近幾年，伴隨著信息技術向工業(ye)(ye)(ye)滲透，工業(ye)(ye)(ye)大(da)數據(ju)、工業(ye)(ye)(ye)物聯(lian)網、數字(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)工廠、工業(ye)(ye)(ye)互聯(lian)網平臺(tai)等一批新的(de)(de)智(zhi)能(neng)制造方(fang)案開始成為熱門詞匯。不過我(wo)國(guo)制造業(ye)(ye)(ye)門類(lei)齊全，各行(xing)(xing)各業(ye)(ye)(ye)都有，而且數字(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)(he)智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)程度各不相(xiang)同，不同企業(ye)(ye)(ye)適合(he)不同的(de)(de)方(fang)案。為方(fang)便(bian)對制造企業(ye)(ye)(ye)的(de)(de)數字(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)(he)智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)進(jin)行(xing)(xing)分析，億歐智(zhi)庫認(ren)為可以將企業(ye)(ye)(ye)數字(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)和(he)(he)智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)(hua)(hua)劃分成四大(da)階段進(jin)行(xing)(xing)討論(lun)。

一、自動化產線與生產裝備

不(bu)論是離散制造企(qi)業(ye)(ye)(ye)，還是流程加工企(qi)業(ye)(ye)(ye)，使用自動(dong)化(hua)裝備進行生(sheng)(sheng)產(chan)，也就是實現(xian)工廠的(de)(de)裝備自動(dong)化(hua)，都(dou)是智能制造的(de)(de)基(ji)本方(fang)式。自動(dong)化(hua)行業(ye)(ye)(ye)發(fa)展了很多年，很多行業(ye)(ye)(ye)都(dou)有專門的(de)(de)自動(dong)化(hua)解(jie)決方(fang)案商，近兩年機器(qi)人也被越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)(de)企(qi)業(ye)(ye)(ye)所采用。使用自動(dong)化(hua)裝備實現(xian)機器(qi)換人，直觀地提(ti)升(sheng)生(sheng)(sheng)產(chan)效率，只要投資回收期在可接(jie)受(shou)范(fan)圍(wei)內，是企(qi)業(ye)(ye)(ye)最了解(jie)，也意愿最強的(de)(de)升(sheng)級(ji)改造方(fang)案。

二、設備聯網與數據采集

智能化(hua)生(sheng)產(chan)以信息化(hua)為基(ji)礎，而(er)將工廠里(li)各式設(she)備接入網絡，采(cai)集(ji)設(she)備的(de)(de)數據，則是信息化(hua)的(de)(de)基(ji)礎。針對不同工業設(she)備，數據采(cai)集(ji)有不同的(de)(de)方式：

有數(shu)據接口的設備(bei)，如機器人，機床，PLC控(kong)制器，智能(neng)化儀器儀表等，將設備(bei)數(shu)據傳(chuan)輸(shu)到網關。

沒有(you)現(xian)成(cheng)數據的設備，通(tong)過安(an)裝傳(chuan)感器或進行智能(neng)化改造，增加通(tong)訊能(neng)力，基于有(you)線或無線方式(shi)，將(jiang)數據傳(chuan)輸到網關(guan)。

數(shu)據傳(chuan)輸到網關后，網關基于邊緣計(ji)算進行數(shu)據就(jiu)地分(fen)析(xi)和存儲(chu)，或(huo)將數(shu)據、分(fen)析(xi)結果匯總，通過有(you)(you)(you)線(xian)或(huo)無線(xian)的(de)方式，傳(chuan)輸到公有(you)(you)(you)或(huo)私有(you)(you)(you)云服務(wu)器進行顯示和后續(xu)分(fen)析(xi)。

設備(bei)的(de)(de)聯網接(jie)入需要達成(cheng)(cheng)三個層(ceng)次(ci)：互(hu)聯（硬件(jian)接(jie)口(kou)的(de)(de)連(lian)接(jie)）、互(hu)通（軟(ruan)件(jian)層(ceng)面的(de)(de)數據格式與規范(fan)）、語義(yi)互(hu)操作（語義(yi)的(de)(de)定義(yi)與規范(fan)），其(qi)中前兩個層(ceng)次(ci)相對簡(jian)單，第三個層(ceng)次(ci)由于標準不(bu)統一，實現起來較難，不(bu)過也有OPC UA等(deng)協(xie)議正逐步成(cheng)(cheng)為推薦的(de)(de)規范(fan)標準。

三、數據打通與直接應用

1.新型(xing)MES/ERP軟件(jian)

