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物聯網 (IoT) 正在席捲現代生活的各個層面。如今，物聯網也已擴展到工業環境，因此「工業物聯網 (IIoT)」這個術語的使用也越來越普遍。但物聯網 (IoT) 與工業物聯網 (IIoT) 技術究竟有何不同？兩者都被認為是物聯網市場廣泛應用的關鍵。隨著連網智慧型裝置數量逐年大幅成長，考慮物聯網 (IoT) 和工業物聯網 (IIoT) 的部署因素至關重要。在本文中，我們將對物聯網 (IoT) 和工業物聯網 (IIoT) 進行比較，以闡明企業何時以及為何應該考慮採用它們。
IIoT 和 IoT 簡介
預計到 805.7 年，物聯網市場規模將達到 2023 億美元，並有望超過 1的2026萬億美元據IDC稱，離散製造和流程製造將引領物聯網投資，在整個預測期內將佔全球支出的三分之一以上。
IoT 和 IIoT 的共同點
在深入探討物聯網 (IoT) 和工業物聯網 (IIoT) 的定義之前，請務必注意它們共同的基礎。工業物聯網 (IIoT) 是物聯網的一個子集，兩者都利用感測器、雲端平台、連接和分析等通用技術。這種相似性也延伸到應用領域以及對標準和法規的遵守。無論是面向消費者或工業領域，物聯網應用的通用技術基礎包含六個領域：
- 設備硬件
- 設備軟件
- 通訊
- 雲平台
- 雲數據
- 雲端應用
什麼是物聯網
物聯網 (IoT) 是指由連網智慧型裝置組成的去中心化網絡，這些裝置可以透過嵌入式感測器和網路連接收集和共享資料。物聯網使我們能夠遠端監控、存取或控制我們日常接觸的設備和電子設備，例如恆溫器、車輛等等。實現這種智慧連接的核心組件包括：
嵌入式感測器：收集地理位置、溫度、運動等重要數據。
連接模組：允許透過 WiFi、蜂窩 4G/5G、藍牙等將資料從裝置傳輸到雲端伺服器。
資料處理中心：聚合和處理來自感測器/設備的傳入資料的雲端伺服器。
使用者介面：提供物聯網生態系統分析和遠端控制的行動或網路儀表板。
什麼是IIoT
IIoT 是工業物聯網的縮寫，指的是專門應用於工廠、能源規劃、現場等工業環境的物聯網技術。透過 IIoT 安裝先進的自動化系統和資料收集技術，工業企業可以提高營運效率、增強控制力並深入了解其營運狀況。與智慧家庭等消費級物聯網不同，IIoT 專注於：
- 連接的工業設備，如機械上的智慧感測器。
- 優化製造和供應鏈等複雜操作。
- 實現預測性維護等關鍵新技術。
IIoT 架構中提供連線和資料交換的核心元件包括：
工業傳感器
有線/無線連接
中央伺服器樞紐
工業網路協定
車隊/資產管理軟體
消費性物聯網與工業物聯網的區別
雖然物聯網 (IoT) 和工業物聯網 (IIoT) 在連接設備和利用數據方面有相似之處，但這兩種技術之間也存在明顯差異：
- 市場焦點
物聯網涵蓋許多領域。物聯網技術主要由消費者和商業物聯網專家使用，例如企業、醫療保健和公共部門。由於物聯網應用於多個不同的行業，它往往更專注於通用應用。另一方面，工業物聯網 (IIoT) 技術專注於較小的市場，因為專家僅將其應用於工業環境。工業物聯網技術主要用於發電廠、石油和天然氣精煉廠以及製造工廠。
- 終端設備
物聯網 (IoT) 和工業物聯網 (IIoT) 通常使用不同的設備，因為它們的重點和目標不同。工業物聯網設備旨在為使用者提供設備數據，這些設備並非獨立工作，而是與現有設備整合。相反，物聯網設備通常是日常生活中使用的可獨立使用的設備。它們包括智慧型手機、智慧手錶、智慧恆溫器和智慧助理。還有其他物聯網設備，例如用於開發基礎設施的智慧感測器。
