【灣區(qū)物道】專家訪談 | 張儉：工業(yè)物聯網的挑戰(zhàn)與機遇– 從失敗中學習

首發(fā)于深圳市物聯網產業(yè)協(xié)會公眾號（ID：sziot_wx）

供 稿：張 儉  博士

指 導：張 儉  博士

采 訪：莫 問

編 輯：莫 問

排 版：榴 蓮

★本文經張儉博士指導并授權發(fā)布

★感謝張儉博士在文章撰寫中提供的專業(yè)意見

★未經授權不得轉載.如有需要請聯系秘書處：18576657553

專家介紹

張儉

阿爾托大學 Aalto University博士（曾用名：赫爾辛基工業(yè)大學 Helsinki University of Technology），深圳市物聯網產業(yè)協(xié)會智庫產業(yè)專家。

長期從事工業(yè)物聯網數據收集平臺開發(fā)，先進制造共性技術與服務，物聯網技術產品化及商業(yè)化工作。

現任深圳市睿德通訊科技有限公司副總裁。曾任深圳長城開發(fā)科技股份有限公司總裁助理（副總裁級）；長盈精密技術股份有限公司擔任高級副總裁兼董事；TCL通訊科技控股有限公司總監(jiān)及副總裁。

概要

隨著各種基礎技術的發(fā)展，作為綜合技術的物聯網技術不斷的在工業(yè)和各個行業(yè)發(fā)揮越來越多、越來越大的作用。但是物聯網產品和應用的碎片化、表面化問題也越來越突出。在過往的文章中，多數介紹的是工業(yè)物聯網在行業(yè)應用中成功的案例。也有很多文章提出了在應用過程當中存在的挑戰(zhàn)和機會。但是很少有文章從失敗的案例去總結工業(yè)物聯網應用的問題和挑戰(zhàn)。

中國有句古話，失敗乃成功之母。如何從失敗的經歷或者案例當中找到失敗的根因，找到問題的本質，從而從根本上解決問題。通過對過往失敗案例的分析和總結，有助于產品開發(fā)者更快地改善產品和服務，推動產品的不斷有效迭代。同時讓產品的使用者即客戶在制定產品使用策略，公司數字化策略，以及公司智慧化工廠策略時能夠從中得到啟發(fā)。

本文將首先總結分析物聯網在行業(yè)應用當中所遇到的各種挑戰(zhàn)和問題。然后通過一個個的案例去詮釋這些挑戰(zhàn)和問題。從新的角度去觀察分析和總結現在工業(yè)物聯網產品及應用在實施過程中存在的問題，缺陷以及制約，讓人們能夠更加具體、更加深刻的認識到這些挑戰(zhàn)和問題、分析它的根因，從而找到物聯網工業(yè)應用的機會和發(fā)展方向。

工業(yè)物聯網的挑戰(zhàn)與問題

通過研習國內外工業(yè)物聯網產品在實際應用的過程當中所遇到的挑戰(zhàn)和問題，我們可以簡單的總結，其分類如下：

聯網技術的發(fā)展和在工業(yè)領域中的應用越來越成熟，一套生產制造數據自動收集分析系統(tǒng)應運而生，以實現及時收集分析生產制程控制數據，提升生產效率和產品質量。該系統(tǒng)可以替代過去人工監(jiān)管模式，大大提高生產管理效率。對收集上來的數據進行多維度的關聯分析和建模分析，找出以往用人工無法預見到的生產制程的缺陷和改善點，對生產制程進一步地改善和提高， 從而提升生產效率和產品質量。

例如生產車間的溫度、濕度和潔凈度的數據采集和實時監(jiān)控，可以通過該系統(tǒng)非常有效的收集和監(jiān)控。過去靠人工監(jiān)管的設備和靜電防護墊接地的工作也可以通過該系統(tǒng)實現自動數據采集和監(jiān)控。對操作人員靜電手環(huán)的佩戴情況，以及在重要崗位、關鍵工藝崗位是否配有靜電防護手段， 以及靜電防護的狀態(tài)進行實時監(jiān)控和數據收集。 對靜電防護設備的狀況做預測性的維護，進行及時而必要的更換，從而降低了產品質量風險，同時也降低了靜電防護的成本。

