本文將從現(xiàn)狀和未來,論一下智能化、自動(dòng)化、信息化,乃至系統(tǒng)層次面的差異性界定,看看是否能幫助末端用戶,規(guī)劃企業(yè)的系統(tǒng)發(fā)展,能比較清晰界定、判斷。這三個(gè)業(yè)界朗朗上口的名詞,必有其義,必有其內(nèi)涵,歡迎閱讀,基于論點(diǎn)較多,因此分幾集推出,望請見諒!
去年在蘇州的一場智能工廠規(guī)劃的培訓(xùn)會(huì)里,和一家公司制造機(jī)械手臂的工程師交流,探討他們的機(jī)械手臂監(jiān)控軟件所寫的級別是如何,我先解析了一下智能的工作模型,并跟該工程師對其公司機(jī)械手臂監(jiān)控軟件的工作模型做了個(gè)比對,仍然處于數(shù)據(jù)自動(dòng)化型的機(jī)械手臂,并鼓勵(lì)他們應(yīng)將軟件繼續(xù)升級為智能機(jī)械手臂,競爭力將更強(qiáng)。
過去許多展會(huì),不少公司宣傳智能設(shè)備、智能制造系統(tǒng),卻沒有實(shí)質(zhì)的智能內(nèi)涵,若這樣宣傳下去,我們的智能制造發(fā)展真是堪憂。即使過去本人也曾迷惑一段時(shí)間,通過更多的學(xué)習(xí)知識后,趕緊調(diào)整看法。寫這一篇文,是希望能給制造管理者、工程師或顧問群對「三化」有個(gè)基本的知識界定,避開模糊,進(jìn)而更深入研究,幫助企業(yè)走一條更為正確的路。
企業(yè)在智能的道路上,將面臨轉(zhuǎn)型的嚴(yán)峻考驗(yàn),作為一位領(lǐng)導(dǎo)身邊的運(yùn)營重要幕僚之一,智能項(xiàng)目推動(dòng)者或者CIO,專門落實(shí)企業(yè)智能「戰(zhàn)略」「Strategy」的工作,落實(shí)企業(yè)戰(zhàn)略,您得知道智能「戰(zhàn)術(shù)」「Tactics」必須清晰的重要性,您是戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)者,戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)可模糊不得,因?yàn)槟膽?zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)將被推進(jìn)到「戰(zhàn)技術(shù)」「Technology & Skill」,例如:您將用什么技術(shù)來實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)。所以必須理解什么是信息化、自動(dòng)化、智能化系統(tǒng)之間的差異性,才能給企業(yè)完整正確的規(guī)范,不會(huì)投資大錢完成的卻是小錢就能完成的作品。
值得關(guān)注的是:現(xiàn)在的企業(yè)信息官(CIO=Corporate Information Officer)角色,在智能制造時(shí)代,相對信息化、自動(dòng)化的推動(dòng),其運(yùn)營知識與考慮點(diǎn),要復(fù)雜得多,是否要重新定義它的功能,值得注意組織功能的改造,可另辟議題專論。
現(xiàn)狀的信息化系統(tǒng)-
信息化系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)是:「數(shù)據(jù)或信息在這里了,你來看吧」!
