1 數(shù)據(jù)的真正價值

　　智能制造的主要優(yōu)勢在于，能夠直接從機器或運營過程中獲取實時數(shù)據(jù)。然而，如果該數(shù)據(jù)未得到妥善應(yīng)用，或者未采取后續(xù)措施，那么這種優(yōu)勢就是空談。

　　有多少次在您走進制造區(qū)域時發(fā)現(xiàn)操作員正在冥思苦想問題的解決辦法?為了向員工提供他們所需的可指導(dǎo)行動的信息，您采用的機器必須能夠提供可指導(dǎo)行動的背景信息，從而幫助提高決策能力。

　　首先要了解所采用的業(yè)務(wù)模型，了解影響設(shè)備綜合效率 (OEE) 的各種問題，以及如何將決策推動到適當?shù)膶蛹?，從而提高生產(chǎn)率、質(zhì)量、安全性和可持續(xù)性。

　　必須承認，智能制造是一種流程，而不是一個項目?？梢詮囊慌_機器、一個單元、一條生產(chǎn)線開始實施，并對您可以收集、分析和展示的數(shù)據(jù)進行審查。有意識地思考所需的數(shù)據(jù)策略——何時需要實時數(shù)據(jù)、如何收集以及如何使用實時數(shù)據(jù)——能夠確定行動的衡量標準以及通過深入了解獲取價值的方法。

　　實現(xiàn)智能化意味著要部署智能技術(shù)，從而高效利用歷史和實時運營數(shù)據(jù)來優(yōu)化 OEE。或許您的工廠中已經(jīng)配備能夠生成和傳送自身重要運行數(shù)據(jù)的設(shè)備。但是，務(wù)必要注意，簡單利用這些設(shè)備可以為您提供數(shù)據(jù)，但并不能提供信息。智能設(shè)備本身并不能實現(xiàn)智能制造，這些設(shè)備與使用信息的人員相結(jié)合，才能實現(xiàn)智能制造。

　　借助從組件到 PLC 的各種智能系統(tǒng)，再結(jié)合專門設(shè)計用 于在 OT 和 IT 系統(tǒng)間工作的信息網(wǎng)關(guān)解決方案，就可以在整個企業(yè)中分享所收集的數(shù)據(jù)。而通過分析，您能夠監(jiān)測趨勢、發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)、突出培訓(xùn)存在的差距，并預(yù)測停車，以免對運營造成不利影響。

　　2 智能軟件

　　智能制造可以定義為一個由能夠生成背景信息的互聯(lián)設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)，支持用戶制定明智決策，助力實現(xiàn)預(yù)期的制造成果以及做出有針對性的改進。任何智能制造系統(tǒng)都必須包含支持以下功能的軟件系統(tǒng)：

　　? 可視化：其中包括MES層集成、機器數(shù)據(jù)可視化和業(yè)務(wù)部門協(xié)調(diào)一致;

　　? 優(yōu)化：重點關(guān)注運營效率和生產(chǎn)率，分析應(yīng)用程序以及風(fēng) 險管理;

　　? 用戶體驗：考慮任何用戶的能力，從工廠經(jīng)理到操作員的 可擴展性，以及運營智能。

　　智能制造堪稱通往數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“大門”——利用互聯(lián)的智能設(shè)備增強對流程的認識和了解;利用數(shù)據(jù)和分析功能更快地制定更明智的決策。

　　3 擁抱數(shù)字化

　　數(shù)字技術(shù)徹底改變了人們的生活、工作和娛樂方式。隨著技術(shù)不斷進步，我們越來越依賴于技術(shù)所帶來的益處。這一點在制造領(lǐng)域尤為明顯。

　　制造業(yè)面臨著諸多壓力，如降低成本、改善客戶體驗和提高盈利能力等。而擁抱數(shù)字化的制造企業(yè)正在以新的價值主張重塑業(yè)務(wù)模型。

　　數(shù)字工程設(shè)計并非一種孤注一擲的策略。您無需更換員工目前已經(jīng)熟悉和喜歡使用的工具。相反，您可以對這些工具進行數(shù)字化擴展，改善設(shè)計人員、生產(chǎn)經(jīng)理、技術(shù) 人員等的工作方式。首先要全面審查您的業(yè)務(wù)狀況，確定在哪些領(lǐng)域可以采用數(shù)字方案，以更智能、更快速或更優(yōu)化的方式完成工作。