- 失敗的風險
物聯網設備故障風險相對較低，因為這些設備的應用範圍較小。通常情況下，物聯網設備不會用於故障時可能構成威脅的修復性實踐。相較之下，工業物聯網設備和技術的故障風險更高。工業物聯網技術與整個系統相連，因此，如果一台重型機械發生故障，就可能危及生命。
- 環境要求
物聯網設備通常在日常環境中運作。它們的設計能夠承受標準溫度和其他生態壓力。工業物聯網設備更耐用、更可靠，因為它們主要用於工廠、能源工廠和煉油廠等較惡劣的環境。因此，工業物聯網設備製造商通常會精心設計設備，使其能夠耐受極端溫度、濕度和無線電幹擾，以確保提供可靠的結果。
- 操作安全
在處理大多數物聯網系統時，操作安全性從來都不是問題，因為這些系統通常不處理工業化流程。即使做出錯誤決策，也不會因誤操作或網路攻擊等原因而發生嚴重的安全事故。
而當處理工業物聯網 (IIoT) 系統時，情況就完全不同了。工業物聯網是控制器迴路的重要組成部分。控制過程的不當操作會導致網路陷入不穩定和不安全的境地。因此，系統中配備 PLC、感測器以及通訊協定或流程至關重要。一個不小心的錯誤就可能迅速造成人員傷亡。
- 運行可靠性
運作可靠性至關重要，因為人們的決策完全取決於物聯網流程的結果。物聯網系統能夠辨識並偵測經授權人員的故意或不當行為。根據具體應用，物聯網網路需要配備特殊措施，以感知任何操縱行為並規避可能造成不良後果的網路攻擊。
在工業物聯網 (IIoT) 中，此限制至關重要，因為系統是工業控制系統 (ICS) 架構的組成部分。最重要的是，可靠性是安全性、可靠性和生產力 (SRP) 三要素的一部分。與物聯網一樣，工業物聯網系統也能感知到經批准人員的故意或不當行為。
- 傳播媒體
物聯網生態系統的架構應與其通訊媒介和協定相符。由於其營運面向消費者，因此系統很可能必須包含藍牙、Wi-Fi 和蜂窩網路。此外，它還使用標準的 IT 協定。一個全面的物聯網網路會利用所有這些媒介，並需要單獨進行網路安全保護。
作為工業控制系統 (ICS) 架構的一部分，工業物聯網 (IIoT) 網路在工業控制系統 (ICS) 伺服器、感測器和 PLC 之間提供無線和有線連接。資訊透過此通訊媒體傳輸到工業物聯網 (IIoT) 網路供應商，您可以輕鬆查看工業控制系統 (ICS) 的協定是否存在。您必須驗證預期在短時間內獲得回饋的工業物聯網 (IIoT) 生態系統中的網路延遲。
- 網絡防禦
由於物聯網生態系統涉及安裝在商店、家庭、辦公室、公車站等場所的面向消費者的終端設備，因此網路防禦是一個根本性問題。這些物聯網設備提高了公共適用性；然而，該技術的成本限制阻礙了網路防禦措施的實施。這一點始終至關重要；
a) 為連接這些設備的系統部署改進的網路防禦
b) 在適用的情況下，請確保更新您的驗證措施，例如裝置使用者名稱和密碼。
c) 對您的系統進行持續掃描，以偵測任何外來或未經授權的設備
然而，工業物聯網 (IIoT) 的情況則大不相同。儘管其改造和升級的投資資源易於取得，但網路風險更高。此外，除了上述物聯網最佳實踐之外，為您的工業物聯網生態系統考慮額外的措施也至關重要。
a) 執行敏感度分析和改造以提高設備的實體安全性。
b) 使用入侵偵測系統（IDS）偵測任何異常情況
c) 增加任何其他適合您的 IIoT 生態系統的特殊驗證措施
物聯網應用範例
以下是物聯網技術改變消費性產品和體驗的一些最常見的例子：
連網設備使房主能夠遠端監控能源消耗、控制照明/電器、接收警報並自動執行家務活動。
穿戴式