現(xiàn)階段的「信息化系統(tǒng)」行之多年,是致力于企業(yè)部門間效率改進(jìn)歷程的專用名詞(作者對信息化解釋只鎖定于企業(yè)層次,并不上綱到社會(huì)層次),通過IT技術(shù)實(shí)現(xiàn)工作和生活價(jià)值的提升,是整合科技通信、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)為基礎(chǔ),將數(shù)據(jù)(Data)予以整理并轉(zhuǎn)化為信息(Information),給企業(yè)或工作者使用。其過程注入許多運(yùn)算邏輯而發(fā)展出所謂的信息化系統(tǒng)。例如:企業(yè)普遍使用的「企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)」「ERP」、「辦公室自動(dòng)化系統(tǒng)」「OA」。信息化系統(tǒng)通過人和電腦處理工作流程的計(jì)劃和控制數(shù)據(jù),解決數(shù)據(jù)紙制的抄錄工作、傳送工作、整理工作等,其間,IT技術(shù)扮演過程傳輸和運(yùn)算的重要角色。信息化系統(tǒng)需要更多人腦去判別數(shù)據(jù)和信息,再通過工作電腦輸入思考后的決定,以形成所謂的「決策」。
1. 信息化的管理界定和運(yùn)作模型
「信息化系統(tǒng)」建立了以「數(shù)據(jù)」轉(zhuǎn)化為「信息」的過程,提供需求者終端查閱與打印閱讀方式,也就是說「數(shù)據(jù)或信息在這里了,你來看吧」的應(yīng)用結(jié)點(diǎn),而信息技術(shù)能量則以流程控制、邏輯處理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編表、匯總統(tǒng)計(jì)、統(tǒng)計(jì)比較、時(shí)間序列信息、微量參數(shù)變數(shù)計(jì)算、簡易數(shù)學(xué)計(jì)算為主軸,但基于用戶端特定需求,偶然會(huì)提出碎片式的高難度計(jì)算,如三維度內(nèi)的綜合交叉計(jì)算,也算是「輕量智能化」。若以精益方法推進(jìn)說,信息化的工作數(shù)據(jù)流發(fā)展三項(xiàng):計(jì)劃(Plan)、執(zhí)行(Do)、檢核(Check)。
2. 信息化基礎(chǔ)的運(yùn)作模型圖示
左上角黑色粗箭頭為信息化的起點(diǎn),通過原始紙本數(shù)據(jù),開啟工作任務(wù)的數(shù)據(jù)的流動(dòng)管理。人員將原始表單輸入系統(tǒng),系統(tǒng)執(zhí)行簡單的邏輯判斷,傳送到第二個(gè)工作任務(wù),工作人員或被系統(tǒng)以消息通知或開啟功能程序了解是否有工作任務(wù)要做,進(jìn)而執(zhí)行第二個(gè)工作任務(wù)。某些工作任務(wù)數(shù)據(jù)需要通過加工(計(jì)算)轉(zhuǎn)換信息報(bào)告才能傳送或儲存后,再通知或傳送給第二工作任務(wù)。通常信息化系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)或信息,以主動(dòng)或被動(dòng)方式告知或儲存,工作人員都需通過「看」、「思」、「決」三步驟后,再通過系統(tǒng)輸入決定,再往第二流程工作任務(wù),整個(gè)工作任務(wù)流程依循業(yè)務(wù)需要而制定,大部分的信息化系統(tǒng)都以前述思路而設(shè)計(jì)。
3.傳統(tǒng)信息化系統(tǒng)有幾個(gè)重要特性:
1. 以計(jì)算機(jī)作為主要的前端工作工具,筆記本、座機(jī)電腦、手機(jī)、平板電腦等等;
2. 以輕、中量級服務(wù)器,作為計(jì)算和儲存數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌管理工具;
3. 以互聯(lián)網(wǎng)路作為傳送數(shù)據(jù)或信息的載體;
4. 邏輯處理普遍簡單,沒有復(fù)雜的數(shù)理運(yùn)算,即能完成任務(wù);
5. 大部分管理決策是通過人腦,再反饋給系統(tǒng)
總結(jié):寫信息化這一段文,并無太高的興奮感,因?yàn)榇蟛糠制髽I(yè)已有經(jīng)驗(yàn),但邁向智能化系統(tǒng),卻絕不可與信息化脫鉤發(fā)展,因?yàn)檫@是基本、基礎(chǔ)工程,所有的運(yùn)營系統(tǒng)最終都是為頂層而設(shè)計(jì),就如同目前自動(dòng)化的生產(chǎn)線設(shè)計(jì),若只一味的自動(dòng)化而沒有關(guān)注企業(yè)信息系統(tǒng)或者未顧及頂層期望的智能化戰(zhàn)略要求,所設(shè)計(jì)出來的系統(tǒng),也就難以集成,其后果就是花更多資金力量進(jìn)行修補(bǔ),而修補(bǔ)后的系統(tǒng),必不完美。
導(dǎo)讀:本文為7號文的延續(xù),專論制造智能化系統(tǒng)的模型,以及智能運(yùn)行的特性,本人從運(yùn)營管理的角度做分解,不過度談技術(shù),能給讀者促進(jìn)實(shí)現(xiàn)的想法,并對應(yīng)自己公司狀況,再調(diào)適成為自己公司的智能發(fā)展模型!
