制造業(yè)數(shù)字化轉型底氣何來?
距今295年,人類歷史上第一座現(xiàn)代意義的工廠——Lombe’s Mill出現(xiàn)在倫敦西北180公里的德比郡德文特河西岸。Lombe’s Mill當時雇傭了300名工人,廠區(qū)面積至少有2000多平米。John Lombe與1721年正式建成了這座水力機械繅絲廠,自此,開啟了現(xiàn)代化大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)序幕。
經(jīng)歷幾個世紀的變遷,從蒸汽時代到電器時代,以及所處的信息時代,工廠的核心價值依然聚焦在產(chǎn)品生產(chǎn)。只不過,在不同的時代中,企業(yè)都需要通過各種技術手段和管理方法,對產(chǎn)品的成本、品質以及生產(chǎn)的效率進行著不懈地追求。
在制造行業(yè)熱議工業(yè)4.0、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),以及“中國制造2025”的當下,針對制造業(yè)的“原點”——工廠、車間,其所面對的挑戰(zhàn)則極為復雜。很難,想象哪一家制造型企業(yè)為了實現(xiàn)數(shù)字化轉型而去重新構建一個全新且滿足智能制造要求的工廠?,F(xiàn)已存在于生產(chǎn)流程中的不同自動化設備、新型的物聯(lián)網(wǎng)設備,如何得到有效的集成、整合;自動化生產(chǎn)過程中強調(diào)的現(xiàn)場生產(chǎn)決策和整體業(yè)務流程的商業(yè)決策平臺,如何真正體現(xiàn)在生產(chǎn)環(huán)節(jié);數(shù)字化生產(chǎn)轉型過程中對現(xiàn)有車間人員責權利的重新定義,該如何得到有效落地?這一系列相互關聯(lián)的數(shù)字化轉型挑戰(zhàn),迫使企業(yè)高層管理更加需要對IT基礎架構有一個系統(tǒng)性的全貌認識,從“端到云”的思路去構建一個真正能實時感知、實時執(zhí)行生產(chǎn)決策的數(shù)字化制造。
“端”有千萬種 如何入云
“自動化”一詞,對于制造型企業(yè)而言,要早于“信息化”。這兩者所關注的領域在傳統(tǒng)制造行業(yè)中也有所不同。前者更加聚焦在生產(chǎn)流程,而后者則針對企業(yè)的人、財、物的管理。但對于一個數(shù)字化型的企業(yè),則需要將這兩者進行有效的集成和整合。只有做到這一步,才有可能邁出“數(shù)字化”生產(chǎn)的第一步。
現(xiàn)已存在的自動化生產(chǎn)設備、新型的工業(yè)機器人設備,再加上不同供應商做提供的工控裝置,擺在企業(yè)面前的挑戰(zhàn)是,需要依托一個開放的平臺或是架構,不僅僅能夠讓各類紛繁復雜的設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞和交換,還能夠讓這些信息與企業(yè)云計算平臺進行順暢的對接。英特爾正是意識到這種挑戰(zhàn)的急迫性,所以針對工廠生產(chǎn)領域,提供了“物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關”解決方案。它不僅僅能夠實現(xiàn)與各類物聯(lián)設備的數(shù)據(jù)、信息交換,同時它也能夠承擔起各類物聯(lián)設備與企業(yè)云計算平臺的橋梁作用。
英特爾在其自身的工廠中,通過使用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關和傳感器來收集和分析數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可用于改進自動化流程,例如,連接到外部物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關來收集有關其焊球工藝流程(Ball Attachment Module Process)的準確數(shù)據(jù),英特爾成功將傳感器讀數(shù)與各種機器和執(zhí)行系統(tǒng)關聯(lián)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出決定,不單提高了利用率,而且因支持預測式的機器維護而減少了機器停機的情況。
英特爾物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的價值實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中各種物聯(lián)設備的互通以及與云平臺的對接。在基于物聯(lián)設備互通的基礎上,企業(yè)更加需要的是能夠在一個統(tǒng)一的開放平臺中去感知、管理各類物聯(lián)設備。英特爾所提供的SAS1.0、SAS 2.0(Intel System Architecture Specification)兩類開發(fā)框架,則從兼顧傳統(tǒng)自動化設備和新型智能裝置出發(fā),給企業(yè)實現(xiàn)對物聯(lián)設備的感知、管理提供了一個開放構建思路。