　　在以下五個關(guān)鍵領(lǐng)域，數(shù)字工程設(shè)計可以幫助改善業(yè)務(wù)：

　　(1)設(shè)計和原型制作

　　虛擬設(shè)計和原型制作可以幫助您以數(shù)字方式構(gòu)建機械 設(shè)計，并對其進行測試和評估。如此一來，您就能夠挖掘 業(yè)務(wù)中潛在的可能性，從而縮短機器上市時間、降低設(shè)計過程中的風(fēng)險并制造出更優(yōu)質(zhì)且定制程度更高的機器。

　　借助仿真軟件，您可以將物理特性應(yīng)用于3D CAD模型，提高模型真實度。此外，您還能夠借此監(jiān)視機器的運行狀況，并查看機器如何與人員或與其他機器進行交互。甚至還可以將模型引入 VR 環(huán)境，就如同在車間一樣，近距離監(jiān)視其執(zhí)行情況。

　　如果需要進行更改，只需單擊幾下鼠標即可在數(shù)字化孿生體設(shè)計中進行更改，而無需購買零件或花費數(shù)天時間制作新的原型。而能夠幫助縮短機器上市時間的技術(shù)不僅限于數(shù)字化孿生體。

　　例如，借助采用開放式數(shù)據(jù)交換技術(shù)的設(shè)計軟件，工程師只需進行一次機器設(shè)計，然后將設(shè)計數(shù)據(jù)導(dǎo)入相應(yīng)工具即可。如此一來，可以省去重新編寫代碼和重新映射等工作，節(jié)省項目時間。借助可重復(fù)使用的代碼，您可以基于獲得成功的現(xiàn)有機器進行構(gòu)建，而無需從頭開始重新設(shè)計。

　　(2)調(diào)試

　　若等到將機器運到現(xiàn)場再執(zhí)行控制測試，可能會產(chǎn)生災(zāi)難性后果。在這種情況下，在客戶現(xiàn)場啟動機器之前，您無法知曉您的機器及其控制系統(tǒng)是否滿足要求?？赡茉跈C器啟動后才發(fā)現(xiàn)機器的運行狀況低于預(yù)期，或者未達到設(shè)計規(guī)范要求。在最后一刻解決這些問題不僅會產(chǎn)生高額成本，還會導(dǎo)致超過交付期限。

　　虛擬調(diào)試可以幫助您消除這些問題。您可以創(chuàng)建機器設(shè)計和控制系統(tǒng)實際操作邏輯的動態(tài)數(shù)字化孿生體，從而在設(shè)計階段早期(即遠在將機器安裝到客戶車間之前)發(fā)現(xiàn)問題。借助虛擬調(diào)試，您可以全面地驗證并演示機器和控制器的運行情況，然后再分配相應(yīng) 資源解決相關(guān)問題。

　　Daifuku Webb首先采用仿真軟件對其內(nèi)部物料輸送系統(tǒng) 的 PLC 代碼進行測試，然后再 進行現(xiàn)場測試。在一個機場項 目中，這種做法節(jié)省了大量成 本?！耙话闱闆r下，我們的工程師要在現(xiàn)場工作好幾個 月，”Daifuku Webb 高級控制工程師 Greg Swisher 表示，“現(xiàn)在，從工程師到達現(xiàn)場到客戶完成驗收，我們可以將時間壓縮到三周左右。”

　　(3)培訓(xùn)

　　采用虛擬培訓(xùn)時，無需將機器運達現(xiàn)場，操作員也無需同時在場。借助數(shù)字化孿生體，您可以在機器運達現(xiàn)場之前對相關(guān)員工進行培訓(xùn)。員工戴上 VR 頭戴設(shè)備或在屏幕上進行操作，便可以在安全的沉浸式虛擬環(huán)境中培養(yǎng)技能和能力。虛擬培訓(xùn)的一大優(yōu)勢在于能夠為用戶帶來自由度。

