制造商如何從他們的制造數(shù)據(jù)中獲得最大的價(jià)值?答案是通過(guò)制造智能(MI)把制造數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行信息，改善運(yùn)行效益，提高商業(yè)收益。
自動(dòng)化、現(xiàn)場(chǎng)儀表和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)幾十年的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的、可用于分析的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。一個(gè)大型的制造系統(tǒng)可能包含了上百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。如何進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，如何使用分析結(jié)果，這都是巨大的挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)的內(nèi)容包括：
? 數(shù)據(jù)過(guò)濾：在海量的數(shù)據(jù)中，如何在你遇到問(wèn)題時(shí)，能找到相關(guān)的內(nèi)容?這是令人頭痛的工作，解決不好會(huì)降低決策的效率。
? 數(shù)據(jù)延時(shí)：查看昨天的數(shù)據(jù)不總能幫助你改善今天的生產(chǎn)。
? 數(shù)據(jù)沒(méi)有針對(duì)具體用戶：制造企業(yè)包含了不同類型的用戶，比如有生產(chǎn)、工程、工廠管理、質(zhì)量控制、采購(gòu)、企業(yè)管理等人員，他們希望從海量數(shù)據(jù)中提取對(duì)自己有價(jià)值的信息。每個(gè)用戶需要的數(shù)據(jù)是不一樣的，因此需要基于角色的數(shù)據(jù)分析。
? 缺少背景：查看現(xiàn)場(chǎng)的性能指標(biāo)是非常重要的，諸如：關(guān)鍵性能指標(biāo)(KPI)，而其他影響KPI的變量也很重要，但它們通常不是KPI計(jì)算中的一部分。
? 數(shù)據(jù)不準(zhǔn)：報(bào)告不正確的數(shù)據(jù)通常會(huì)使用戶對(duì)數(shù)據(jù)缺乏信心。壞數(shù)據(jù)比沒(méi)數(shù)據(jù)更糟糕。由于存在各種潛在問(wèn)題，比如：人工采集數(shù)據(jù)，配置錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)點(diǎn)貼錯(cuò)標(biāo)簽，沒(méi)有理解每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的構(gòu)成等，因此會(huì)造成數(shù)據(jù)不正確。
制造智能面對(duì)的挑戰(zhàn)
面對(duì)上述的挑戰(zhàn)，要想達(dá)到滿意的結(jié)果，必須有一個(gè)設(shè)計(jì)周全的計(jì)劃。這個(gè)計(jì)劃應(yīng)該著重：怎樣把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成有用的信息。但誰(shuí)來(lái)決定什么信息是有用的?這個(gè)答案應(yīng)該交給用戶，由制造企業(yè)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(gè)計(jì)劃應(yīng)該在用戶的需求上下功夫，而不是針對(duì)海量數(shù)據(jù)。最佳實(shí)踐應(yīng)該由一系列步驟組成：
1. 為每個(gè)用戶角色確定需求和對(duì)象。
2. 確定每個(gè)用戶如何使用分析結(jié)果改進(jìn)運(yùn)行。
3. 確定需要的KPI和用于比較的標(biāo)準(zhǔn)格式。
4. 確定數(shù)據(jù)源：可編程控制器(PLC)、人機(jī)界面(HMI)、歷史數(shù)據(jù)、企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)、客戶關(guān)系管理(CRM)、倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)(WMS)等。
5. 確定數(shù)據(jù)表示界面，諸如儀表板、網(wǎng)頁(yè)、HMI和適用于用戶智能手機(jī)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(chǔ)設(shè)施與各種技術(shù)之間的接口，最終達(dá)到企業(yè)目標(biāo)。
8. 計(jì)劃和實(shí)施示范項(xiàng)目，對(duì)各個(gè)目標(biāo)行業(yè)進(jìn)行驗(yàn)證，為用戶提供指導(dǎo)和幫助。
9. 在所有相關(guān)的制造企業(yè)逐步推廣。
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的狀況度量
制造企業(yè)有各種信息系統(tǒng)幫助員工完成各自的任務(wù)。通常，在線工人監(jiān)視機(jī)器運(yùn)行的生產(chǎn)能力和周期時(shí)間，以保證機(jī)器的連續(xù)運(yùn)行。而運(yùn)行人員把生產(chǎn)線的整體設(shè)備效能(OEE)或關(guān)鍵性能指標(biāo)(KPI)作為關(guān)注對(duì)象。維護(hù)人員則更加關(guān)心機(jī)器的各項(xiàng)指標(biāo)，并進(jìn)行預(yù)測(cè)和防止停機(jī)。工廠經(jīng)理也時(shí)刻保持著注意力，但他們的焦點(diǎn)是在工廠的收益率和資產(chǎn)的利用率上。
