(tǒng)利用IPFS文件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)字作品版權(quán)保護(hù),主要是面向數(shù)字圖片的版權(quán)保護(hù)應(yīng)用。
(二)物聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,例如:智慧地球、智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、智慧交通等等,這些都是物聯(lián)網(wǎng)的范疇。物聯(lián)網(wǎng)在未來(lái)的很有可能引起另外一次熱潮。
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