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嵌入式技術  

物聯網——設備製造商的下一個‘金蘋果’?

上網時間: 2012年08月16日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:物聯網  嵌入式軟體  智慧設備  M2M  無縫連網 

作者:Robert Dickau

   Flexera Software公司

毫無疑問,由嵌入式軟體、許可和授權支援下的‘物聯網’和‘機器到機器’(M2M)連接,代表了一種永久性的變革,它將對嵌入式系統所服務的每種垂直產業帶來深遠的影響。‘物聯網’時代已經到來。物聯網這個概念很好地描述了網際網路如何將傳統智慧設備與種類廣泛的其它實物資產連接在一起,並允許這些端點產生和共用資料。

幾乎每個產品都會有網際網路協定(IP)位址和通訊功能:不僅是網路和電信設備,還有產業設備,比如樓宇、醫療設備、測試與測量系統、建築設備、石油與汽油機器,它們都將透過網路與其它設備和服務相連接。

這可絲毫沒有牽強附會。Gartner公司在2011年9月發表了一份題為《物聯網時代就要到來》的報告,該公司在報告中建議首席資訊官(CIO)和IT領導者要在‘2012年中期之前’制訂出一個應對策略。

網際網路普及趨勢已經十分明確,在不同的產業有不同的術語進行表述:機器到機器通訊、智慧設備管理、遠端資訊處理、遠端醫療以及智慧基礎設備就是一些很好的例子。據Gartner預測,到2020年將有300多億台永久連網的設備和超過2000億台間接連網的設備。

市場機會在吸引著智慧設備製造商。他們必須重新設計產品,將功能固定又不能連網的設備改變為靈活的無縫連網系統。要做到這一點,製造商必須理解並採用以軟體為中心的方法來製造和銷售硬體。

在這種新模式中,嵌入式軟體控制了設備的功能或配置。例如,製造商傳統的做法可能是生產帶兩個核心的系列晶片和帶4個核心的系列晶片,製造成本分別是X和Y。

使用嵌入式軟體——通常附帶嵌入式許可與授權管理解決方案,製造商透過以更低的Z成本製造單個實體單元來控制配置的增加,而嵌入式軟體配置控制了實際啟動的核心數量。

在製造時,一些晶片載入兩個核心的配置,一些晶片載入4個核心的配置。然後根據不同的配置以不同價格持續銷售不同配置晶片,但製造製程和庫存得到了有效簡化和精簡。這樣就透過減少最小存貨單位(SKU)數量降低了晶片的製造成本,同時可以實現晶片型號的可修改性,滿足差異化的市場需求。

在使用嵌入式軟體時,設備或元件的設計製程一般都會發生變化。這時不再是製造全面的分離設備配置,而是利用嵌入式軟體來實現目標配置。在最簡單的型號中,當設備啟動時,程式碼將讀取對應於核心數量的可用配置或許可版權。晶片再根據讀取結果判斷是以雙核心模式還是四核心模式工作。

確定不同配置描述的內容是設計過程的一個重要部份,而具體內容取決於設備類型。在某些情況下,配置可能是針對某個元件分離部份的一個簡單開閉開關;在其它情況下,配置描述的是在一個範圍內的‘值’或值集合(例如設備容量——一個路由器所啟動的埠數量,或照相機可用的解析度)。本文描述的雙核心或四核心晶片情況是一種邊界案例,可以使用任何一種解釋實現。

另外,使用嵌入式軟體能夠產生新的極富價值的機會,例如能設計支援現場升級的設備。現場升級可以說明低階系統使用者在以後升級到高階系統時,不用將設備返回製造商或經銷商再用新的高階單元來替換。

這是與網際網路連接的設備的一個重要優勢。製造商應設計出可以升級的嵌入式許可版權,並提供一個能讓用戶購買升級程式碼以解鎖更多功能的機制(比如在主機系統上執行的應用程式)。在前面的例子中,連接網際網路的雙核心晶片配置就可以升級到四核心晶片配置。

這類嵌入式許可模式已被成功應用於許多設備——帶可解鎖GPS功能的行動電話、根據支援埠數量分級出售的路由器以及包含不同可用授權訊號處理演算法的照相機。

開發連接網際網路的智慧設備可以提供許多好處,包括:

1.產品壽命的延長。它能延長所製造的設備的使用壽命。許多設備功能可以透過使用嵌入式軟體進行管理和控制,而不是將程式碼直接燒錄進設備的實體元件。因此,可以透過網際網路使用與設備通訊的軟體命令實現產品升級和性能增強。