除了設備(bei)處采集的(de)數(shu)據(ju)，工(gong)廠(chang)(chang)(chang)生(sheng)(sheng)產(chan)管(guan)理(li)軟(ruan)件(jian)中，也存在很(hen)多(duo)(duo)數(shu)據(ju)。過(guo)去這些(xie)數(shu)據(ju)以離散(san)的(de)數(shu)據(ju)孤島存在，彼此(ci)信(xin)息隔離，各級管(guan)理(li)數(shu)據(ju)不能很(hen)好的(de)綜合分析。如今一些(xie)企業開始通(tong)過(guo)新(xin)型管(guan)理(li)軟(ruan)件(jian)，對工(gong)廠(chang)(chang)(chang)的(de)數(shu)據(ju)進行整合打通(tong)，并在此(ci)基(ji)礎上提供更高效(xiao)的(de)信(xin)息傳遞、生(sheng)(sheng)產(chan)管(guan)理(li)和(he)協同。新(xin)形(xing)態管(guan)理(li)軟(ruan)件(jian)名(ming)稱以MES/ERP等呈現，但(dan)功(gong)能基(ji)本是(shi)實現過(guo)去MES、ERP、CRM甚至(zhi)OA等功(gong)能的(de)綜合集成。很(hen)多(duo)(duo)企業提供給工(gong)廠(chang)(chang)(chang)的(de)通(tong)常不只是(shi)一套軟(ruan)件(jian)，而是(shi)整套工(gong)廠(chang)(chang)(chang)改造的(de)解(jie)決方案。

2.遠程運維系統

基(ji)于設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)聯網，一些企業為(wei)自家產(chan)品(pin)或(huo)裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)(bei)制造企業提供(gong)裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)(bei)遠(yuan)(yuan)程運維解(jie)決(jue)方案(an)。通過在裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)(bei)中加裝(zhuang)物聯網設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)，使裝(zhuang)備(bei)(bei)(bei)(bei)廠商可(ke)以(yi)遠(yuan)(yuan)程隨時隨地對設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)進行(xing)監(jian)控、升級和維護等操(cao)作，更(geng)好的(de)了解(jie)產(chan)品(pin)的(de)使用狀況，完成產(chan)品(pin)全生(sheng)命周期(qi)的(de)信息收(shou)集，指導產(chan)品(pin)設(she)計(ji)和售后(hou)服務(wu)。基(ji)于可(ke)以(yi)遠(yuan)(yuan)程監(jian)控的(de)指標如(ru)：設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)分布，狀態，用戶(hu)活躍(yue)度監(jian)測(ce)；行(xing)業、地區、企業用量統計(ji)分析(xi)；遠(yuan)(yuan)程異(yi)常報警，故障分析(xi)，授權開關機設(she)備(bei)(bei)(bei)(bei)監(jian)測(ce)等。

在設備聯(lian)網(wang)的(de)基(ji)礎上，還可以開展諸如設備租賃、設備保險、精準(zhun)供應鏈等創(chuang)新業務。

3.AR輔助作業

AR眼(yan)鏡可以在(zai)不影響工(gong)人雙手操(cao)作(zuo)的(de)情(qing)況(kuang)下進(jin)行(xing)信(xin)息(xi)顯示，在(zai)工(gong)人進(jin)行(xing)生產操(cao)作(zuo)、操(cao)作(zuo)培訓、設備(bei)巡(xun)檢、設備(bei)維修(xiu)等場景時，AR眼(yan)鏡額外提供(gong)設備(bei)的(de)圖紙(zhi)、運行(xing)數據(ju)、結構(gou)原理、操(cao)作(zuo)步驟等信(xin)息(xi)引導或(huo)輔助操(cao)作(zuo)人員執行(xing)操(cao)作(zuo)。還可以基于AR眼(yan)鏡，將現(xian)場圖像傳給遠(yuan)程(cheng)專(zhuan)家(jia)，方便遠(yuan)程(cheng)專(zhuan)家(jia)實時指(zhi)導。

四、數據智能分析與應用

1.工業大數據

大數據技(ji)術興起后，誕(dan)生(sheng)了一(yi)批以工業大數據應用(yong)為(wei)核心應用(yong)方向(xiang)的(de)(de)企業，開展在工業的(de)(de)各(ge)個領(ling)域的(de)(de)應用(yong)，主要(yao)應用(yong)方向(xiang)有：預防性(xing)(xing)維(wei)修(xiu)、智(zhi)(zhi)能生(sheng)產(chan)優(you)化(hua)、智(zhi)(zhi)慧(hui)供應鏈(lian)、智(zhi)(zhi)能營銷等，其中側重生(sheng)產(chan)環節的(de)(de)主要(yao)是預防性(xing)(xing)維(wei)修(xiu)和生(sheng)產(chan)環節優(you)化(hua)。