“決策”特性有各異,如何“云”中應對
“決策”概念對于生產(chǎn)型企業(yè)而言,不僅僅是對應著“商業(yè)分析、商業(yè)智能”,生產(chǎn)線上的果斷決策判斷,在某種意義上講對企業(yè)更為重要。也正是基于這樣的原因,當豐田“授權”給普通員工只要發(fā)現(xiàn)故障隱患,就有權按響生產(chǎn)線警示“紅燈”,甚至可以果斷中斷生產(chǎn)流程時,整個制造行業(yè)都為豐田的這一舉措驚嘆不已。
然后,無論是生產(chǎn)工藝的復雜性,還是生產(chǎn)效率的提升,人工干預的情景已經(jīng)不能勝任當下生產(chǎn)流程的要求。企業(yè)更加需要的是一個能夠提供自動化生產(chǎn)決策判斷的IT平臺。這種平臺構建,是要基于在物聯(lián)設備全部互聯(lián),相應的制造執(zhí)行系統(tǒng)MES(Manufacturing Execution System)完備的前提下。英特爾為了實現(xiàn)自動化生產(chǎn)監(jiān)控、決策干預等功能,在其工廠智能化改造過程中,最先開啟的步驟就是在底層構建了一套完整的開放IT基礎平臺。該基礎設施包含一個由服務器、網(wǎng)絡連接存儲(Network-Attached Storage,簡稱 NAS)和存儲區(qū)域網(wǎng)絡(Storage-Area Network,簡稱 SAN)數(shù)據(jù)存儲設備以及工廠車間內(nèi)的客戶端設備,以及采用標準軟硬件協(xié)議組成的強大 IT基礎平臺。
只有在這樣的一個IT基礎平臺的私有云之中,生產(chǎn)流程所涉及到的決策感知、判斷和制定,才能真正實現(xiàn)自動化、智能化。端到云的構建思路,讓生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)實時反饋到后臺,生產(chǎn)現(xiàn)場的私有云能夠借助通過內(nèi)存計算技術實現(xiàn)實時分析和決策制定。這樣的一套完整的生產(chǎn)現(xiàn)場決策系統(tǒng),讓英特爾工廠在關鍵業(yè)務制造流程保持了99.99%的可用度。
從企業(yè)經(jīng)營決策的角度出發(fā),除了生產(chǎn)現(xiàn)場的決策制定之外,市場趨勢的判斷、供應鏈的優(yōu)化等環(huán)節(jié)的商業(yè)分析也對工廠生產(chǎn)產(chǎn)生影響。工廠本地的IT基礎平臺只有與企業(yè)整體的IT資源進行融合、整合,才能讓企業(yè)借助大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)一個全貌的數(shù)據(jù)分析?;趚86架構的云計算平臺,無論是在私有云、混合云的部署、管理等方面可以完整的將計算資源、網(wǎng)絡資源、存儲資源進行“池化”。與此同時,英特爾x86架構對于Hadoop的支持,也能夠讓企業(yè)更充分的借助大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)商業(yè)分析和決策制定。
無人值守生產(chǎn),如何體現(xiàn)“人”的價值
從物聯(lián)設備的互聯(lián)互通,到數(shù)據(jù)、信息順暢接入企業(yè)云計算平臺之中,通過這條完整的端到云閉環(huán),企業(yè)最終可以實現(xiàn)真正的自動化生產(chǎn)。英特爾對于自身的自動化生產(chǎn)改造目標,構建一個“無人值守”的生產(chǎn)流程。但這是否意味著生產(chǎn)領域中,人的重要性被降低了呢?
人員在自動化生產(chǎn)的過程中,其職責和權利均會發(fā)生改變。員工職責描述從單點的監(jiān)控到整條數(shù)字化生產(chǎn)工藝流程的管控;從某一個具象生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理,到協(xié)同制造全局的監(jiān)控。這一系列的改變,對員工的工作能力、工作方式都提出了新的要求。員工只有借助新一代的生產(chǎn)工具,例如多種物理形態(tài)、技術特性的PC設備,才能夠順暢面對這些挑戰(zhàn)。
從端到云的理念出發(fā),PC是處于一個特殊位置的“端”設備。其與人之間的關聯(lián)度最為緊密,因此PC需要根據(jù)不同的生產(chǎn)場景和業(yè)務特性,與相應的應用平臺進行集成和整合。只有這樣,才能夠讓生產(chǎn)一線的員工價值釋放得最大。
英特爾在工廠數(shù)字化轉型過程中,對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的重大突發(fā)故障處理環(huán)節(jié),引入了二合一、平板電腦等設備。借助終端設備與后臺工藝流程系統(tǒng)的協(xié)同對接,使得員工能夠高效的在CPU特殊生產(chǎn)車間中開展工作。同時,通過使用具備酷睿博銳架構的工業(yè)PC設備,讓便不再全球生產(chǎn)線上的工業(yè)PC處在一個7*24小時的管控之中。
來源:微信號 ITHowBiz
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