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全面解读智能工厂

点击数: 日期:2016-11-24 09:33:35

建一个网络:信息物理网络系统(CPS)

 

CPS是英文CyberPhysical System的缩写,就是讲物理设备连接到互联网上,让物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能,从而实现虚拟网络世界与现实物理世界的融合,将网络空间的高级计算能力有效的运用于现实世界中,从而在生产制造过程中,与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析,形成可自律操作的智能生产系统。

 

a) CPS可以将系统资源、信息、物体以及人紧密联系在一起,从而创造物联网及相关服务,并将生产工厂转变为一个智能环境 。

b) CPS将提供全面、快捷、安全可靠的服务和应用业务流程,

c) 支持移动终端设备和业务网络中的协同制造、服务、分析和预测流程等。


三个集成

 

三项集成包括:横向集成、纵向集成与端对端的集成。

 

【纵向集成】

 

纵向集成不是一个新话题,企业信息化发展经历了部门需求、单体应用到协同应用的一个历程,伴随着信息技术与工业融合发展常讲常新,换句话说,企业信息化在各个部门发展阶段的里程碑,就是企业内部信息流、资金流和物流的集成,是在哪一个层次、哪一个环节、哪一个水平上的集成,是生产环节上的集成(如研发设计内部信息集成),还是跨环节的集成(如研发设计与制造环节的集成),还是产品全生命周期的(如产品研发、设计、计划、工艺到生产、服务的全生命周期的信息集成)。简单点说,纵向集成就是解决企业内部信息孤岛的集成,工业4.0所要追求的就是在企业内部实现所有环节信息无缝链接,这是所有智能化的基础。

 

【横向集成】

 

横向集成是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合,是为了实现各企业间的无缝合作,提供实时产品与服务。在市场竞争牵引和信息技术创新驱动下,每一个企业都是在追求生产过中的信息流、资金流、物流无缝链接与有机协同,在过去这一目标主要集中在企业内部,但现在远远不够了,企业要实现新的目标:从企业内部的信息集成向产业链信息集成,从企业内部协同研发体系到企业间的研发网络,从企业内部的供应链管理与企业间的协同供应链管理,从企业内部的价值链重构向企业间的价值链重构。横向集成是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合,为实现各企业间的无缝合作,提供实时产品与服务,推动企业间研产供销、经营管理与生产控制、业务与财务全流程的无缝衔接和综合集成,实现产品开发、生产制造、经营管理等在不同的企业间的信息共享和业务协同。

 

横向集成主要实现企业与企业之间、企业与售出产品之间(如车联网)的协同,将企业内部的业务信息向企业以外的供应商、经销商、用户进行延伸,实现人与人、人与系统、人与设备之间的集成,从而形成一个智能的虚拟企业网络。制造业普遍存在的工程变更协同流程就是这样一个典型的横向集成应用场景。

 

【端到端的集成】

 

端对端集成是指贯穿整个价值链的工程化数字集成,是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合,这将最大限度地实现个性化定制,从某种意义上来讲,端到端的集成是一个新理念,各界对于端到端集成有不同的理解。

 

什么是端到端?顾名思义,所谓端到端就是围绕产品全生命周期,流程从一个端头(点)到另外一个端头(点),中间是连贯的,不会出现局部流程、片段流程,没有断点。从企业层面来看,ERP系统、PDM系统、组织、设备、生产线、供应商、经销商、用户、产品使用现场(汽车、工程机械使用现场)等围绕整个产品生命周期的价值链上管理和服务都是整个CPS信息物理网络需要连接的端头(点)。

 

端到端集成就是把所有该连接的端头(点)都集成互联起来,通过价值链上不同企业资源的整合,实现从产品设计、生产制造、物流配送、使用维护的产品全生命周期的管理和服务,它以产品价值链创造集成供应商(一级、二级、三级……)、制造商(研发、设计、加工、配送)、分销商(一级、二级、三级……)以及客户信息流、物流和资金流,在为客户提供更有价值的产品和服务同时,重构产业链各环节的价值体系。

 

由于整个产业生态圈中的每一个端头所讲的语言(通讯协议)都不一样,数据采集格式、采集频率也不一样,要让这些异构的端头都连接起来,实现互联互通、相互感知,因此就需要一个能够做到“同声翻译”的平台,这个同声翻译平台就是企业服务总线,在这样一个平台上实现书同文、车同轨。这样就解决的集成的最大障碍,实现互联互通就容易了。

 

端到端的集成即可以是内部的纵向集成内容,也可以是外部的企业与企业之间的横向集成内容,关注点在流程的整合上,比如提供用户订单的全程跟踪协同流程,将用户、企业、第三方物流、售后服务等产品全生命周期服务的端到端集成。

 

大数据分析

 

“工业4.0”时代,制造企业的数据将会呈现爆炸式增长态势。随着信息物理系统(CPS)的推广、智能装备和终端的普及以及各种各样传感器的使用,将会带来无所不在的感知和无所不在的连接,所有的生产装备、感知设备、联网终端,包括生产者本身都在源源不断地产生数据,这些数据将会渗透到企业运营、价值链乃至产品的整个生命周期,是工业4.0和制造革命的基石。

 

严格来说,按照大数据定义为”每天产生的数据量达到1T”来看,企业管理信息网中(ERP/PDM/CRM/HR等)的数据都不算大数据,所以很多制造企业都感觉大数据分析不够接地气,但是通过传感器随时随地采集到的生产设备的运行数据、产品运行过程中产生的数据(如车联网收集到的车辆运行数据)可以称得上大数据,有了这些大数据,我们需要的就是建模、分析加以利用。这样大数据分析就能够很好的帮助企业、提升企业。

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