進(jìn)行中與未來的智能化系統(tǒng)-
「智能化」是「信息化」更高階的系統(tǒng)升級。延續(xù)著信息化工作系統(tǒng),智能化應(yīng)用了更高境界的IT技術(shù),力求解決信息化系統(tǒng)工作流動(dòng)過程懸而未解的深層學(xué)習(xí)、預(yù)測、自動(dòng)判別和決策的科學(xué)計(jì)算工作。過去信息系統(tǒng)發(fā)展出的「決策支持系統(tǒng)」「DSS→Decision Support System」,在智能化沖刺時(shí)代,應(yīng)該更新而以「決策系統(tǒng)」「DS→Decision System」為發(fā)展目標(biāo)。工作流程中,許多的判別和決策交給智能系統(tǒng)去做,管理的發(fā)展意義是:將歷史或正在進(jìn)行中的相同相似的生產(chǎn)品數(shù)據(jù)「學(xué)習(xí)」、「預(yù)測」、「判別」與「決策」等通過人腦控制的指揮權(quán),由嵌入在IT設(shè)備內(nèi)的智能軟控件(統(tǒng)稱:人工智能應(yīng)用軟件)接收此項(xiàng)工作。人則再度擁有更有時(shí)間去創(chuàng)新、創(chuàng)意,而活絡(luò)、加值和創(chuàng)新整個(gè)工作價(jià)值,推進(jìn)到產(chǎn)品、商業(yè)和生活的價(jià)值。
1. 數(shù)據(jù)決定智能系統(tǒng)可發(fā)威的效力
智能化系統(tǒng)能工作是因?yàn)橛懈嗟臄?shù)據(jù)才能使工作再優(yōu)化,智能應(yīng)用的深淺度與數(shù)據(jù)的量有很大的關(guān)聯(lián)性,可以區(qū)分為[制造管理工作智能化]和[制造設(shè)備聯(lián)網(wǎng)工作智能化]。
[制造管理工作智能化]需要的數(shù)據(jù)源,是由人創(chuàng)造并建立,可以定義為「大數(shù)據(jù)」,只要制造線上的數(shù)據(jù)源具有規(guī)則性、時(shí)序性和條理性,這樣的大數(shù)據(jù)注入科學(xué)管理模型,可以發(fā)揮智能效果,也可以幫助企業(yè)的制造幕僚人員決策行動(dòng)。
[制造設(shè)備聯(lián)網(wǎng)工作智能化]需要的數(shù)據(jù)量,由設(shè)備層發(fā)出海量數(shù)據(jù),可以定義為「工業(yè)大數(shù)據(jù)」,通過賽博物理系統(tǒng)(CPS)的原理,建立設(shè)備運(yùn)作的監(jiān)控、預(yù)測設(shè)備的狀況,預(yù)知即將發(fā)生故障前,就能提出解決方案,并能由系統(tǒng)自動(dòng)修補(bǔ)設(shè)備,或由系統(tǒng)發(fā)出行動(dòng)信號。
2. 智能化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)時(shí)效/時(shí)段性
智能化系統(tǒng)的運(yùn)作從時(shí)效性、需求性觀察,可分解為「實(shí)時(shí)性智能」和「區(qū)時(shí)性智能」的設(shè)計(jì)和應(yīng)用,「實(shí)時(shí)性智能」,在工業(yè)制造設(shè)備高度影響質(zhì)量或安全性的前提下,「實(shí)時(shí)性」的工業(yè)管理智能有較高的需求性,管理上應(yīng)執(zhí)行所有設(shè)備的「智能實(shí)時(shí)監(jiān)視控」,監(jiān)控狀況的發(fā)生或預(yù)測狀況即將發(fā)生的行動(dòng)方案,立即依照行動(dòng)方案,做好行動(dòng)準(zhǔn)備。相較于「實(shí)時(shí)性智能」,「區(qū)時(shí)性智能」在管理上是從歷史數(shù)據(jù)分析問題,智能系統(tǒng)進(jìn)而提出行動(dòng)解決方案,當(dāng)行動(dòng)完成的背后,這些智能系統(tǒng)方案數(shù)據(jù),能夠助力管理者嚴(yán)肅的反省制度面和規(guī)范面,并檢討管理環(huán)節(jié)是否于規(guī)劃過程有缺點(diǎn)或者制定過程規(guī)范性的嚴(yán)謹(jǐn)度不夠。
智能系統(tǒng)設(shè)計(jì),應(yīng)以企業(yè)運(yùn)營數(shù)據(jù)所能創(chuàng)造的價(jià)值作為衡量智能體系優(yōu)先需求與運(yùn)作智能的設(shè)計(jì)需求,作為企業(yè)實(shí)施的決策參考。
補(bǔ)充說明:有關(guān)「大數(shù)據(jù)」「工業(yè)大數(shù)據(jù)」,這也是模糊地帶,真要戰(zhàn)術(shù)落地,不是幾個(gè)字就能說明清楚,本人再另外寫文詳細(xì)說明。
大數(shù)據(jù)應(yīng)用于制造管理工作的智能化系統(tǒng)
此型智能化系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)是:智能我,告訴你:「你應(yīng)該這樣做,趕緊去執(zhí)行吧」!
