發布日期：2022-07-14 點擊率：154
制造商如何從他們的制造數據中獲得最大的價值?答案是通過制造智能(MI)把制造數據轉換成可執行信息，改善運行效益，提高商業收益。
自動化、現場儀表和網絡技術幾十年的發展產生了巨大的、可用于分析的現場數據。一個大型的制造系統可能包含了上百萬個數據采集點。如何進行數據分析，如何使用分析結果，這都是巨大的挑戰，挑戰的內容包括：
? 數據過濾：在海量的數據中，如何在你遇到問題時，能找到相關的內容?這是令人頭痛的工作，解決不好會降低決策的效率。
? 數據延時：查看昨天的數據不總能幫助你改善今天的生產。
? 數據沒有針對具體用戶：制造企業包含了不同類型的用戶，比如有生產、工程、工廠管理、質量控制、采購、企業管理等人員，他們希望從海量數據中提取對自己有價值的信息。每個用戶需要的數據是不一樣的，因此需要基于角色的數據分析。
? 缺少背景：查看現場的性能指標是非常重要的，諸如：關鍵性能指標(KPI)，而其他影響KPI的變量也很重要，但它們通常不是KPI計算中的一部分。
? 數據不準：報告不正確的數據通常會使用戶對數據缺乏信心。壞數據比沒數據更糟糕。由于存在各種潛在問題，比如：人工采集數據，配置錯誤，數據點貼錯標簽，沒有理解每個數據點的構成等，因此會造成數據不正確。
制造智能面對的挑戰
面對上述的挑戰，要想達到滿意的結果，必須有一個設計周全的計劃。這個計劃應該著重：怎樣把數據轉變成有用的信息。但誰來決定什么信息是有用的?這個答案應該交給用戶，由制造企業決定需要什么信息，這樣有利于幫助用戶更好的制定決策。因此，這個計劃應該在用戶的需求上下功夫，而不是針對海量數據。最佳實踐應該由一系列步驟組成：
1. 為每個用戶角色確定需求和對象。
2. 確定每個用戶如何使用分析結果改進運行。
3. 確定需要的KPI和用于比較的標準格式。
4. 確定數據源：可編程控制器(PLC)、人機界面(HMI)、歷史數據、企業資源計劃(ERP)、客戶關系管理(CRM)、倉儲管理系統(WMS)等。
5. 確定數據表示界面，諸如儀表板、網頁、HMI和適用于用戶智能手機的客戶端。
6. 選擇軟件解決方案，收集、集成和顯示信息。
7. 確定基礎設施與各種技術之間的接口，最終達到企業目標。
8. 計劃和實施示范項目，對各個目標行業進行驗證，為用戶提供指導和幫助。
9. 在所有相關的制造企業逐步推廣。
工業現場的狀況度量
制造企業有各種信息系統幫助員工完成各自的任務。通常，在線工人監視機器運行的生產能力和周期時間，以保證機器的連續運行。而運行人員把生產線的整體設備效能(OEE)或關鍵性能指標(KPI)作為關注對象。維護人員則更加關心機器的各項指標，并進行預測和防止停機。工廠經理也時刻保持著注意力，但他們的焦點是在工廠的收益率和資產的利用率上。
工廠數據像經過一個巨大的漏斗，傳統上基于角色的信息是不能了解整個工廠運行情況的。但如何能夠做到重要角色可以訪問關鍵性生產數據? 甚至讓數據被工廠的不同部門所共享?如果按照老辦法，就是依靠人工傳送手工輸入的生產報表。這種方法效率很低下，而且容易引入人為錯誤。
不斷增長的生產量正在凸顯現場數據的價值 ，反饋的關鍵性能指標(KPI)，會影響企業高層的重大決策。與不同的控制器、人機界面和其他現場系統的通信能夠提供至關重要信息，比如：整體設備效能(OEE)、能源使用情況和其他重要信息。
制造智能是一種策略，可以把自動化與控制系統級別的數據轉換成有分析見解的信息，為企業每個級別的人員提供視覺和洞察。有效的制造智能軟件應該無縫集成多種相關數據，從運行、維護、質量到工廠管理，提供一致的、和諧的商業智能環境。
系統外的功能
今天的制造商能夠使用新軟件保證解決方案的先進性，而且容易在系統外進行安裝和配置。 這些工具能夠訪問、集成和關聯信息，并且可以在儀表板、報告和圖表中顯示，可以用標準的瀏覽器，如通過微軟的IE或其他商用軟件，如Excel就可以觀看。
由于工業標準和統一生產模型(UPM)技術的推動，羅克韋爾自動化的FactoryTalk VantagePoint 制造智能軟件能夠顯示一種緊密結合不同制造數據的畫面，提供了設備、產品、材料和人員之間的背景關系。
UPM把各種制造行業和企業的常用詞匯作為公共參考術語，像“設備”、“批處理”或“制造批”等。UPM能夠對例外條件、目標丟失和計劃偏離等情況對用戶自動發出報警。