網路連線的運動追蹤器、智慧手錶、醫療監視器等正在塑造穿戴式裝置市場。
智能城市
物聯網技術是智慧城市基礎設施的基礎。感測器可以監測交通擁堵情況，提醒相關部門進行必要的道路維護，或向等候的通勤者發送即時公共交通更新資訊。
智能建築
物聯網使城市能夠提高公共建築的生產力和營運效率。智慧技術可用於城市收集建築物內多個系統（例如照明、電梯和空調）的資訊。
智能公用事業
感測器整合到智慧城市基礎設施中，可提高生產力、擴展維護方案、實現遠端操作並帶來其他益處。感測器可安裝在路燈、道路、供水系統、交通網路等處。
聯網車輛
汽車製造商也開始佈局物聯網！現代汽車收集遠端資訊處理資料來傳遞附近的交通狀況。消費者也利用物聯網來追蹤駕駛者、提高燃油效率並自動更新維護資訊。
IIoT 應用範例
同時，在工業環境中，工業物聯網 (IIoT) 也同樣具有變革性，它能夠優化複雜的操作、延長正常運作時間並避免設備故障。常見的工業物聯網工廠和企業用例包括：
互聯機器人與裝配線
工廠將機器人、傳送帶和組裝線組件連接起來，以收集生產指標。洞察能夠提高製造效率、控制產出品質並加快設計迭代速度。
預測性維護
工業物聯網感測器無需對設備故障做出反應，而是能夠偵測磨損的早期預警訊號。這使得製造商能夠安排預測性維護，並預計比常規維護節省 12-18% 的費用。
供應鏈/物流
工業物聯網 (IIoT) 追蹤設備使企業能夠監控產品處理溫度、拖車冷藏、位置等。這確保了從工廠到最終客戶的所有環節都能及時處理並遵守安全政策。
能源管理
在辦公室或生產環境中，與 IIoT 連接的 HVAC、照明感測器和其他建築系統可減少電力浪費，目標是將能耗降低 10-15%。
利用物聯網和工業物聯網的優勢
實施物聯網或工業物聯網可帶來可量化的技術優勢以及與客戶/員工體驗、永續性和未來競爭力相關的更難衡量的利益。
對於消費級物聯網而言，其優點包括：
– 便利性：自動化我們的環境和日常任務或按需呼叫服務/內容的控制。
– 安全與安保監控：即時家庭安全警示與入口存取控制，讓您安心無憂。
– 健康與保健追蹤：物聯網穿戴裝置提供生命徵象監測，幫助個人設定和實現健身目標。
工業物聯網對營運和底線的優勢包括：
– 節省時間和成本：最佳化流程意味著更快的生產週期和更少的浪費。
– 最大限度地減少設備停機時間：資料洞察可實現預測性維護和接近零的生產力損失。
– 增強工作場所安全性：穿戴式裝置可監測員工生物特徵並發出環境異常警報。
– 永續性：減少能源消耗和材料浪費。
為什麼 IIoT 是工業 4.0 轉型的支柱
工業物聯網 (IIoT) 是工業 4.0 時代製造業數位化的核心賦能技術。透過提供設備互聯互通和資料交換，IIoT 賦能資訊驅動和高度互聯的工廠。
其他工業 4.0 技術，例如工業大數據分析、人工智慧、數位孿生類比和基於雲端的工業軟體平台，可直接與工業物聯網 (IIoT) 感測器和基礎設施整合。這些創新共同實現了以下全新功能：
– 分散生產決策：IIoT 機械根據操作資料而非集中控制進行自我修改。
– 智慧供應鏈適應：庫存水準根據即時訂單資料自動調整。
– 快速設計迭代：新產品的類比數位孿生測試取代了實體原型和試運行。
麥肯錫關於工業 4.0 的調查顯示，製造業企業正在加大 IIoT 的採用力度，以提高效率，預計 15，30％ 勞動生產率提高，機器停機時間減少30-50%。但成本優化只是冰山一角——工業物聯網還能帶來顛覆性的創新，更能服務客戶，並實現策略轉型。
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