工廠數(shù)據(jù)像經(jīng)過(guò)一個(gè)巨大的漏斗，傳統(tǒng)上基于角色的信息是不能了解整個(gè)工廠運(yùn)行情況的。但如何能夠做到重要角色可以訪問(wèn)關(guān)鍵性生產(chǎn)數(shù)據(jù)? 甚至讓數(shù)據(jù)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(chǎn)報(bào)表。這種方法效率很低下，而且容易引入人為錯(cuò)誤。
不斷增長(zhǎng)的生產(chǎn)量正在凸顯現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的價(jià)值 ，反饋的關(guān)鍵性能指標(biāo)(KPI)，會(huì)影響企業(yè)高層的重大決策。與不同的控制器、人機(jī)界面和其他現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的通信能夠提供至關(guān)重要信息，比如：整體設(shè)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(dòng)化與控制系統(tǒng)級(jí)別的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有分析見(jiàn)解的信息，為企業(yè)每個(gè)級(jí)別的人員提供視覺(jué)和洞察。有效的制造智能軟件應(yīng)該無(wú)縫集成多種相關(guān)數(shù)據(jù)，從運(yùn)行、維護(hù)、質(zhì)量到工廠管理，提供一致的、和諧的商業(yè)智能環(huán)境。
系統(tǒng)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(jìn)性，而且容易在系統(tǒng)外進(jìn)行安裝和配置。 這些工具能夠訪問(wèn)、集成和關(guān)聯(lián)信息，并且可以在儀表板、報(bào)告和圖表中顯示，可以用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器，如通過(guò)微軟的IE或其他商用軟件，如Excel就可以觀看。
由于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一生產(chǎn)模型(UPM)技術(shù)的推動(dòng)，羅克韋爾自動(dòng)化的FactoryTalk VantagePoint 制造智能軟件能夠顯示一種緊密結(jié)合不同制造數(shù)據(jù)的畫面，提供了設(shè)備、產(chǎn)品、材料和人員之間的背景關(guān)系。
UPM把各種制造行業(yè)和企業(yè)的常用詞匯作為公共參考術(shù)語(yǔ)，像“設(shè)備”、“批處理”或“制造批”等。UPM能夠?qū)鈼l件、目標(biāo)丟失和計(jì)劃偏離等情況對(duì)用戶自動(dòng)發(fā)出報(bào)警。
UPM的特色是它的分散和集中能力，這意味著原始數(shù)據(jù)總是保存在它的源中，直接放在控制器和現(xiàn)場(chǎng)儀表中。報(bào)告、KPI和儀表板等的顯示總是對(duì)數(shù)據(jù)集中的最新更新。在保證了數(shù)據(jù)的完整性同時(shí)，也維護(hù)了一個(gè)體系結(jié)構(gòu)。
基于角色的報(bào)告
制造智能軟件應(yīng)收集信息以適應(yīng)業(yè)務(wù)的需要，并且給用戶提供基于角色的報(bào)告、儀表板和KPI，監(jiān)督管理人員可以使用網(wǎng)頁(yè)瀏覽器觀看。比如：
? 對(duì)機(jī)器設(shè)備的操作員能夠了解正確的周期時(shí)間和廢棄速率。
? 工程和維護(hù)經(jīng)理能夠觀看運(yùn)行效率數(shù)據(jù)、事件原因分析和設(shè)備的可用性。
? 質(zhì)量經(jīng)理能夠?qū)x擇工位進(jìn)行檢查，可進(jìn)一步了解事件的詳情，查看質(zhì)量等級(jí)，如投產(chǎn)時(shí)第一次通過(guò)的產(chǎn)量和第一次通過(guò)的質(zhì)量，在線進(jìn)行質(zhì)量跟蹤。
? 工廠經(jīng)理和運(yùn)行副總裁能夠觀看工廠中各個(gè)區(qū)域的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，諸如產(chǎn)量。
? 高級(jí)經(jīng)理能夠連續(xù)監(jiān)視KPI，評(píng)估實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息，并把他們與財(cái)務(wù)系統(tǒng)相聯(lián)系。
因?yàn)檫B接了太多的數(shù)據(jù)源，嚴(yán)格的安保特性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)是必須的，允許用戶保護(hù)UPM中的任何項(xiàng)，并且授權(quán)誰(shuí)可以讀、寫、訪問(wèn)或更改數(shù)據(jù)。
其他的注意事項(xiàng)
1. 用戶需求。應(yīng)該與每個(gè)用戶組(包括操作員、維護(hù)、質(zhì)量、安全、工廠管理、公司、信息技術(shù)部門等)中的代表進(jìn)行討論，找出什么數(shù)據(jù)能夠幫助他們?cè)谌粘５墓ぷ髦凶龀龈玫臎Q定。