在廠區(qū)設(shè)備還未能夠聯(lián)網(wǎng)取得數(shù)據(jù)時(shí),仍然可以通過各種IT設(shè)備,人工方式以分鐘或小時(shí)區(qū)段,取得制造過程完整的數(shù)據(jù),進(jìn)而以智能系統(tǒng)分析、預(yù)測、判定、行動(dòng)等工作,協(xié)助制造體系的3C/4E/1P工作人員「制造管理工作智能化」,實(shí)現(xiàn)輕中量級的智能應(yīng)用。這類的智能化系統(tǒng),以制造管理工作為核心,需要掌握制造過程,什么技能的人在管與做,用那臺設(shè)備在做,設(shè)備調(diào)適的參數(shù),用那種模具、治夾具,用那種輸送搬運(yùn)設(shè)備,投入那幾種配方料,用那一版本的加工規(guī)范,工序加工區(qū)的環(huán)境,加工組裝的檢驗(yàn),耗用的標(biāo)準(zhǔn)工、機(jī)時(shí)間…等制造大數(shù)據(jù)。
「制造管理工作智能系統(tǒng)」建立了以「大數(shù)據(jù)」轉(zhuǎn)化為「智能」的應(yīng)用,提供制造管理者:PMC、質(zhì)量、設(shè)備、工程、車間等人員的「工作行動(dòng)方案」,智能系統(tǒng)會(huì)告訴你:「你應(yīng)該這樣做,趕緊去執(zhí)行吧!」的指示,若您未去執(zhí)行,系統(tǒng)會(huì)繼續(xù)追蹤、警告,直到您把工作執(zhí)行完成,事件才告一個(gè)段落。而智能技術(shù)必須能夠開發(fā)出制造管理智能模型所需的功能:例如「流程控制」、「數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)」、「邏輯處理」、「多維數(shù)據(jù)分析」、「多參數(shù)變數(shù)計(jì)算」、「意外異常反饋與追查」、「數(shù)理統(tǒng)計(jì)計(jì)算」、「預(yù)測模型」、「決策判定模型」等等,但基于用戶端,會(huì)提出高難度的計(jì)算需求,如三維度內(nèi)的綜合交叉計(jì)算,特定狀況的關(guān)聯(lián)分析,也算是「輕量智能化」。
若以精益方法推進(jìn)而言,智能化的工作數(shù)據(jù)流發(fā)展至四項(xiàng)的境界:1.計(jì)劃(Plan)、2.執(zhí)行(Do)、3.檢核(Check)、4.行動(dòng)(Action)。智能系統(tǒng)算出你的行動(dòng)方案,甚至追蹤你的行動(dòng)方案。
以大數(shù)據(jù)應(yīng)用于制造管理工作的智能化系統(tǒng)參考模型
這個(gè)基礎(chǔ)參考模型,取代了紙本填寫而以IT設(shè)備解決車間大數(shù)據(jù)取得的方法,進(jìn)而注入智能技術(shù),分制造管理功能,解決系統(tǒng)分析、預(yù)測、判定、行動(dòng)等工作,例如:生產(chǎn)計(jì)劃下達(dá)后,制造車間為何老是無法達(dá)交,通過智能模型數(shù)據(jù)分析,去找出不能夠完成交付工作的潛在問題,將問題挖掘出來,分析生產(chǎn)過程人、機(jī)、料、法、環(huán)、驗(yàn)、時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與實(shí)際兩大數(shù)據(jù)的差異與變化,判定屬于哪一節(jié)點(diǎn)出錯(cuò),決定行動(dòng)工作,由智能系統(tǒng)通知3C4E1P的哪一個(gè)制造管理單位人員。例如無法達(dá)交,生產(chǎn)計(jì)劃智能模型判定某工序質(zhì)量與質(zhì)檢問題,即可開啟行動(dòng)并通知質(zhì)檢部門,由質(zhì)檢部門,再開啟質(zhì)檢智能模塊對焦于質(zhì)檢大數(shù)據(jù)接續(xù)執(zhí)行分析、預(yù)測、判定、行動(dòng)…等等智能工作。