UPM的特色是它的分散和集中能力，這意味著原始數據總是保存在它的源中，直接放在控制器和現場儀表中。報告、KPI和儀表板等的顯示總是對數據集中的最新更新。在保證了數據的完整性同時，也維護了一個體系結構。
基于角色的報告
制造智能軟件應收集信息以適應業務的需要，并且給用戶提供基于角色的報告、儀表板和KPI，監督管理人員可以使用網頁瀏覽器觀看。比如：
? 對機器設備的操作員能夠了解正確的周期時間和廢棄速率。
? 工程和維護經理能夠觀看運行效率數據、事件原因分析和設備的可用性。
? 質量經理能夠對選擇工位進行檢查，可進一步了解事件的詳情，查看質量等級，如投產時第一次通過的產量和第一次通過的質量，在線進行質量跟蹤。
? 工廠經理和運行副總裁能夠觀看工廠中各個區域的狀態和數據，諸如產量。
? 高級經理能夠連續監視KPI，評估實時生產信息，并把他們與財務系統相聯系。
因為連接了太多的數據源，嚴格的安保特性對整個系統是必須的，允許用戶保護UPM中的任何項，并且授權誰可以讀、寫、訪問或更改數據。
其他的注意事項
1. 用戶需求。應該與每個用戶組(包括操作員、維護、質量、安全、工廠管理、公司、信息技術部門等)中的代表進行討論，找出什么數據能夠幫助他們在日常的工作中做出更好的決定。
2. 怎樣使用數據。在定義用戶需求的 周期中，任務焦點應該集中于每個需求的信息是如何轉變的，進而是如何改進生產的。這能確保每個人都有自己心中的目標。如果企業具有眼光，應對每個角色功能建檔，提供持續改進機會，他們就建成了保證制造智能成功的基本框架。
3. KPI的標準化。KPI提供了對工廠重要性能指標的一個衡量標準，并且可以與相關數據進行有意義的比較。比如，制造系統對每個應用實例會算出不同的成本指標，因此產生的問題就可以通過有效比較而分析出來。如果大家都說同樣的語言，彼此就能夠很好地溝通和理解，也為進一步提高性能提供了語言環境。
4. 數據源。基于背景的信息需要把不同源的數據集成到一起，供比較分析。比如，能源使用數據與生產產量信息進行比較是有意義的，可以畫出生產數量和能源消耗關系的趨勢圖。另外，每個實例的成本指標，需要來自企業資源計劃(ERP)系統中的勞動成本，來自歷史數據庫的生產數量，來自資產管理的部件成本和來自外部資源的能源成本。
5. 數據表示。現在的技術可以把同樣的信息顯示在不同的界面上，包括網頁、智能手機和大屏幕液晶顯示器(LCD)。制造商應該根據對每種數據的不同需求和用戶對不同信息的消費選擇可用的技術。
6. 軟件解決方案。羅克韋爾自動化的FactoryTalkTM VantagePoint提供了制造智能的各種功能，制造商可以把來自不同地點的實時數據集成在一起，并且以有意義的方式顯示出來。該軟件提供了一種公共界面，便于不同的角色觀看和分析，不需要再使用其他軟件就能獲取KPI，諸如每種應用實例的成本，需要從多個數據源獲取數據。
另外，FactoryTalk VantagePoint可以集成到微軟的SharePoint中，甚至能夠對更大的商業智能數據進行訪問，而且可以利用SharePoint的協同、信息共享、內容管理、搜索、博客、維基、安保等核心能力。
7. 缺口分析。一旦將來的狀態能夠預測，那么就可以評估當前的狀態。針對需要訪問的數據，尋找基礎設施和使用技術中的問題缺口，然后采取措施改進制定的計劃。
8. 概念論證。在大范圍推廣之前，要關注在不同領域中，實施智能制造項目的使用效果。為了達到這個目的，示范項目通常是在小范圍內實施。這樣，示范項目就為制造商提供了系統運行的參考用例，在推廣到整個系統之前獲得很好的經驗。
9. 推廣。一旦示范項目成功實施，而且獲得很好的反饋，就可以制定一個推廣的計劃，對所有愿意使用的用戶提供項目規范。一個不斷改進的計劃應是推廣的一部分，以確保系統能夠根據用戶的需求變化而不斷優化。理想的做法是，制造商指派一個優秀人員引領這項工作。
制造智能是一個非常有價值的工具，能夠推動制造運行的不斷完善。理解和實施最佳實踐，避免滿足現狀的陷阱，在早期就要獲得利益相關者的認可。然后在項目的設計、安裝、調試、運行、維護、培訓各個階段，需要幫助用戶完成所需的功能，兌現制造智能的承諾。
（羅克韋爾自動化（中國）有限公司 華镕）
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