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物聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)了工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

2019-08-12 09:46 愛碼農(nóng)

導(dǎo)讀:工廠利用監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)以及可編程邏輯控制器(PLC)等技術(shù)開創(chuàng)了物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的先河。這些傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要是關(guān)于控制機(jī)器人和其他設(shè)備,監(jiān)控生產(chǎn)以及識(shí)別諸如過熱泵等問題,這些都是有價(jià)值的。

自工業(yè)革命以來,原材料和能源一直是每種制成品的基礎(chǔ)。在工業(yè)4.0中,數(shù)據(jù)變得比以往任何時(shí)候都更加重要,不僅可以降低運(yùn)營(yíng)成本,提高效率,還可以減少產(chǎn)品的每一部分,并從原材料和能源中獲取利潤(rùn)。

幾十年前,工廠利用監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)以及可編程邏輯控制器(PLC)等技術(shù)開創(chuàng)了物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的先河。這些傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要是關(guān)于控制機(jī)器人和其他設(shè)備,監(jiān)控生產(chǎn)以及識(shí)別諸如過熱泵等問題,這些都是有價(jià)值的。

工業(yè)4.0建立在該基礎(chǔ)之上,以實(shí)現(xiàn)更深入,更深入的業(yè)務(wù)洞察。例如,即時(shí)制造的趨勢(shì)意味著供應(yīng)商面臨著比以往更大的壓力,以最大限度地減少停機(jī)時(shí)間并最大限度地提高產(chǎn)量。新一代“更智能”的傳感器和儀器,如高溫計(jì),不僅可以測(cè)量處理中的產(chǎn)品,還可以測(cè)量其自身的其他關(guān)鍵參數(shù),并確保它們?cè)诶硐敕秶鷥?nèi)。這些數(shù)據(jù)有助于保持產(chǎn)品在班次,生產(chǎn)線和工廠之間的一致性。

物聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)了工廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型

如果溫度趨勢(shì)過高或過低,這也表明生產(chǎn)過程中的上游可能出現(xiàn)問題。在失敗的早期階段,溫度變化可能是如此微妙,以至于員工不會(huì)注意到。同樣的情況是機(jī)械臂由于軸承失效而逐漸減速 - 僅僅尚未達(dá)到其生產(chǎn)率受損的程度。如果使用正確,集成傳感器提供的數(shù)據(jù)可以在發(fā)生之前開始檢測(cè)到此故障。

這些見解使制造商能夠調(diào)整生產(chǎn)并仍能滿足最后期限。例如,如果產(chǎn)品溫度變化仍然在范圍內(nèi),制造商現(xiàn)在可以在生產(chǎn)到達(dá)需要維護(hù)的點(diǎn)時(shí)將生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到另一條生產(chǎn)線。如果有足夠的預(yù)先警告,制造商也可以在周末安排停機(jī)時(shí)間。

這些數(shù)據(jù)還可以在更換設(shè)備時(shí)提供見解。例如,Cisco Kinetic等工具可以提取和分析數(shù)據(jù),以便制造商了解哪些品牌和型號(hào)的設(shè)備和組件具有更高或更低的故障率和維護(hù)成本?,F(xiàn)在,它知道要購(gòu)買哪些以及要避免哪些。因此,它可以更嚴(yán)格地控制維護(hù)等運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

更多的物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以提供更多的見解和更多的好處。以產(chǎn)品溫度趨勢(shì)超出范圍為例。設(shè)備和未完成產(chǎn)品上的上游傳感器提供了額外的數(shù)據(jù),工業(yè)機(jī)械師可以使用這些數(shù)據(jù)快速查明問題。每小時(shí),他們不必花費(fèi)追蹤問題是他們可以用來修理它的一小時(shí)。每個(gè)機(jī)械師的工作效率越高,每個(gè)工廠需要的人員就越少。所有這些節(jié)省都流向了底線。

浪費(fèi)不可

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)還有助于制造商實(shí)現(xiàn)其能效,污染和產(chǎn)品產(chǎn)量的目標(biāo)。就新建工廠而言,能效目標(biāo)通常包括獲得LEED認(rèn)證。

原材料通常受到嚴(yán)格管制,包括基于使用量的昂貴許可證。以歐洲領(lǐng)先的用于生產(chǎn)光纖電纜的先進(jìn)原材料制造商為例,其生產(chǎn)需要具有潛在危險(xiǎn)的材料。它們的生產(chǎn)受到可安全存放在現(xiàn)場(chǎng)的前體材料數(shù)量的限制。隨著產(chǎn)品需求的增加,最大允許前體材料成為限制因素; 他們?cè)黾赢a(chǎn)量的唯一選擇是提高過程本身的效率。這需要深入學(xué)習(xí)和洞察他們的過程,以了解如何獲得這種改進(jìn)。

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)使該公司能夠從其現(xiàn)有的天然氣分配中擰出更多米的電纜。它開始使用高溫計(jì)來密切監(jiān)測(cè)和控制溫度,這是衡量其過程有效性和效率的關(guān)鍵指標(biāo)。這些見解使公司能夠以最大化產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的方式優(yōu)化其工藝,從而減少其前體材料的使用,以實(shí)現(xiàn)相同的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。