預防(fang)性(xing)維修主要面向(xiang)(xiang)設(she)(she)備(bei)的(de)運用環節(jie)，基于(yu)進行(xing)(xing)灰度建模(mo)，提前(qian)對故障(zhang)進行(xing)(xing)預測，減少設(she)(she)備(bei)停機，提高設(she)(she)備(bei)利用率，避免停機損失(shi)，將設(she)(she)備(bei)維修從事后維修轉向(xiang)(xiang)預防(fang)性(xing)維修。生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)優化是在制(zhi)造過(guo)程(cheng)數(shu)(shu)(shu)字化監控的(de)基礎上(shang)，用大數(shu)(shu)(shu)據、人(ren)工(gong)(gong)智能算法建立模(mo)型，研究(jiu)不同參(can)數(shu)(shu)(shu)變化對設(she)(she)備(bei)狀態與(yu)整體生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)影響(xiang)，并根據實時數(shu)(shu)(shu)據與(yu)現場工(gong)(gong)況動態調優，提供智能設(she)(she)備(bei)故障(zhang)預警(jing)、工(gong)(gong)藝參(can)數(shu)(shu)(shu)最優推薦、降低能耗、提升(sheng)良品率等一(yi)項(xiang)(xiang)或多項(xiang)(xiang)功能。

2.數字化雙胞胎

在(zai)(zai)工廠(chang)全面數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)的基礎(chu)上，產(chan)(chan)品(pin)研發類(lei)企業(ye)通過數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)(tai)，從而實現更高(gao)階段智能(neng)化(hua)(hua)(hua)邁進。數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)(tai)以數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)方(fang)式為真實產(chan)(chan)品(pin)、設備、工廠(chang)等物理對(dui)象創建虛擬模(mo)型，模(mo)擬其在(zai)(zai)現實環境中(zhong)(zhong)(zhong)的行為特征，創建對(dui)應的仿(fang)真數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)模(mo)型，完整(zheng)(zheng)真實在(zai)(zai)數(shu)字(zi)世界中(zhong)(zhong)(zhong)再現整(zheng)(zheng)個企業(ye)，使企業(ye)在(zai)(zai)實際(ji)投(tou)入生(sheng)產(chan)(chan)之前即(ji)能(neng)在(zai)(zai)虛擬環境中(zhong)(zhong)(zhong)優化(hua)(hua)(hua)、仿(fang)真和測試，在(zai)(zai)生(sheng)產(chan)(chan)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)也可同步優化(hua)(hua)(hua)整(zheng)(zheng)個企業(ye)流(liu)程(cheng)。數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)(tai)具體包括(kuo)“產(chan)(chan)品(pin)數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)(tai)”、“生(sheng)產(chan)(chan)工藝流(liu)程(cheng)數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)(tai)”和“設備數(shu)字(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)(tai)”三(san)個領域。

以(yi)上(shang)四個階段(duan)(duan)(duan)并不(bu)(bu)(bu)是(shi)嚴格(ge)按順序進行(xing)的(de)(de)(de)，各階段(duan)(duan)(duan)不(bu)(bu)(bu)是(shi)孤立的(de)(de)(de)，邊(bian)界比較模糊，很多(duo)(duo)具體應用方(fang)(fang)案(an)(an)可能(neng)跨(kua)越(yue)其(qi)中多(duo)(duo)個階段(duan)(duan)(duan)。工(gong)(gong)廠的(de)(de)(de)改造(zao)也不(bu)(bu)(bu)一定都是(shi)從自(zi)動化裝(zhuang)備開始。多(duo)(duo)數(shu)(shu)情(qing)況下客(ke)戶(hu)工(gong)(gong)廠需要的(de)(de)(de)方(fang)(fang)案(an)(an)跨(kua)越(yue)了數(shu)(shu)字化改造(zao)的(de)(de)(de)多(duo)(duo)個階段(duan)(duan)(duan)，但不(bu)(bu)(bu)同供應商的(de)(de)(de)業務側(ce)重點和覆蓋范圍各不(bu)(bu)(bu)相同，不(bu)(bu)(bu)少供應商或工(gong)(gong)廠實施的(de)(de)(de)是(shi)跨(kua)越(yue)多(duo)(duo)階段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)案(an)(an)，但自(zi)身技(ji)術和能(neng)力(li)會側(ce)重其(qi)中某個階段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作。也有一些企(qi)業聲稱提(ti)供智能(neng)工(gong)(gong)廠整體解決方(fang)(fang)案(an)(an)。

在單個(ge)工廠數字化(hua)的基礎上(shang)(shang)，工廠還可以通(tong)過C2M模式與消費者建立連(lian)接，通(tong)過工業(ye)互聯網平(ping)臺(tai)，與整個(ge)行業(ye)和產業(ye)上(shang)(shang)下游建立起連(lian)接。