該系統(tǒng)還可以通過物聯網技術改造過去很難實現自動監(jiān)控的關鍵設備的工作狀況，如清洗機的工作狀況、電批的接地狀況和電烙鐵的接地狀況。

產品實施

項目初期產品利用傳統(tǒng)的 WiFi/ZigBee 無線技術進行控制節(jié)點數據的收集。在項目的實施過程中發(fā)現， WiFi/ZigBee 信號與產品的測試信號產生相互干擾，嚴重時數據收集率僅達~70% 。 通過研發(fā)和技術改造，項目采用 LoRa 通訊技術收集控制節(jié)點數據，有效地避免了信號的相互干擾，能夠將節(jié)點數據實時、可靠地收集起來。即時數據收集率達 99%以上， 按時收集率達到 100%。實現了數據收集的可靠性和完整性。

通過對比使用該系統(tǒng)前后的生產數據可以發(fā)現，產品不良率大大降低，產品質量的潛在風險也大大降低。最終實現了客戶對產品質量的極致要求。 但當把該系統(tǒng)推廣應用到其他客戶的生產制造環(huán)境中就發(fā)現了諸如以下的問題。首先，客戶感受不到生產良率的提升，從而對該系統(tǒng)的價值認可度降低。這是因為產品制造過程中，當由于某種原因造成的不良率在千分位或萬分位時，不良率成倍的降低對于對產品質量要求極高的客戶起到了很好的作用；但是對產品質量要求一般的多數客戶，這種改善就很難被客戶感受到并認同。

例如當這套系統(tǒng)用于靜電防護實時監(jiān)控時，與傳統(tǒng)的靜電防護手段相比，靜電損傷可以減少接近一個數量級。但是由于在低頻段（<10GHz）工作的電子產品，在傳統(tǒng)靜電防護措施下，靜電損傷率就在千分位，萬分位上。 一個數量級的提升很難顯現出來。另外由于靜電損傷的自身的特點， 在生產制造過程中，如果靜電防護不到位，還會產生靜電軟損傷。而生產測試又無法檢測出被損傷的產品。只有當產品銷售到市場，使用一段時間后，靜電軟損傷會迅速惡化，造成產品失效。這種失效也很難被生產制造商認識和關注。

另外在靜電防護方面還有這樣一種規(guī)律，當產品的工作頻率比較低時，可以在產品上設計靜電保護電路保護產品免受靜電損傷。但隨著產品工作頻率不斷提升，如 5G 技術用到的毫米波技術， 將產品的工作頻率推高到 30GHz 以上，半導體器件在毫米波段的自身結構對靜電損傷更加敏感， 同時靜電保護電路的設計會相對滯后而薄弱。預測在 5G 的毫米波電子產品生產制造過程中，靜電防護需要更加嚴密的控制。否者將會產生百分位的靜電損傷率。

又如對潔凈間潔凈度的實時監(jiān)控應用。潔凈間里的潔凈度不是隨時都超標。潔凈度變差多半具有隨機性和小概率事件性。人工監(jiān)測效率成本非常高，而且還不一定能及時準確地監(jiān)測到。物聯網的實時監(jiān)控系統(tǒng)可以準確地抓住這個小概率事件。但是當自動監(jiān)測給出的結果，大部分時間都沒有問題時，這套實時監(jiān)控系統(tǒng)的價值，就很容易被使用者忽略或誤解。

失敗根因總結和機會挖掘

從這個案例可以看出，產品能夠滿足高端客戶的需求，并不意味著他能在中低端客戶迅速推廣應用。產品定義存在市場進入時間點的選擇問題和市場定位等問題。 產品應該隨著市場需求和需求趨勢去開發(fā)設計。產品對客戶的價值永遠是第一位的；同時對產品價值的認識也必須與客戶達成一致。

案例2  智能安全帽

項目起源于對施工項目的安全管理細節(jié)和施工現場精細化管理的需求。

產品介紹

在工地的施工現場要求工人隨時佩戴安全帽。當有脫帽時會現場及時提醒，同時，脫帽的次數與時間，會隨時記錄下來并通過通訊網絡傳給管理人員和控制中心。實時或及時對脫帽行為進行統(tǒng)計分析并制作統(tǒng)計數據報告，用于工地安全培訓和教育。同時通過對佩戴安全帽人員的位置數據進行采集和分析，提取工地工人的工作行為和工作表現模式，為施工人員安全和提升工作效率提供統(tǒng)計數據和依據。

產品實施

產品的使用過程中，產品的直接使用者也就是工地的工人，有些是出于好奇，對產品有意無意地造成了損壞，甚至故意破壞。也有使用者對產品不夠了解，認為他們的行為受到跟蹤監(jiān)視，不愿意配合使用該產品。