2. 怎樣使用數(shù)據(jù)。在定義用戶需求的 周期中，任務(wù)焦點(diǎn)應(yīng)該集中于每個(gè)需求的信息是如何轉(zhuǎn)變的，進(jìn)而是如何改進(jìn)生產(chǎn)的。這能確保每個(gè)人都有自己心中的目標(biāo)。如果企業(yè)具有眼光，應(yīng)對(duì)每個(gè)角色功能建檔，提供持續(xù)改進(jìn)機(jī)會(huì)，他們就建成了保證制造智能成功的基本框架。
3. KPI的標(biāo)準(zhǔn)化。KPI提供了對(duì)工廠重要性能指標(biāo)的一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，并且可以與相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有意義的比較。比如，制造系統(tǒng)對(duì)每個(gè)應(yīng)用實(shí)例會(huì)算出不同的成本指標(biāo)，因此產(chǎn)生的問(wèn)題就可以通過(guò)有效比較而分析出來(lái)。如果大家都說(shuō)同樣的語(yǔ)言，彼此就能夠很好地溝通和理解，也為進(jìn)一步提高性能提供了語(yǔ)言環(huán)境。
4. 數(shù)據(jù)源。基于背景的信息需要把不同源的數(shù)據(jù)集成到一起，供比較分析。比如，能源使用數(shù)據(jù)與生產(chǎn)產(chǎn)量信息進(jìn)行比較是有意義的，可以畫出生產(chǎn)數(shù)量和能源消耗關(guān)系的趨勢(shì)圖。另外，每個(gè)實(shí)例的成本指標(biāo)，需要來(lái)自企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)系統(tǒng)中的勞動(dòng)成本，來(lái)自歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的生產(chǎn)數(shù)量，來(lái)自資產(chǎn)管理的部件成本和來(lái)自外部資源的能源成本。
5. 數(shù)據(jù)表示。現(xiàn)在的技術(shù)可以把同樣的信息顯示在不同的界面上，包括網(wǎng)頁(yè)、智能手機(jī)和大屏幕液晶顯示器(LCD)。制造商應(yīng)該根據(jù)對(duì)每種數(shù)據(jù)的不同需求和用戶對(duì)不同信息的消費(fèi)選擇可用的技術(shù)。
6. 軟件解決方案。羅克韋爾自動(dòng)化的FactoryTalkTM VantagePoint提供了制造智能的各種功能，制造商可以把來(lái)自不同地點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成在一起，并且以有意義的方式顯示出來(lái)。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(yīng)用實(shí)例的成本，需要從多個(gè)數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)。
另外，F(xiàn)actoryTalk VantagePoint可以集成到微軟的SharePoint中，甚至能夠?qū)Ω蟮纳虡I(yè)智能數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，而且可以利用SharePoint的協(xié)同、信息共享、內(nèi)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(lái)的狀態(tài)能夠預(yù)測(cè)，那么就可以評(píng)估當(dāng)前的狀態(tài)。針對(duì)需要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，尋找基礎(chǔ)設(shè)施和使用技術(shù)中的問(wèn)題缺口，然后采取措施改進(jìn)制定的計(jì)劃。
8. 概念論證。在大范圍推廣之前，要關(guān)注在不同領(lǐng)域中，實(shí)施智能制造項(xiàng)目的使用效果。為了達(dá)到這個(gè)目的，示范項(xiàng)目通常是在小范圍內(nèi)實(shí)施。這樣，示范項(xiàng)目就為制造商提供了系統(tǒng)運(yùn)行的參考用例，在推廣到整個(gè)系統(tǒng)之前獲得很好的經(jīng)驗(yàn)。
9. 推廣。一旦示范項(xiàng)目成功實(shí)施，而且獲得很好的反饋，就可以制定一個(gè)推廣的計(jì)劃，對(duì)所有愿意使用的用戶提供項(xiàng)目規(guī)范。一個(gè)不斷改進(jìn)的計(jì)劃應(yīng)是推廣的一部分，以確保系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的需求變化而不斷優(yōu)化。理想的做法是，制造商指派一個(gè)優(yōu)秀人員引領(lǐng)這項(xiàng)工作。
制造智能是一個(gè)非常有價(jià)值的工具，能夠推動(dòng)制造運(yùn)行的不斷完善。理解和實(shí)施最佳實(shí)踐，避免滿足現(xiàn)狀的陷阱，在早期就要獲得利益相關(guān)者的認(rèn)可。然后在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)、培訓(xùn)各個(gè)階段，需要幫助用戶完成所需的功能，兌現(xiàn)制造智能的承諾。
（羅克韋爾自動(dòng)化（中國(guó)）有限公司 華镕）
