「智能工廠」已成為製造(zào)業企業口中的熱門話題。這個概念並不虛無縹緲。根據Boston Consulting Group的調查(chá),約有85%的製造商(shāng)認為自己可(kě)以通過某種方式從智能工廠中獲益。該調查報告中提到,在未來的智能工廠中,“價值(zhí)鏈將完全整合,傳統的界限進一(yī)步模糊。而在整個價值鏈中,IT係統的全麵整合及所需生產數(shù)據的大範圍可用還將對製造業產生巨大的促進作(zuò)用。”
其他分析師也對此表達了樂觀的態度。畢馬威進一步強(qiáng)調了係統集(jí)成的理念,他們認為(wéi),“在(zài)未來的(de)工廠中,信(xìn)息和通信技術(shù)將與自動化技(jì)術全麵集成”,這會使(shǐ)得整個製造流程“從(cóng)第一步開始就需要以整體化的實時方式加以考慮和管理。”
麥肯錫也提到了類似場景:“傳統生產係統涉及一係列彼此獨(dú)立的工具,這些工具通過一定的(de)規則和應用(yòng)程(chéng)序鬆散地耦合在一起。但在未來(lái)的智能工廠中,這樣的連接將更緊密,更自動化,可(kě)以(yǐ)快速通過數字化連接讓整個係統作為一個無縫、有凝聚(jù)力的整體進行運作。”
雖然每個分析師的具體定義(yì)都略有差異,但很明顯,它們之(zhī)間有著一些共同的特征(zhēng)和主題。微軟也(yě)結合客戶當前的需(xū)求進(jìn)行分析,針對未來的工廠提(tí)出了自己的觀點。
微軟對未來工廠的(de)觀點
微(wēi)軟認為,製造業正向著物理和數字世界的無縫集成發展著,以實現分布式製造基礎(chǔ)架構中的快速(sù)集成、反饋和控製環路。在未來的工廠中(zhōng),雲計算和物聯網可以讓(ràng)每(měi)個(gè)工廠與其他廠房和設施隨(suí)時通信,緊密融入至現有的工業技術設施中。這就可以獲得一個由不(bú)同(tóng)機器和(hé)廠房組成的,能夠自我(wǒ)調節的(de)複雜生態體(tǐ)係,同時依然可以定製輸出,優(yōu)化資源分配,在建築、生產線以及生產過程之間實現物理(lǐ)和虛擬世界的無縫融合(hé)。
而該(gāi)願(yuàn)景核心在於四個重要轉變:開放(fàng)的價值鏈(liàn)、靈活的生產、以人為中心的製造、創(chuàng)新的業務模式。
開放的價值鏈
為實(shí)現這個願景,需要重新思考整個價值鏈。麵對越(yuè)來越短的(de)產品(pǐn)生命周期,未來的工廠不再使用(yòng)傳統(tǒng)的工業價值鏈(由相互獨立的係統(tǒng)為離散(sàn)的製造環節(jiē)提供(gòng)支(zhī)持),而是要在這些係(xì)統及其支持流程之間實現互操作和集成。這種集成可以讓機器(qì)和IT係統能夠使用高級算法確定最佳執行方式,不(bú)再需要人(rén)工通過直覺和經驗處理複雜的生產流程和資源管理任務,進而產生可自我調節和適應的價值鏈(liàn)。
靈活的生產
借助類似的方(fāng)式,未(wèi)來的工廠還能實現更靈活的生產。通過將工業(yè)自動化軟件和係統(tǒng)與(yǔ)設計係統集成,未(wèi)來的工廠(chǎng)將能自動從產品配置中提取係統設置,並(bìng)將最佳實踐自(zì)動應(yīng)用給不同的設備(bèi)和設施。借助(zhù)傳感器采集的數據對流程進行實時更新,進而確保跟上不斷變化的條件(jiàn)。
以人為中(zhōng)心的製造
在先進技術的幫助下,未來的工廠也將變得更加以人(rén)為(wéi)中心。例如通過係統集成,可(kě)以更好地適應員(yuán)工的個人時間(jiān)和動態調整的工作(zuò)時間表。機器人技術使得員工和機(jī)器能夠在涉及重複性複雜和複雜決策的過(guò)程中隨時協作。海量數據以及從中獲得的洞察可以幫助(zhù)員工(gōng)更自信地製定複雜決策。最終這些措(cuò)施將有(yǒu)效提高員工的滿(mǎn)意度(dù)和生產率。
創新的業務模式
未來工廠不僅(jǐn)可以優化生產流程,還可以實現創新的業務模式,如(rú)產品即服務。然而從銷(xiāo)售「產品」到銷售「產品即(jí)服務」,這個過程(chéng)需要重(chóng)新設計產品和生產係統,以便為遠程監控等新的功能提供(gòng)支持。類似工廠運營技術、服務合約(yuē)管理這(zhè)種原本獨(dú)立的職能也必(bì)須圍繞從設計到最終生產製造等一係列環節緊密結合在一起。這一切(qiē)都離不開開放式價值鏈和係統的集成。
工廠的現狀,和未來工廠的目標,兩者之間的差距需要通過戰略投資和時間的(de)投入方能彌補。如果能根據真實的運(yùn)營數據,而非猜測來開展相關工作,這些投資將快(kuài)速煥發出價值。那麽具體該怎麽做?