這些和其他工業(yè)4.0應(yīng)用程序的商業(yè)利益是制造商投資物聯(lián)網(wǎng)的主要原因,但它們不是唯一的原因。數(shù)字化轉(zhuǎn)型計(jì)劃的成本迅速下降是變革的另一個(gè)推動(dòng)因素。不僅基于云的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算的成本降低,而且同時(shí),可用于分析,理解和將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可操作信息的工具也在增加?,F(xiàn)成的解決方案,如Microsoft BI,非常適合分析大量收集的數(shù)據(jù),而且不需要少量的博士學(xué)位。數(shù)據(jù)科學(xué)家運(yùn)行。存儲(chǔ)和分析數(shù)TB數(shù)據(jù)的成本從數(shù)千美元急劇下降到5美元。曾經(jīng)無望的理想現(xiàn)在是實(shí)用和負(fù)擔(dān)得起的。

但這與說數(shù)字轉(zhuǎn)型就像購(gòu)買軟件和傳感器一樣簡(jiǎn)單就不一樣了。制造商通常尋求專家指導(dǎo),以確定在何處部署物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,連接傳統(tǒng)工廠設(shè)備,以及選擇正確的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),以便安全可靠地將所有內(nèi)容編織在一起。

如何處理所有數(shù)據(jù)

許多制造商還希望了解如何理解物聯(lián)網(wǎng)提供的大量數(shù)據(jù),例如確定哪些數(shù)據(jù)值得立即發(fā)出警報(bào)以及哪些數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)以供分析。垂直市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)特別有用,因?yàn)槔?,物?lián)網(wǎng)合作伙伴可以建議生產(chǎn)過程的特定部分進(jìn)行監(jiān)控,跟蹤哪些指標(biāo)以及數(shù)據(jù)趨勢(shì)指示的內(nèi)容。今天的制造過程非常復(fù)雜,很難快速,輕松地理解操作所有設(shè)備的復(fù)雜性,在許多情況下,可以從供應(yīng)商自身獲得專業(yè)知識(shí)。關(guān)鍵供應(yīng)商已經(jīng)多年了解其獨(dú)特的產(chǎn)品,可以幫助定義關(guān)鍵參數(shù),以確保在給定應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)最佳性能。

另一個(gè)例子是測(cè)量泵的油粘度,以確定何時(shí)需要更換,而不是簡(jiǎn)單地依賴供應(yīng)商推薦但過于頻繁的維護(hù)計(jì)劃。當(dāng)粘度,振動(dòng)和其他屬性表明需要維護(hù)時(shí),機(jī)器學(xué)習(xí)可以通過教授人工智能發(fā)揮作用。AI和ML也是幾年前太不成熟和昂貴的技術(shù)的例子。

與幾乎所有其他類型的業(yè)務(wù)一樣,制造商將數(shù)字化轉(zhuǎn)型視為最大化效率,生產(chǎn)力,盈利能力和競(jìng)爭(zhēng)力的必要過程。物聯(lián)網(wǎng),人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)為這些數(shù)字化轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)。

轉(zhuǎn)型之路

最后,我想結(jié)束這篇文章,談?wù)勁c數(shù)字轉(zhuǎn)換相關(guān)的演化步驟。第一步是確認(rèn)某些事情已經(jīng)失敗(例如傳感器不能正常運(yùn)行。第二步是能夠理解為什么這個(gè)傳感器/過程失敗。這些是物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型和未來工廠中最簡(jiǎn)單的步驟。今天許多公司都處于這個(gè)水平。

第三步變得更具預(yù)測(cè)性:這意味著能夠在失敗之前確定某些事情何時(shí)失敗,并盡可能多地花費(fèi)前置時(shí)間。生產(chǎn)者至少不希望因失敗而影響/損壞他們的最終產(chǎn)品或設(shè)備。但更好的是,他們希望提前通知安排必要的計(jì)劃維護(hù)(如上所述)。

這一演變中最后也是最具變革性的一步是從預(yù)測(cè)性轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)范性,這意味著您可以在數(shù)據(jù)中看到某些事情即將失敗,但生產(chǎn)者能夠調(diào)整和調(diào)整流程,以便準(zhǔn)確控制何時(shí)停機(jī)可能會(huì)招致 這需要對(duì)流程有重要的了解和洞察力,通常通過匯總大量數(shù)據(jù)并精確了解哪些參數(shù)會(huì)影響流程。在這個(gè)階段,所有樂器和傳感器都開始充當(dāng)交響樂。

最后一步也是一個(gè)重要的轉(zhuǎn)變點(diǎn),當(dāng)擁有如此多信息和了解其流程的公司可以開始更精確地調(diào)整和控制其流程,以實(shí)現(xiàn)所需的產(chǎn)品均勻性,質(zhì)量,制造成本和吞吐量。這種學(xué)習(xí)可以部署在一個(gè)站點(diǎn)上,但在整個(gè)企業(yè)的多個(gè)站點(diǎn)上更有效。公司很難在不同的制造地點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相同的產(chǎn)品一致性,這很容易受到設(shè)施,地理位置,個(gè)人和供應(yīng)的影響。這種物聯(lián)網(wǎng)革命可以協(xié)調(diào)這些全球運(yùn)營(yíng),推動(dòng)整個(gè)組織的產(chǎn)品和制造同步和改進(jìn)。