上面模型圖示黑色粗箭頭處為智能化起點(diǎn),通過IT設(shè)備,依工序數(shù)據(jù)的規(guī)范性需求,采集或回報(bào)七大數(shù)據(jù),并優(yōu)先啟動(dòng)生產(chǎn)計(jì)劃產(chǎn)量管制的智能模塊,判定屬于[產(chǎn)品、質(zhì)檢、設(shè)備、技術(shù)、環(huán)境] [人、機(jī)、料、法、環(huán)、驗(yàn)、時(shí)]的下一個(gè)行動(dòng)方案,系統(tǒng)告知主管單位,啟動(dòng)下一個(gè)智能模塊的工作。智能行動(dòng)在結(jié)合組織人員與智能模塊的交互工作下,接續(xù)或循環(huán)運(yùn)行,可以省去過多人為思考的延宕,并提高開會(huì)的效率、工作行動(dòng)的效率,或者無需開會(huì)即可行動(dòng)。
先進(jìn)制造管理工作智能化系統(tǒng)有幾個(gè)重要的工作特性:
1. 需要較高級別且運(yùn)算速度快的計(jì)算機(jī)服務(wù)器;
2. 計(jì)算機(jī)服務(wù)器可以安置在內(nèi)網(wǎng),也可利用云服務(wù)器計(jì)算;
3. 需要聚焦于人、機(jī)、料、法、環(huán)、驗(yàn)、時(shí)制造過程數(shù)據(jù),管理科學(xué)技術(shù)找出影響制造的數(shù)學(xué)模型研究;
4. 定義具有支撐預(yù)測能力的關(guān)鍵數(shù)據(jù)類型,且能定義大數(shù)據(jù)的采集時(shí)間性、周期性;
5. 需要深度的IT技術(shù),解決智能應(yīng)用的各種高級算法;
6. 能計(jì)算機(jī)助力決策的工作,開發(fā)智能模型、模塊,交由系統(tǒng)決策,至少系統(tǒng)可以限時(shí)解決事件,并跟蹤到事件消除;
7. 數(shù)據(jù)由人員反饋,必須制造過程完工,實(shí)時(shí)報(bào)工,數(shù)據(jù)正確。
工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用于制造設(shè)備聯(lián)網(wǎng)工作的智能化系統(tǒng)
此型智能化系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)是:智能我,告訴你:「你出錯(cuò)了,但智能我?guī)湍阈扪a(bǔ)好了」、「你快要出錯(cuò)了,過不久,智能我要采取行動(dòng)處理了」!
這里的智能化,是基于工廠制造設(shè)備是創(chuàng)造運(yùn)營價(jià)值的根本,因此,如何使設(shè)備正常高運(yùn)轉(zhuǎn),維持高品質(zhì)高效率,是設(shè)備商以及工廠經(jīng)營者重要的目標(biāo),前者,努力設(shè)計(jì)出具有智能性的設(shè)備,后者也正努力以設(shè)備絡(luò)智能化模型,監(jiān)控、分析、預(yù)測、決策、判定,進(jìn)而在發(fā)生設(shè)備故障前即有行動(dòng)解決方案,確保目標(biāo)不摔落。
過去,傳統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)和服務(wù)思想,一貫維持著,只要用戶定期預(yù)防保養(yǎng)、定期更換零組件、報(bào)警停機(jī)等措施,便可以使設(shè)備持續(xù)產(chǎn)出良品。許多設(shè)備制造商的設(shè)計(jì),并無完善的零組件壽命與關(guān)聯(lián)影響數(shù)據(jù)檔案,基于機(jī)密性、智慧財(cái)產(chǎn)權(quán)的控制,即便有,亦無法提供給制造廠,通常僅提供簡易技術(shù)及操作手冊數(shù)據(jù),作為使用、維護(hù)和保養(yǎng)的參考。
現(xiàn)在,設(shè)備制造商的設(shè)計(jì)和服務(wù)思想,正逐漸從機(jī)械式、機(jī)械電子式、數(shù)字化設(shè)備走向智能型設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造,比較現(xiàn)代化的數(shù)字型設(shè)備設(shè)計(jì),已具備有人、機(jī)操作的監(jiān)視控接口模塊、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)通訊模塊、報(bào)警模塊、加工軟件的注入模塊等,而未來正在加緊研發(fā)出可以預(yù)測設(shè)備故障及質(zhì)量超規(guī)的性能,使數(shù)字化設(shè)備正式進(jìn)入智能化設(shè)備的境界。同時(shí)制造廠區(qū),也逐漸從單設(shè)備智能的離散加工布局,邁向多設(shè)備集合為一條龍流水線的加工自動(dòng)化線智能布局。
