制造業數字化轉型底氣何來?
距今295年,人類歷史上第一座現代意義的工廠——Lombe’s Mill出現在倫敦西北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,開啟了現代化大規模生產的工業序幕。
經歷幾個世紀的變遷,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品生產。只不過,在不同的時代中,企業都需要通過各種技術手段和管理方法,對產品的成本、品質以及生產的效率進行著不懈地追求。
在制造行業熱議工業4.0、工業互聯網,以及“中國制造2025”的當下,針對制造業的“原點”——工廠、車間,其所面對的挑戰則極為復雜。很難,想象哪一家制造型企業為了實現數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已存在于生產流程中的不同自動化設備、新型的物聯網設備,如何得到有效的集成、整合;自動化生產過程中強調的現場生產決策和整體業務流程的商業決策平臺,如何真正體現在生產環節;數字化生產轉型過程中對現有車間人員責權利的重新定義,該如何得到有效落地?這一系列相互關聯的數字化轉型挑戰,迫使企業高層管理更加需要對IT基礎架構有一個系統性的全貌認識,從“端到云”的思路去構建一個真正能實時感知、實時執行生產決策的數字化制造。
“端”有千萬種 如何入云
“自動化”一詞,對于制造型企業而言,要早于“信息化”。這兩者所關注的領域在傳統制造行業中也有所不同。前者更加聚焦在生產流程,而后者則針對企業的人、財、物的管理。但對于一個數字化型的企業,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“數字化”生產的第一步。
現已存在的自動化生產設備、新型的工業機器人設備,再加上不同供應商做提供的工控裝置,擺在企業面前的挑戰是,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數據的傳遞和交換,還能夠讓這些信息與企業云計算平臺進行順暢的對接。英特爾正是意識到這種挑戰的急迫性,所以針對工廠生產領域,提供了“物聯網網關”解決方案。它不僅僅能夠實現與各類物聯設備的數據、信息交換,同時它也能夠承擔起各類物聯設備與企業云計算平臺的橋梁作用。
英特爾在其自身的工廠中,通過使用物聯網網關和傳感器來收集和分析數據。這些數據可用于改進自動化流程,例如,連接到外部物聯網網關來收集有關其焊球工藝流程(Ball Attachment Module Process)的準確數據,英特爾成功將傳感器讀數與各種機器和執行系統關聯。根據這些數據作出決定,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。
英特爾物聯網網關的價值實現了生產過程中各種物聯設備的互通以及與云平臺的對接。在基于物聯設備互通的基礎上,企業更加需要的是能夠在一個統一的開放平臺中去感知、管理各類物聯設備。英特爾所提供的SAS1.0、SAS 2.0(Intel System Architecture Specification)兩類開發框架,則從兼顧傳統自動化設備和新型智能裝置出發,給企業實現對物聯設備的感知、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”概念對于生產型企業而言,不僅僅是對應著“商業分析、商業智能”,生產線上的果斷決策判斷,在某種意義上講對企業更為重要。也正是基于這樣的原因,當豐田“授權”給普通員工只要發現故障隱患,就有權按響生產線警示“紅燈”,甚至可以果斷中斷生產流程時,整個制造行業都為豐田的這一舉措驚嘆不已。
然后,無論是生產工藝的復雜性,還是生產效率的提升,人工干預的情景已經不能勝任當下生產流程的要求。企業更加需要的是一個能夠提供自動化生產決策判斷的IT平臺。這種平臺構建,是要基于在物聯設備全部互聯,相應的制造執行系統MES(Manufacturing Execution System)完備的前提下。英特爾為了實現自動化生產監控、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、網絡連接存儲(Network-Attached Storage,簡稱 NAS)和存儲區域網絡(Storage-Area Network,簡稱 SAN)數據存儲設備以及工廠車間內的客戶端設備,以及采用標準軟硬件協議組成的強大 IT基礎平臺。
只有在這樣的一個IT基礎平臺的私有云之中,生產流程所涉及到的決策感知、判斷和制定,才能真正實現自動化、智能化。端到云的構建思路,讓生產過程的數據實時反饋到后臺,生產現場的私有云能夠借助通過內存計算技術實現實時分析和決策制定。這樣的一套完整的生產現場決策系統,讓英特爾工廠在關鍵業務制造流程保持了99.99%的可用度。
從企業經營決策的角度出發,除了生產現場的決策制定之外,市場趨勢的判斷、供應鏈的優化等環節的商業分析也對工廠生產產生影響。工廠本地的IT基礎平臺只有與企業整體的IT資源進行融合、整合,才能讓企業借助大數據技術實現一個全貌的數據分析?;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,也能夠讓企業更充分的借助大數據技術實現商業分析和決策制定。
無人值守生產,如何體現“人”的價值
從物聯設備的互聯互通,到數據、信息順暢接入企業云計算平臺之中,通過這條完整的端到云閉環,企業最終可以實現真正的自動化生產。英特爾對于自身的自動化生產改造目標,構建一個“無人值守”的生產流程。但這是否意味著生產領域中,人的重要性被降低了呢?
人員在自動化生產的過程中,其職責和權利均會發生改變。員工職責描述從單點的監控到整條數字化生產工藝流程的管控;從某一個具象生產環節的管理,到協同制造全局的監控。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工具,例如多種物理形態、技術特性的PC設備,才能夠順暢面對這些挑戰。
從端到云的理念出發,PC是處于一個特殊位置的“端”設備。其與人之間的關聯度最為緊密,因此PC需要根據不同的生產場景和業務特性,與相應的應用平臺進行集成和整合。只有這樣,才能夠讓生產一線的員工價值釋放得最大。
英特爾在工廠數字化轉型過程中,對生產過程中出現的重大突發故障處理環節,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的協同對接,使得員工能夠高效的在CPU特殊生產車間中開展工作。同時,通過使用具備酷睿博銳架構的工業PC設備,讓便不再全球生產線上的工業PC處在一個7*24小時的管控之中。
來源:微信號 ITHowBiz

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