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统一命名空间 (UNS)——制造企业实施数字化转型的基石

作者: Kudzai Manditereza2025.03.07阅读 1105

  在复杂的现代制造业世界中,许多系统和人员共同协作生产产品和提供服务,在确保长期可持续性的同时努力实现利润最大化。这些系统涵盖了从控制和监控生产过程的车间设备,到管理业务运营的顶层企业应用的所有内容。为了优化效率成本效益和质量,这些系统在履行特定职责时必须无缝交换信息控制工程网版权所有,而统一命名空间(Unified Namespace,简称UNS)可以提供帮助,实现和谐的数字化互动,从而推动盈利能力的提升。
  统一命名空间的定义和架构
  在制造企业内,这种数据集成的有效性取决于各系统所使用的方法。UNS是一种数据集成概念和解决方案,使制造商能够组织所有信息源和消费者,以反映企业的实际架构。整个企业信息架构的标准化可以确保任何理解该结构的系统控制工程网版权所有,都可以轻松定位或提供另一方所需的信息(图1)。

  图1:该图是统一命名空间(UNS)架构的简化示意图,它展示了UNS如何使用开放通信连接不同的系统,如控制系统、制造执行系统(MES)、生产流程和企业资源规划(ERP)系统。
  通过将信息集中在一个中心,UNS确保所有系统在任何给定时间都可以从单一事实来源轻松访问数据。数据不是孤立在制造运营的不同系统中,而是在通用语言和数据平台中组织和组合数据,使其看起来都存储在一个位置。提供统一的视图可促进部门、团队和利益相关者之间的协作,并鼓励采用统一的方法来解决问题和流程优化。
  UNS不仅保存了业务结构,还保存了所有系统的当前状态,使数据驱动决策成为运营中不可或缺的一个方面。归根结底CONTROL ENGINEERING China版权所有,UNS是制造企业成功实施数字化转型战略的基石,有助于提高效率、质量和盈利能力。
  制造业对UNS的需求
  由于制造业努力应对数据孤岛和不同系统的挑战,企业对UNS的需求越来越明显。传统的制造运营通常涉及多个孤立的系统,这些系统不容易相互集成和通信,从而阻碍数据的有效共享和分析(图2)。

  图2:传统架构的简化图揭示了组织中制造运营系统和其它跨层连接系统的不足。
  这种互操作性的缺乏会导致效率低下,并使组织难以全面查看其运营。随着制造过程的复杂性不断上升,以及物联网(IoT)设备、自动化和人工智能(AI)等先进技术的引入,对更精简、集成的数据管理方法(如unf)的需求变得更加重要。
  实时数据分析在制造业中越来越重要,这进一步强化了UNS的必要性。在一个快速决策和响应能力至关重要的行业中,即时访问实时数据至关重要。UNS使得企业可以打破数据孤岛,将不同来源的信息整合到一个可访问的数据模型中。
  这种统一的数据模型能够实现更高效的分析和更明智的决策,使组织能够优化运营,最大限度地减少停机时间,并快速响应市场状况的变化。用UNS取代传统的工业数据架构,制造商可以克服孤立系统带来的挑战,并发挥数据的全部潜力来推动创新、生产力和盈利能力。
  UNS如何提高效率?
  在提高制造企业的效率方面,UNS带来了诸多好处。将各种来源和格式的数据整合到一个标准化的结构中,UNS可以消除数据孤岛和不一致,促进业务应用和生产车间系统之间的无缝数据交换。通过标准化和开放的协议(如消息队列遥测传输(MQTT)),可以增强不同系统之间的通信,简化信息交换,促进更快、更高效的决策过程。
  由于 UNS 对底层系统进行了抽象,因此简化了新设备、系统和技术与现有制造企业基础设施的集成和整合。这种可扩展性使制造商能够采用新技术和最佳实践,以无中断的方式持续推动过程优化和效率。
  此外,整合数据和简化通信为实时分析和监控铺平了道路,使制造商能够及时发现瓶颈和低效。这将实现更明智的决策和快速优化。此外,UNS为高级分析(如预测性维护)打下了良好的基础,使制造商能够预测设备何时需要维护,减少停机时间并进一步优化过程。
  实施UNS带来的产品质量提升
  在生产过程中遵守质量标准的最低要求是消除纸质记录中的人工数据处理和输入错误。UNS可促进用于质量管理的不同系统的自动化和数字化数据集成,如实验室信息管理系统 (LIMS)、纠正和预防措施系统 (CAPA) 和制造执行系统 (MES)。
  UNS提供的实时、全面的数据视图(图3),使制造商能够使用先进的数据探索工具,快速检测可能表明生产过程中存在质量问题或效率低下的模式、相关性、趋势或偏差。利用这些见解,制造企业可以启动系统根本原因分析,以确定导致质量问题的潜在因素。由于MQTT和UNS协议的开放性和轻量级特性,即使在用户使用期间,也可以跟踪与质量相关的指标。
  图3: 通过可扩展、可靠和安全的UNS数据基础架构,HiveMQ提供了一个企业级MQTT平台,该平台是统一命名空间的核心。
  此外,UNS可以促进工厂与其供应商之间更好的协作和信息共享。通过标准化的数据结构,工厂可以更容易地与供应商交换与质量相关的信息,如产品规格、检验报告和绩效指标。这种沟通的改善可以更好地协调质量预期,更快地解决问题。
  UNS对盈利能力的影响
  UNS降低成本的主要方法之一是降低系统设置和维护费用。这是因为标准化和统一的数据交换和通信方法简化了系统集成、配置和维护www.cechina.cn,降低了复杂性,减少了与系统设置、维护、扩展或升级相关的人工成本。
  借助UNS在制造业务中集成新设备、技术和系统,可以加快新产品或生产线的上市时间。UNS系统的简化特性可以加快部署速度,使企业能够比以往更快地推出新举措。这种快速适应性可以提供竞争优势,使企业能够保持领先于竞争对手,并更有效地应对不断变化的市场条件。
  UNS的另一个显著好处是它能够改善制造企业内部的决策。通过提供全面和可访问的数据视图,该系统使高管和经理能够轻松访问和分析关键信息。这种对运营的增强可见性有助于做出更明智的决策,最终提高效率和生产力。此外,UNS支持高级分析和预测功能CONTROL ENGINEERING China版权所有,使企业能够准确预测市场趋势并优化策略,最终提高盈利能力。
  实施UNS系统的四个策略
  下面总结了成功实施UNS系统的四个策略:
  1.在制造企业中成功实施UNS系统,首先要彻底评估数据集成的现状。企业应评估其现有的系统、数据源和通信协议,以确定需要改进的领域。这一分析将使组织能够找出差距和效率低下的地方,为实施更统一、更精简的数据管理方法提供一个明确的起点。
  2.企业选择合适的技术和合作伙伴来实施UNS至关重要。企业应该研究并选择一个与现有系统兼容、可扩展且能够处理其行业独特需求的平台。
  3.寻找经验丰富的合作伙伴,如系统集成商或顾问,在实施UNS系统解决方案方面有着良好的记录,这可能是非常宝贵的。这些合作伙伴可以帮助指导过程,提供见解,并确保实施符合组织的需求。
  4.制定具有明确目标的分阶段实施计划,对于顺利过渡到UNS系统至关重要。一个具有良好架构的计划将有助于最大限度地减少中断,有效地分配资源,并保持对提高效率、质量和盈利能力等目标的关注。
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