自动化世界有幸对佐治亚理工学院围绕工业数字化转型所做的工作有一个内部跟踪。去年我们有机会参加了一个与佐治亚理工学院的工程、科学和研究专家进行圆桌讨论关于人工智能和机器学习的轨迹和影响,以及数据和技术的交集如何改变行业。
现在我们了解到佐治亚理工学院物联网技术发展与应用中心(CDAIT)的一项新研究。本报告探讨了围绕物联网实施和规模的关键数字化转型挑战,并提出了改进这些项目及其技术元素的方法和有效性的框架。
报告中提供的建议可能特别有用,因为尽管管理数字化转型至关重要,但很少有组织使用正式和结构化的流程来处理它。在CEO的直接监督下进行战略和整体管理的公司就更少了。对CDAIT成员的研究表明,在2018年的一项调查中,只有7.7%的受访者认为首席执行官是数字化转型的负责人。
CDAIT认为,数字化转型计划的成功不仅依赖于公司领导层的参与,还需要这些领导人不断的指导和沟通,以保持转型的正轨。根据CDAIT的说法,成功的数字化转型必须:
- 建立企业战略语境。定义为什么,什么,以及如何在领导层集中行动和努力,并充分和定期沟通,以不断加强公司的战略北极星;
- 从整体上看待人员、流程、环境和技术之间的转变,以确定现有的内容以及现在和未来数字成功所需的内容;
- 同时关注数字和领导能力。不要陷入过度强调技术变革的陷阱——同样重要的是文化、变革管理和采用;
- 允许灵活性和变化。衡量进步,做出调整,接受变革通常是一种演变,而不是革命;而且
- 构建组织基础设施以支持持续的转型和变革,因为数字化转型不是一劳永逸的活动。
框架的指导
在报告发布后的一次采访中,CDAIT的联合创始人兼董事总经理Alain Louchez强调,CDAIT提供的数字转型指导以其DIGIT(发现、识别、治理、实施、跟踪)框架为中心,这是数字转型计划的五个阶段,“必须通过前端战略/规划过程和后端交付/管理过程不断迭代地进行管理。我们的DIGIT框架将固有的独特、复杂和混乱的转换过程抽象为一种更简单的形式,使我们能够揭示那些我们认为对数字业务转型至关重要的行动和活动,从而实现物联网项目的成功。”
Louchez指出,报告中的发现是由几家CDAIT公司成员的投入得出的,该成员由CDAIT物联网思想领导工作组主席Michelle Mindala-Freeman和CDAIT物联网标准和管理工作组副主席Sébastien Lafon牵头。
尽管CDAIT正确地认为数字化转型不仅仅是技术问题,但该报告直接解决了一些特定于技术的问题。这些技术方面在CDAIT的IMAGE(接口,介质,应用,胶水,提取)模型中得到解决。该模型描述了物联网价值链的端到端框架和关键组件,根据CDAIT的说法,物联网价值链“由许多移动部件组成——不仅是技术,还包括使能环境、创建的数据以及从连接的事物中提取价值所需的平台和流程。”
该报告强调,将数字化转型完全作为一项技术努力,“不仅没有抓住重点,而且在技术、财务、运营、文化和管理等多个方面对公司来说,如果不是危险的话,也是彻头彻尾的风险,甚至会危及公司的品牌和声誉。”因此,IMAGE模型、DIGIT框架和我们的建议中提供的工具旨在通过解决“什么”(即,什么是重要的,什么必须解决)和“为什么”(即,为什么我们要这样做,为什么我们应该继续)来增强传统的项目交付和管理实践。”
技术胶
CDAIT的IMAGE模型通过互操作性和集成、安全性、标准、平台和电源管理来解决数字转型的技术“粘合”问题。
关于集成,该报告指出,为了在端到端用例中很好地集成各种物联网软件组件,基于API(应用程序编程接口)的方法“确保多个软件产品以及记录的IT和OT系统更容易集成和灵活性。除了api本身,启用其他集成功能(例如跨支持各种协议的接口的明确契约、准确的协议转换、软件错误的可见性、故障排除、验收测试和自动化)将有助于加快集成时间。集成是导致项目延迟的主要原因之一,原因包括误解的接口、缺乏定位问题的工具以及手动测试。”
CDAIT表示,尽管企业物联网解决方案的初始实例不会无限复杂,但“将质量和性能测试留给机会是愚蠢的”。因此,它建议物联网领导者将创建模型、执行模拟和执行实验运行作为发布的先决条件,并在其程序的敏捷/迭代开发和发布过程中包括分期版本的建模和仿真。
谈到建模和仿真,随着物联网项目的成熟和扩展,CDAIT强调需要注意的因素有:仿真结构的可伸缩性、传感器群体的弹性建模、设备异构建模、异构数据模型和提取方法建模以及具体的监管和安全测试、整体性能评估和安全漏洞测试。
报告指出:“虽然在跑之前走在技术上是有意义的,也就是说,在部署之前建模和模拟,但它也必须有经济上的意义。”“与保险类似,在逆境袭来之前,建模和模拟看起来很昂贵。但是,以物联网为重点的企业必须明白,在项目开发和管理中采用建模和仿真是一种很好的实践,将有助于避免后续解决问题的不必要成本。”
与数字化转型项目相关的电源管理在物联网规划中通常不被提及,但CDAIT在其报告中将其列为重要内容。CDAIT表示:“随着未来大规模的设备连接,将所有设备连接到永久电源将是不切实际和不方便的,而且随着时间的推移,定期充电或更换电源将过于昂贵。”
为了解决这个问题,CDAIT建议电源管理的考虑因素应该包括“探索和使用新的电源,特别是在能量收集或清除领域。能量收集是指将发电元件整合到电子系统中的过程。这些可能包括太阳能电池、压电元件或热电元件。除了收集,我们还在其他电源管理领域进行研究和开发,如超级电容器、唤醒接收器、片上电池和纳米发电机,所有这些都可以帮助改善电源接入、存储和高效使用。”
物联网平台
当涉及到数字化转型时,制造企业的一个主要考虑因素是平台的作用。每个主要的自动化供应商都将其数字产品围绕其平台展开,即使该平台和相关产品可以与第三方平台和产品一起使用。这可能会使最终用户难以驾驭平台决策过程。
正如CDAIT所指出的,“物联网设备数量的爆炸式增长导致了平台的激增。2019年的一份榜单显示了400家拥有物联网平台能力的公司。物联网研究公司IoT Analytics区分了五种不同的平台类型:云平台、应用支持平台、设备管理平台、连接平台和高级分析平台。每一个都可能以不同的方式部署(从内部部署到云),使用不同的许可和使用模型。”
因为平台在物联网价值链中的作用是“提供设备可以连接的环境;数据可以存储和检索;应用程序可以利用平台服务和集成;和可扩展性可以提供给各种物联网解决方案组件、业务流程和工作流,”CDAIT表示,决定使用什么平台”是早期做出的关键选择,因为在业务扩展时更换平台是一个非常困难的问题。在做出选择时要考虑的权衡包括成本、软件堆栈、对要解决的业务问题的适用性、支持和技能集。”