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2019中國智能制造發展論壇 菲尼克斯電氣Radioline無線系統
工業無線

互聯企業-數字化工廠的表現形式

  2019年08月02日  

  “智能制造”從騰空出世到變爲熱詞,僅用了短短幾年時間。今天,凡是和制造業沾上邊的人,都會在談話間看似不經意地將其抛出,以亮明身份。然而,當問到什麽是智能制造時,卻鮮有人能講出一二,即便是業內專家也難于平鋪直敘地講清楚什麽是智能制造。

  本文作者爲:羅克韋爾自動化(中國)有限公司技術能力中心經理李仲傑先生

  幸運的是,在2017年底,時任中國工程院院長周濟在南京世界智能制造大會的主旨演講中爲大家指點了迷津,指明了智能制造的數字化、網絡化、智能化方向。由此,數字化轉型也逐漸晉升爲業內新的第一熱詞。

  然而,數字化只是實現智能制造的第一步。進行數字化轉型後,企業必須通過互聯讓數據得以傳遞和利用,從而真正發揮數字化的價值,這也是近年來智能數字化設備、物聯網和工業互聯網等領域快速發展叠代的主要推動力,建立互聯企業的迫切需求也由此而生。

何爲互聯?

  在一個企業中,把各種數字化設備、生産系統、企業業務系統及人連接在一起,使得人與機器及流程有機結合起來,從而爲生産運營創造出新價值的生態體系,我們簡單稱之爲互聯企業。羅克韋爾自動化在2013年就根據當時的技術發展趨勢,提出了互聯企業的發展理念和願景,並致力于促進其技術演變發展,幫助客戶構建互聯企業,實現智能制造。

  雖然智能制造難于用統一的語言來描述,但是實現智能制造方法論卻比較有章可循,互聯企業就是這樣的一個方法論。它幫助企業在原有自動化和信息化系統的基礎之上,更容易獲取數據、利用數據和分享信息。理解了互聯企業的內涵和外延,就可以在企業中循序漸進地構建起一個互聯的生態系統,最終實現智能制造。

爲何互聯?

爲何實現智能制造必須先建立起互聯企業?

最重要的原因還是在于數字化。

  隨著技術的發展,企業底層的設備已經普遍采用了各種數字化的設備,從傳感器、儀表到執行機構都具備了數字化的屬性。數字化設備可以在完成本職工作的同時,積累各種數據,讓人們可以掌握現場發生的動作和設備的健康狀態等信息。但這些數據只有被工業物聯網傳送和利用時,才可以幫助企業實現預測性維護等功能,真正創造價值。

  目前制造業的工業物聯網主要由工業以太網以有線的形式來實現,這種形式還將持續一段時間,估計5~10年左右,自組5G網絡的應用將推動工業物聯網進入無線階段。

  在生産現場普遍實現數字化的同時,對于産線級的控制系統就有了更高的要求。因爲這個時候,處于ISA-95架構一層和二層的控制系統,除了需要完成常規的自動化任務以外,還必須具備邊緣計算的能力。這主要由于底層的數字化設備除了提供控制信號外,還帶來了大量的數據,這些數據在邊緣層進行就地處理可以更快地響應現場需求,同時又節省了對企業網絡帶寬的占用。因此一層和二層的控制系統就需要應用集控制和信息一體化的架構來完成。

  如果在這個層級企業可以以同樣的系統和架構,通過應用不同的組件和模塊,實現多種控制方式,那麽實現互聯將變得非常容易。譬如在通常的離散控制系統,加上運動控制模塊可實現運動控制的功能,加上流程控制的軟硬件可以實現過程控制,以此類推至批次控制、傳動控制、安全控制等等,從而讓企業不同的流水線、不同的工段和車間都可以利用同樣的架構和網絡。在這樣的架構下,你可以輕松地將整個企業價值鏈的生産數據流和産品物流同時打通,擴展一下還可以進一步連接供應鏈和市場銷售網絡,實現橫向的互聯。

  這個層級的控制系統完成控制程序和數據處理後,其結果部分作爲命令回饋到底層設備,還有一些數據則提供給三層的信息化系統,如制造執行系統(MES)或者生産運營管理系統(MOM)作爲底層基礎數據。MES和MOM往上對接ERP等企業級系統,往下對接生産控制系統,使企業內部的數據流在縱向也可以完全打通。所以互聯企業可以爲制造企業實現智能制造所需要的橫向互聯、縱向互聯及端到端互聯打下堅實的基礎。

  互聯企業的那些“好”

  構建互聯企業究竟能爲企業帶來哪些好處呢?

  總結起來有“三好”。

橫向互聯快速響應市場

  橫向互聯讓企業一手連接市場,一手鏈接供應鏈,企業在中間既可以快速准確地獲得市場的變化信息和客戶的偏好趨勢,又能夠及時地與供應鏈合作起來,調動企業資源和供應鏈資源一起應對變化,從而使企業永遠快人一步,以更快的速度推出更契合市場需求的産品。

縱向互聯提升運營水平

  縱向互聯讓企業內部自上而下的數據傳遞更加流暢,ERP系統接受客戶訂單後,可以第一時間下達至MES系統,MES系統把訂單分解成生産人員、設備和物料的安排並開始組織生産。反過來,生産現場發生的活動、OEE、生産進度、生産過程中的設備健康狀態、産品質量、物料的損耗等信息也可以自下而上地傳遞給管理人員供決策使用。總之企業的數字化使得工廠方方面面的情況更加透明,而數據互聯後則可以進一步幫助企業管理者隨時掌握企業的運營情況,幫助企業提高生産設備利用率,提升生産效率,降低企業風險。

端到端互聯降低運營成本

  數字化互聯企業在生産過程中産生大量的數據,這些數據在企業不同的系統裏有不同的作用,因此在企業內部各系統中進行端到端的數據共享和互聯也可以創造重要的價值。如倉儲管理系統和供應鏈訂單系統的互聯、企業産品研發設計系統和生産系統及産品的售後服務系統之間的互聯等等。爲了更好地感受端到端互聯的“迷人”之處,我們用一個生活中的例子作類比:當病人去醫院看胸科時,醫生會安排病人去做各種化驗和拍片檢查,隔天同一個病人又去看消化科時,醫生可以直接調用昨天在胸科獲得的基礎報告數據,而不用再重新檢查一次,這個數據甚至可以在不同醫院進行共享。這兩個醫院和科室使用這個報告的目的可能是不同的,但是這個簡單的端到端互聯的例子大大節約了資源和時間,因而可以同時爲病人和醫院帶來巨大價值。

  互聯的初心就是要通過對數據的利用爲企業帶來新的競爭優勢,互聯企業建立的過程也是對數據從采集到利用再到優化的過程。通常,企業數據利用的最後階段也是深度利用的階段是由大數據平台來完成的,這也是産生很多智能化應用的基礎平台。這個大數據分析處理平台也叫做工業互聯網平台。總結來說,將數字化設備、數字化生産線和生産車間、生産執行系統(MES)、企業數字化業務系統(ERP)、雲端(私有雲或者公有雲)的工業互聯網,按照ISA-95架構建立起來的互聯企業正是企業實現智能制造值得參考的基本範式,也是智能制造之數字化、網絡化和智能化發展道路的落地形式。

  小羅有話說智能制造,您了解了嗎?數字化作爲實現智能制造的第一步,您有實現了多少呢?羅克韋爾自動化關注互聯企業建設,小羅希望本篇文章能夠幫助到您構建您自己獨有的互聯企業。

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