　　虛擬培訓(xùn)支持隨時隨地開展培訓(xùn)，可以提高培訓(xùn)的靈活性，讓您可以在需要的時間、地點，面向需要的員工提供培訓(xùn)。此外，虛擬培訓(xùn)也不會受到與現(xiàn)場培訓(xùn)相同的限制。員工可以學(xué)習(xí)如何將生產(chǎn)保持在理想的運行狀態(tài)，并且可以在模擬故障和極端條件下開展測試，而這些故障和極端條件在實際運行過程中可能無法復(fù)制。這樣一來，員工可以做好充分準備，從而更好地應(yīng)對生產(chǎn)過程中發(fā)生的類似事件，最終縮短停車時間。

　　在虛擬培訓(xùn)中，員工可以盡管犯錯，而無需擔(dān)心會影響生產(chǎn)。如果操作員操作失誤，系統(tǒng)可以記錄該操作，以便制定補救措施。此外，還可以要求員工在培訓(xùn)中證明自己的能力，然后再參與實際生產(chǎn)。

　　隨著經(jīng)驗豐富的員工逐漸退休，新一代員工將接替他們的位置。在這種情況下，虛擬培訓(xùn)可以幫助新一代員工以更為熟悉的方式學(xué)習(xí)掌握工作技能。他們可以使用家中的平板電腦和 VR 頭戴設(shè)備等設(shè)備接受培訓(xùn)，因此可以在虛擬環(huán)境中強化培訓(xùn)，提高學(xué)習(xí)的樂趣。

　　(4) 運營

　　在機器投入使用以及操作員完成培訓(xùn)后，數(shù)字工程設(shè)計會繼 續(xù)發(fā)揮價值。生產(chǎn)開始后，數(shù)字化孿生體可以模擬各流程、 機器和控制，以幫助工廠人員了解運營情況并嘗試做出改變。利用日益增長的信息數(shù)字主線，可以就生產(chǎn)的改進方式 獲得深入洞察。

　　如果能夠持續(xù)推動生產(chǎn)改進，并利用通過數(shù)字主線獲得的洞察力不斷進行調(diào)整，各種類型的運營都可以達到新的高度。利用試產(chǎn)線的啟動和生產(chǎn)計劃和排序來優(yōu)化產(chǎn)品組合和產(chǎn)量，嘗試各種機器配置，以提高質(zhì)量、可靠性和產(chǎn)量。

　　此外，您還可以利用數(shù)字主線檢測流程中的異常，及早發(fā)現(xiàn)運營中存在的問題，以 免這些問題影響質(zhì)量和導(dǎo)致 報廢停車。您可以進行新產(chǎn)品或新機器的試運行，從而優(yōu)化產(chǎn)量，并避免產(chǎn)生下游“瓶頸”等問題，幫助您節(jié)省寶貴的生產(chǎn)時間。

　　(5)維護

　　維護團隊可以利用數(shù)字仿真和實時甚至是預(yù)測性信息，以前所未有的方式來應(yīng)對停車。流過數(shù)字主線的數(shù)據(jù)可幫助技術(shù)人員檢測到所發(fā)生的問題，以避免或盡可能減少停機時間。其中包括來自控制系統(tǒng)設(shè)備的健康與診斷數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)設(shè)備 可在需要維護時向技術(shù)人員發(fā)出通知。此外，還包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù) (例如，來自交換機級報警的數(shù)據(jù))，這些數(shù)據(jù)如今對于確保 正常運行至關(guān)重要。

　　在理想狀態(tài)下，維護團隊永遠不需要對停機事件做出響應(yīng)，因為他們可以預(yù)測此類事件，通過利用預(yù)測性分析，這一點愈加可能實現(xiàn)。預(yù)測性分析采用機器學(xué)習(xí)和人工智能來學(xué)習(xí)您的操作，提早發(fā)現(xiàn)機器問題并就此向技術(shù)人員發(fā)出提醒，隨后，技術(shù)人員可以在計劃停機時間內(nèi)制定維護計劃。

　　數(shù)字化孿生體可通過多種方法來幫助您縮短 MTTR。首先，技術(shù)人員可以利用虛擬培訓(xùn)提前準備好停機問題的應(yīng)