迎接工業4.0,你準備好(hǎo)了嗎(ma)?
很多製造商已經投身於未來工廠的轉型中,根據(jù)凱捷谘詢(xún)的統計,超過半數(shù)的製造商已經在智能工廠方麵投資了一億(yì)美元以上!大部分製造商和分析師認為,端(duān)到端實時監控(kòng)是改進業務流程的關鍵,但目前隻有7%的製(zhì)造(zào)商針對整個(gè)生產流程實現了實時(shí)監控。對(duì)於少數已(yǐ)經成功實現互聯智能工廠的製造商,他(tā)們正在享受不菲的收益(yì):生產力平均提高了多達17%-20%。
Jabil通過預測分析技術與實時製造相結合,廢料和返工成本降低了17%。TetraPak將生產線與雲端預測式分析和混合顯示技術結合,有效地預防設備(bèi)故障並可以讓遠程專家更高效地修複設備。山特維克可樂滿開發的解決(jué)方(fāng)案可通過雲平台分析聚合後的物(wù)聯網數據,從而將緊急停機決策所需時間(jiān)從原(yuán)本的2秒縮短至100毫秒。
微軟正在幫助製造商最大限度的發(fā)揮數據的(de)影響力,讓整個價值鏈更具可見性。借(jiè)此製造商可以針對供應商、生(shēng)產批次、組件(jiàn)、生產線進行預測並酌情采(cǎi)取措施,幫助每位員工(gōng)在現場(chǎng)做出更明智的決策。通過機器學習以及數字化供應鏈提供的預測(cè)式見解,我們已經能幫助製造商將產量提高30%,廢料成本節約200萬美元。
微軟(ruǎn)如何解鎖未(wèi)來工廠
未來工廠的實現需要通(tōng)過技術讓(ràng)整個工廠的生產網絡和(hé)製造(zào)商生(shēng)態係統實現無縫集成。過去,工業自動化采取了“一次配置(zhì)終身無憂”的心態,但這種心態需要變一(yī)變了。
無論從零開(kāi)始構建,或轉型現有設施和(hé)基礎架構,連接和互操作都是(shì)成功的關鍵。原本截然(rán)不同的係統和協議開始組成協同的(de)超連接網絡,機器-機器通信變成了機(jī)器-機器-人之(zhī)間的通信。微軟將通過AI技術將人和機器緊密連接在一起,通過智能、混合現實和認知服務等技術獲得(dé)突破性生產力。
二十多年(nián)來,物聯網技術(shù)驅動的自動化係統針對運營、生產力和設備(bèi)狀態提供了以往人們根本不敢想象(xiàng)的豐富見解。而微(wēi)軟針(zhēn)對諸如OPC-UA等技術的投(tóu)資將幫助製造商將新老係統無縫連(lián)接,更(gèng)輕鬆地(dì)實現工廠智能化改造。
未來工廠成功的關鍵還(hái)少不了通過數字化孿生方(fāng)式進行的仿真模擬。人工智能、物聯網和混合現實,這三項技術將成為通過數字化孿生流程大幅提高效率的關鍵。數字化孿生將不再僅限於在管理特定設備生命周期過程中實現可視化和協作等目的,我們還可以通過這種技(jì)術理解整個生產製造過程的運(yùn)營。
Microsoft HoloLens可以幫助製造商和員工用全新方式在虛擬現實世界中對相關數據(jù)進(jìn)行可視化,讓數字化孿生發揮(huī)出更大作用。在未(wèi)來工(gōng)廠中,通過認知服務的麵部識別能力防止未經(jīng)授權人員操作設備,也(yě)可以讓安全性再上新高(gāo)。借此網絡和物理安全將(jiāng)有大幅提升,可以幫助製造商更好地保護(hù)知識產權、數據以及物理資(zī)產。
極為靈活且強大的Azure智能雲平台可以幫助這種超連接的世界通過混合智能邊緣和智能雲模型實現更好的互操作。這不僅(jǐn)為物聯網奠定了基礎,同時也為未(wèi)來工(gōng)廠中的物聯網、人(rén)員和服務提供了支撐。
更(gèng)棒的是,為了幫助製造(zào)商快速轉型(xíng)並實現未(wèi)來的智能工廠,微軟已將所有這些組(zǔ)件結合(hé)在一起打造了(le)一個全麵的平(píng)台,Azure IoT Suite互聯工廠解決方案(àn)。這種預配置的解(jiě)決方案可(kě)以幫助(zhù)製造商,在不打斷生產任務的前提(tí)下,將現有機械設備連接(jiē)至安全的雲平台,借此針對生產過程獲(huò)得端到端可視性,針對業務轉型獲得更深(shēn)入的見解。他還可連接並監控工業設備,圍繞生產環境提供端到端的可視性。Azure Time Series Insights可以幫助(zhù)製造商分析設備源源不(bú)斷生(shēng)成的數據流,借此提高運營效率(lǜ)和盈(yíng)利能力。