例如，有故意用大量的水去清洗帶有傳感器的安全帽。而不是在清洗過程中，細心地保護安全帽上的傳感器。另外還有故意重擊或摔打帶有傳感器的安全帽，導致產品不能正常工作。

從管理者的角度，在產品的實施過程中，最大的問題是客戶的工程技術人員對該產品比較陌生。而且對學習使用該產品的動力不足。對該產品給出的結果和結論啟發(fā)缺乏相應的技術知識加以應用。所以不能很好的利用該產品來改善工作效率和工作質量。

產品本身的正確使用也需要使用者對產品有一定的技術理解。例如產品在使用過程當中需要對電池進行充電。雖然產品設計已經做到兩星期充一次電，而且能夠預警電量不足，并通知告訴管理人員什么時候哪些安全帽需要充電。但是，實施的效果非常的差。通常是需要產品設計的工程師在產品出了問題以后提醒客戶是因為電池需要充電而造成的產品失效。

再例如，系統(tǒng)給出一個報警率 20%，管理人員由于以前沒有任何規(guī)范，不知道它意味著什么，是高還是低。使用者需要利用這個新的應用對收集上來的數據進行一段時間的觀察和分析，才能得到這些數據報表的意義用于更精細的科學管理。

多數客戶在開始時對該產品充滿期待。但在實際中對該產品所需要的技能感到恐懼，學習的意愿不夠強烈，致使該產品不能產生原有設計的效果。

失敗根因總結和機會挖掘

客戶對該產品的價值認識不足： 通過長時間與不同客戶的討論得知，很多客戶還是把產品所能帶來的價值看成是一種表面上現代化技術應用的典范，做樣板工程。而不是真正的認識到產品的功能和作用。

另外由于對產品收集的數據分析還處在基礎階段，給出的結果還是一些常識性的結論。因此，導致使用者對結果的價值認可度較低，因而影響了產品使用的積極性。

產品設計者與產品使用者對產品的價值認識不一致。產品的設計者從使用者的安全和使用者的工作效率提升出發(fā)而設計；而產品使用者卻從被監(jiān)視、被控制的角度來看待產品。

產品使用者對個人隱私有所擔憂。在實施過程中當使用者知道他們的所有的位置信息實時地被收集、統(tǒng)計在系統(tǒng)里后，明顯表示出對該產品的拒絕情緒。同時產品使用者的管理者對產品的使用要求不夠嚴格，也是導致該產品不能起到應有作用的一個重要原因。由于對工作環(huán)境、工作人員

的行為隱私沒有清晰、標準的規(guī)范導致管理者與被管理者在個人隱私 問題上產生分歧。因此，在今后的產品設計中應該充分的考慮用戶隱私的界限和用戶隱私的保護。

案例3  工作場地人員管理系統(tǒng)

產品需求來源于對于夜班生產管理效率的提升

產品介紹

該產品用于對生產制造管理人員的活動（位置信息）進行跟蹤收集。從而對生產管理人員的行為和工作表現進行分析，以提升管理人員生產管理活動的效率。使用人員只需要佩戴位置標簽，系統(tǒng)將自動統(tǒng)計出管理人員或其他任何佩戴位置標簽的人員在各個指定區(qū)域活動的詳細數據，如活動軌跡，區(qū)域停留時間及停留時間統(tǒng)計占比等。

產品實施

在產品的實際應用過程中，使用者（管理人員）極其不愿意使用該產品。通常他們將佩戴的徽章故意放在辦公桌上，從而使系統(tǒng)無法正確地收集到管理人員的實際活動情況。

產品的設計人員在該產品的實施過程中感到特別的困惑。產品的需求是客戶提出，產品的設計完全達到客戶的要求。但是在產品的使用過程中，客戶卻抵制使用該產品。

失敗根因總結和機會挖掘

在產品設計初期和需求調研過程中沒有充分考慮到用戶對其隱私保護的顧慮，致使用戶消極或拒絕使用該產品，而導致產品無法正常運行。

需求調研過程中有個值得注意的細節(jié)。需求是客戶方管理者提出，而使用者是客戶方的被管理者。雖然都是客戶，但需求可能錯位。

與上一個案例最大的區(qū)別是，該產品所監(jiān)控的對象正是該產品推廣使用的人員。由于自身的保護意識，為產品的推廣使用又蒙上了一層天然的屏障。

結束語

作為綜合技術的物聯網還是一個非常年輕的技術。技術本身具有很大的發(fā)展空間，現在正在崛起的大數據分析，人工智能，5G 通訊都將為物聯網技術的應用提供更有價值的產品。物聯網產品也正是在不斷的應用過程當中，不斷地迭代、修正、完善自己?，F代技術催生了物聯網需求； 而需求也推動了物聯網技術的發(fā)展。滿足這些需求正是物聯網價值的體現及發(fā)展方向。