　　對方案，而不是在問題首次出現(xiàn)時進行故障排除。當問題發(fā)生時，技術(shù)人員可以使用 AR 技術(shù)將診斷或工作指令疊加在物理機器上，以便更快地診斷和修復(fù)問題。

　　“工業(yè)組織對過渡階段的勞動力進行管理時，預(yù)測分析解決方 案可以幫助確保接替的員工能夠掌握維護決策和流程并加以重復(fù)利用?！薄?ARC Advisory Group，數(shù)字化孿生體路線圖：從被動式維護到指導(dǎo)性維護。

　　4 更智能的供應(yīng)商解決方案

　　無論您處于數(shù)字化之旅的哪個階段，向供應(yīng)商尋求更智能、更 安全、互聯(lián)水平更高、更可靠的機器，并在控制器層級配備智 能組件和智能對象，都能為您帶來益處。這意味著在實現(xiàn)互聯(lián)后，所有數(shù)據(jù)都會井然有序地呈現(xiàn)出來，并且可供立即使用，讓您從互聯(lián)的那一刻起就獲得價值。

　　作為最終用戶，您必須聯(lián)系、指定并詢問 OEM。請思考一下，“如果這臺機器采用智能技術(shù)，我能獲得哪些附加價值?”然后，向您的 OEM 提出同樣的問題。

　　價格不應(yīng)是決定是否購買的主要因素。您需要考慮資產(chǎn)在整個 生命周期內(nèi)的成本，包括其運行和消耗成本，以及資產(chǎn)生成的 數(shù)據(jù)可能產(chǎn)生的附加價值。與供應(yīng)商密切合作，說明您期望達到的智能水平，然后要求他們開發(fā)相關(guān)技術(shù)，幫助實現(xiàn)您的智能制造目標。

　　設(shè)想一下您的運營能否從以下方面獲益：

　　? 獲得運營數(shù)據(jù)，便于用戶更為主動地進行維護，并深入了解其運營情況;

　　? 投資回報更快、正常運行時間更長;

　　? 提供設(shè)計和運營工具框架，有助于簡化系統(tǒng)集成、運行和維護;

　　? 在通用平臺上集成;

　　? 具備安全功能，可以改進對機器的訪問、縮短停車時間和 重新啟動時間，從而增強安全性并提高生產(chǎn)率;

　　? 實現(xiàn)安全地遠程訪問，加快診斷和故障排除速度，同時最 大限度地避免員工暴露于危險之中。

　　借助智能制造，上述所有益處都可以實現(xiàn)。將工廠級網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)相融合，安全地連接人員、流程和技術(shù)，就可以重新定義無限可能。

　　5 重新定義無限可能

　　與以往任何時候相比，現(xiàn)在各企業(yè)都更需要達到事半功倍的效果。此外，人口結(jié)構(gòu)的不斷變化也給制造商和工業(yè)運營商帶來了勞動力相關(guān)挑戰(zhàn)，隨著經(jīng)驗豐富的員工退休、經(jīng)濟擴張和技術(shù)進步，許多公司都面臨著員工技能不足的壓力。

　　現(xiàn)代企業(yè)的許多成果都基于信息驅(qū)動型運營和智能、靈活 的制造，為操作員、維護技術(shù)人員、工程師、各級經(jīng)理和高管提供可指導(dǎo)行動的見解，優(yōu)化員工的實力和能力，是智能制造的關(guān)鍵要素。

　　提高數(shù)據(jù)訪問水平從而獲得新的見解，可以幫助減少“瓶頸”，實施按需決策，同時改進維護工作。高數(shù)字化水

　　平，可以幫助您縮短停車時間并提高盈利能力。

　　從跨越整個價值鏈的實時協(xié)作，到針對新的生產(chǎn)線和流程的虛擬驗證，再到簡化數(shù)據(jù)分析和提高您的制造靈活性，都能讓您獲益無窮。實現(xiàn)運營的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，可解鎖無限可能，從而幾乎能夠改善企業(yè)績效的方方面面。

　　現(xiàn)在是大數(shù)據(jù)時代，所有工作信息的獲得都必須擁有強大的數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)整合的能力，羅克韋爾自動化智能解決方案幫助企業(yè)在現(xiàn)代市場競爭中取勝。