在2019年中國(鄭州)國際工業(yè)博覽會上,智能工廠的實踐與展示成為全場焦點,集中呈現(xiàn)了制造業(yè)向智能化、數(shù)字化轉型的最新成果。一個標桿性的智能工廠,其核心特征與建設路徑,深刻揭示了如何系統(tǒng)性地構建數(shù)據(jù)驅動的現(xiàn)代化企業(yè)。
一、標桿智能工廠的立體化圖景
一個真正的智能工廠,遠不止于自動化設備的堆砌。它通常呈現(xiàn)為:
- 全面互聯(lián)的網絡:通過工業(yè)物聯(lián)網(IIoT)技術,實現(xiàn)設備、產線、物料、產品與人員的廣泛連接,數(shù)據(jù)得以實時采集與流動。
- 深度集成的系統(tǒng):企業(yè)資源計劃(ERP)、制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、產品生命周期管理(PLM)等核心系統(tǒng)無縫對接,打破信息孤島。
- 柔性化的生產能力:能夠快速響應市場變化,實現(xiàn)小批量、多品種的定制化生產,產線可重構、工藝可調整。
- 數(shù)據(jù)驅動的決策閉環(huán):從生產調度、質量控制到設備維護、能源管理,決策依據(jù)從“經驗驅動”轉向“數(shù)據(jù)模型驅動”。
- 人機協(xié)同的作業(yè)模式:機器人、AGV等智能裝備與人工高效協(xié)作,人更多地承擔監(jiān)督、優(yōu)化和創(chuàng)造性工作。
二、構建數(shù)據(jù)驅動企業(yè)的核心路徑
在工博會的案例展示與論壇研討中,構建數(shù)據(jù)驅動企業(yè)的路徑逐漸清晰:
1. 夯實數(shù)據(jù)基礎:全面感知與采集
這是第一步,也是基石。通過為傳統(tǒng)設備加裝傳感器、采用智能數(shù)控系統(tǒng)、部署機器視覺與RFID等手段,實現(xiàn)對生產全要素(人、機、料、法、環(huán))狀態(tài)數(shù)據(jù)的自動、實時、高精度采集。
2. 打通數(shù)據(jù)血脈:平臺化集成與治理
數(shù)據(jù)孤島是價值挖掘的最大障礙。企業(yè)需要構建統(tǒng)一的工業(yè)互聯(lián)網平臺或數(shù)據(jù)中臺,作為企業(yè)的“數(shù)據(jù)中樞”。它負責匯聚多源異構數(shù)據(jù),進行清洗、關聯(lián)、存儲與管理,形成標準、可信的數(shù)據(jù)資產池。
3. 挖掘數(shù)據(jù)價值:智能化分析與應用
這是數(shù)據(jù)產生價值的環(huán)節(jié)。利用大數(shù)據(jù)分析、人工智能(AI)和機器學習(ML)技術,對海量數(shù)據(jù)進行深度挖掘。典型應用包括:
- 預測性維護:分析設備運行數(shù)據(jù),預測故障發(fā)生,變“事后維修”為“事前維護”,大幅降低停機損失。
- 工藝參數(shù)優(yōu)化:通過數(shù)據(jù)建模,尋找最優(yōu)工藝參數(shù)組合,提升產品良率與性能。
- 質量追溯與分析:實現(xiàn)從原材料到成品的全流程質量數(shù)據(jù)關聯(lián),快速定位問題根源。
- 動態(tài)排產與調度:基于實時訂單、物料、設備狀態(tài)數(shù)據(jù),實現(xiàn)生產計劃的最優(yōu)動態(tài)調整。
4. 實現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能:驅動業(yè)務創(chuàng)新與模式變革
數(shù)據(jù)的最終目標是賦能業(yè)務。這體現(xiàn)在:
- 運營模式變革:實現(xiàn)從“按計劃生產”到“按需求拉動”的精準制造,提升供應鏈整體效率。
- 服務模式創(chuàng)新:通過對產品運行數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控與分析,向客戶提供預測性維護、能效優(yōu)化等增值服務,推動企業(yè)從“賣產品”向“賣服務”轉型。
- 商業(yè)模式探索:基于數(shù)據(jù)能力,可能催生共享制造、個性化定制等全新商業(yè)模式。
三、信息技術開發(fā)的關鍵支撐角色
在這一轉型過程中,信息技術(IT)開發(fā)從傳統(tǒng)的后端支持角色,轉變?yōu)橐I創(chuàng)新的核心引擎。其關鍵作用在于:
- 敏捷開發(fā)工業(yè)APP:基于平臺,快速開發(fā)滿足特定場景需求的輕量化應用(如設備監(jiān)控APP、質量看板APP),讓數(shù)據(jù)價值快速落地到車間一線。
- 構建算法模型庫:開發(fā)、封裝和迭代適用于工業(yè)場景的AI算法模型(如缺陷檢測模型、能耗預測模型),形成企業(yè)核心知識資產。
- 保障數(shù)據(jù)安全與系統(tǒng)穩(wěn)定:構建涵蓋網絡、設備、數(shù)據(jù)、應用的多層次安全防護體系,確保智能工廠穩(wěn)定可靠運行。
- 推動IT與OT深度融合:信息技術(IT)團隊與運營技術(OT)團隊必須緊密協(xié)作,共同定義需求、設計架構、實施項目,這是智能工廠成功的關鍵。
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2019鄭州工博會所展示的標桿智能工廠,清晰地描繪了以數(shù)據(jù)為核心驅動力的制造業(yè)未來。構建數(shù)據(jù)驅動的企業(yè),是一個從底層數(shù)據(jù)采集到頂層商業(yè)模式重構的系統(tǒng)工程。它要求企業(yè)不僅關注先進技術的引入,更要致力于業(yè)務流程的重塑、組織架構的優(yōu)化以及人才能力的升級。唯有如此,才能將數(shù)據(jù)這一“新石油”真正轉化為可持續(xù)的競爭力和增長動力,在智能制造的時代浪潮中立于不敗之地。