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如何一步一步建设智慧工厂?

www.cechina.cn2017.06.18

  ■逐步实现智能制造
  尽管实施智慧工厂不只可有效改进流程和营运管理,也可促进垂直沟通,但经济现实无法一步到位。因此根据优先级分阶段实施是非常必要的。例如先设法将现有机器和仪器连上网络,以节约能源、增加设备的投资报酬率;接着构建出基于物联网平台的虚实整合系统(CPS),在此架构下增加新的设备www.cechina.cn,然后逐步增加应用项目、发展出完整的智慧工厂结。
  ■连接既有的机器和仪器
  虽然这一步是最大挑战,却是实施智能制造最重要的基础。如果无法将机器和设备连接上网络,工厂便无法采集智慧决策所需的关键数据。可能需要耗费数年光阴CONTROL ENGINEERING China版权所有,才可能达到整厂智能化的目标。
  配备通讯协议汇整转换与区域运行的智能型中间件——物联网网关,将可使得原本未连网的厂区中的各种设备、传感器仪器仪表得以简单快速地整合上网,采集OT端的生产现场数据,并将原本使用Modbus或Zigbee等通讯协议取得的现场数据,通过网关转换为MQTT、DDS或RESTful等物联网可以接受的IT通讯协议传输,将传统设备串连成为物联网系统。


  当设备联机上网后,系统便可从联机设备中采集数据,厂区工作人员可通过现场显示屏检视机器的工作状态,而公司管理人员则可从中央控制室远程监看厂区整体生产状况、各别机器工作状态、环境参数、能源使用状况等重要信息。
  ■节约能源
  部署生产执行、仓储管理、设施监管与能源管理等系统,可监控厂区水、电、煤气及其他能源的使用,进而协助拟定节约能源措施、减少能源使用费用。一旦用户感受到设备联机上网的好处,就可能扩大实施、逐步迈向更完整的智能工厂应用。
  ■可靠的数据分享平台
  到了第二阶段,建立一个数据分享平台可强化物联网功能的整合,并扩大实施智能制造所能得到的效益。一旦数据传输出现故障或错误,就可能造成相当大的财务损失,因此需要可靠的数据分享平台,以确保数据在整个物联网系统内
  ■开发云/雾相关的应用
  一旦数据分享平台就位,设备运行的数据即可送往云端进行大数据分析,并发展新的应用;有些数据分析也可就近在网络的边缘进行,以增加效率,这就是所谓的雾系统(Fog subsystems)。
  例如,通过使用机器学习(Machine Learning)模块CONTROL ENGINEERING China版权所有,可以实施预防性的维护系统(Preventive Maintenance Systems),来预测设备组件的使用寿命,而在故障或停机发生之前就预先维修或更换零件控制工程网版权所有,如此可以把设备故障对生产活动造成的冲击降至最低。
  物联网系统还可进一步将厂区既有的应用项目——如制造执行系统(MES)、能源管理系统(EMS)等,连结到运营管理方面的信息系统,例如企业资源规划(ERP)、库存管理、客户关系管理(CRM)等系统。
  当所有系统及元素都连接、整合成一个大的物联网管理系统时,数据可在各子系统边缘自由流动进出,而得以支持、产生出许多相关的应用。
  管理层可以实时监控所有厂区的生产活动,同时可从云端数据库获得历史统计数据及趋势图。物联网所控制的智能制造有助于加强跨厂区的质量控管www.cechina.cn,并且改善资源分配和库存控制。
  大数据分析实现了数据库的深度探索,可从中获取有价值的情报,以便决策层能够发展出更具有洞察力和预测能力的营运决策。

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