這種方法能夠幫助用戶以最小的破壞程度在更長的時間週期內從設備獲得更多的價值。對製造商來說也有好處,因為它能以最小的代價和努力為新功能提供賣個更好價錢的機會。最後,對環境有好處,因為需要製造和處理的實體機械設備更少了。

2.自動化的支援。物聯網能使設備製造商以顯著降低了的成本向用戶提供增強的支援體驗。製造商製造的貨物能夠監控使用者作業,並回饋故障及其原因——徹底地理順了查錯過程。透過監控故障徵兆和模式可以給潛在問題做上標記,然後在這些問題實際發生之前由系統透過故障預測解決掉這些問題,並提出預防性措施建議。其中許多問題可以透過軟體命令、修復和升級實現遠端解決,因而無需再派人到現場解決問題。

3.降低製造和經銷成本。受嵌入式軟體控制的網際網路連接設備能夠顯著降低製造成本。公司可以透過軟體和軟體授權控制特性、容量、配置和輸送量,因而減少他們必須製造的設備型號數量——允許他們一次性製造設備,並以任意數量的格式打包程式功能。產品配置可以延遲,直到使用者的確切需求得以確定。這種製造靈活性意味著生產商、經銷商和零售商需要更少的庫存——大幅精簡了供應鏈。

4.新的市場與收入流。物聯網有助於製作全新的收入流以及發展用戶群的機會。利用軟體許可模型,製造商可以透過軟體升級輕鬆地提供產品增強功能,並根據軟體維護和升級模式收取增強功能的費用。製造商不僅有因新的軟體支援水準而收費的機會,而且還能提供更好的用戶體驗。

因為嵌入式軟體支援靈活的產品配置,因此製造商可以快速、輕鬆和低價地封裝他們的設備,因而更好地滿足以前由於成本原因而顯得不切實際或禁入的新興或利基市場需求。由智慧連網設備產生的額外資料還可以轉化為情報,用於識別新的潛在市場和機會。

例如,在某一特定地區市場中一種獨特產品配置的快速流行可能預示著一個更加明確的市場趨勢,然後透過分析判斷供其它地區借鑒。由於具有在智慧設備上執行額外軟體的靈活性,還可以銷售相同製造商或合作夥伴開發的鬆散關聯的產品與服務。最重要的是,嵌入式軟體控制下的連網設備可以成為高度靈活的平台,因而向用戶提供空前的價值,並向製造商提供更好的收入來源。

當製造商把嵌入式軟體模型的優勢與網際網路連接有效結合在一起時,上述每種好處都將水到渠成。隨著製造商不斷地最佳化模型,上述好處將一一實現。

雖然前兩個好處點通常與‘物聯網’或‘M2M’有關,但當製造商將下面所示的成熟模型發展到第三和第四個好處點時才能使這種技術體現出真正的優勢。如下圖1所示,這種成熟模型由以下目標群組成:階段1—專注產品;階段2—專注產品與服務;階段3—解決方案管理;階段4—生態系統管理。

階段1: 階段2: 階段3: 階段4

反應 預期 合作 統合

目標 專注於產品 專注於產品和服務 解決方案管理 生態系統管理 供應鏈產品 配置和執行硬體 向最終用戶提供功能表選項 增殖整合;問題解決方案 檢測和整形命令;個性化解決方案 交叉功能調整 儲備計劃並作出決定 有限的內部處理連接和計劃 整合式產品,工程,銷售和供應鏈過程 整合式內部和外部生態系統 資料管理 人工:從實體網路斷開 半自動化:可攜式處理 自動化:內部整合 閉環;價值鏈的整合 好處/結果 企業成本 降低成本;提高效率;增加規模 客戶滿意;收入成長;獲利增加 明智的成本-服務折衷

資料來源:Garter公司(2011年12月)


圖1:利用授權軟體的成熟等級。

從圖1可以看出,嵌入許可和授權管理軟體是基礎技術,有助於智慧設備製造商的產品更好地利用全面普及的網際網路環境。嵌入式許可和授權軟體能夠說明製造商無需製造多種型號就能實現產品的個性化。

簡單地修改設備中的嵌入式軟體可以使製造商根據使用者需求來定製產品,並透過管理設備執行——也就是說,透過啟動或關閉特色功能、設置設備容量或者控制產品的行為來實現產品定製。這樣能大幅簡化產品生命期管理,並推進供應鏈管理。

嵌入式軟體提供的使用資料能夠讓製造商瞭解使用者是如何使用硬體的,他們最常使用的是什麼軟體,以及可以潛在製作的新服務。另外,在為使用者和市場封裝產品與服務時,產品使用資訊可以說明製造商根據成本和服務價值之間的折衷考慮做出明智的選擇。


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