「單設(shè)備以及流水線型設(shè)備聯(lián)網(wǎng)工作 賽博物理(CPS)」建立了以「工業(yè)大數(shù)據(jù)」轉(zhuǎn)化為「智能」的應(yīng)用,提供制造設(shè)備層次的工作行動(dòng)方案,智能系統(tǒng)會(huì)告訴你:「A號設(shè)備發(fā)生異常,系統(tǒng)已經(jīng)幫你修補(bǔ)了」、「A號設(shè)備即將發(fā)生故障,幾個(gè)小時(shí)后,系統(tǒng)將要關(guān)閉這臺設(shè)備」、「A號設(shè)備內(nèi)的XX組件即將發(fā)生故障,幾個(gè)小時(shí)后,系統(tǒng)將要關(guān)閉這臺設(shè)備」的指示,而智能技術(shù)必須能夠開發(fā)出制造設(shè)備智能模型所需的功能:例如「流程控制」、「數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)」、「邏輯處理」、「多維數(shù)據(jù)分析」、「多參數(shù)變數(shù)計(jì)算」、「意外異常反饋與追查」、「數(shù)理統(tǒng)計(jì)計(jì)算」、「設(shè)備零組件(BOM)關(guān)聯(lián)分析」、「設(shè)備預(yù)測模型」、「決策判定模型」、「設(shè)備控制」等等,智能系統(tǒng)依循設(shè)備工況,算出設(shè)備異常的行動(dòng)方案,甚至自行依照行動(dòng)方案對設(shè)備自我調(diào)適,無需人干預(yù)。完成這種境界已屬「重量級智能化系統(tǒng)」。若系統(tǒng)無法完成此境界,只能做到異常狀況通報(bào),其他后續(xù)交由技術(shù)人員處理,這樣只能算是設(shè)備信息化過程的「輕量級別智能系統(tǒng)」。
若以精益方法推進(jìn)而言,智能化的工作數(shù)據(jù)流發(fā)展至五項(xiàng)的境界:1.計(jì)劃(Plan)、2.執(zhí)行(Do)、3.檢核(Check)、4.行動(dòng)(Action)、5.追蹤控制(Monitor & Control)。
【圖示:工業(yè)智能化運(yùn)作的基礎(chǔ)參考模型】
這個(gè)基礎(chǔ)參考模型,代表的是設(shè)備智能與工藝流程的制造智能化。由右上角箭頭處表示排產(chǎn)投單后,啟動(dòng)設(shè)備生產(chǎn),所有制造加工工況、狀況通過傳感硬件和智能控件軟件,記錄在方案一的本地控制器、服務(wù)器,啟動(dòng)單設(shè)備「健康狀態(tài)監(jiān)測模塊」段,并「執(zhí)行學(xué)習(xí)模塊」段,若發(fā)現(xiàn)健康狀態(tài)不佳,則啟動(dòng)「預(yù)測與決策模塊」段,判定是否設(shè)備可以自愈,在設(shè)備狀態(tài)許可下,進(jìn)行「自愈模塊」決策,自動(dòng)調(diào)整加工參數(shù)。另外,可記錄在方案二的遠(yuǎn)端或云控制器、服務(wù)器,接著與方案一不同的是除了啟動(dòng)單設(shè)備的智能工作流程外,在遠(yuǎn)端或云控制器可以儲存全面性的大數(shù)據(jù),因此在智能工作時(shí),加上了工況、狀況的「相同相似性設(shè)備比對模塊」,使流程下的「預(yù)測與決策」段,更為精確,而不影響生產(chǎn)品的品質(zhì)。
先進(jìn)智能 賽博物理(CPS)化系統(tǒng)有幾個(gè)重要的工作特性:
1. 需要較高級別且運(yùn)算速度更快的計(jì)算機(jī)服務(wù)器;
2. 計(jì)算機(jī)服務(wù)器可以安置在內(nèi)網(wǎng),也可利用云服務(wù)器計(jì)算
3. 聚焦于工業(yè)、行業(yè)的設(shè)備端管理科學(xué)理論研究;
4. 需要深度的IT技術(shù),解決智能應(yīng)用的各種高級算法;
5. 定義具有支撐預(yù)測能力的關(guān)鍵數(shù)據(jù)類型,且能定義工業(yè)大數(shù)據(jù)的采集時(shí)間性、周期性;
6. 需要較高級別能連接設(shè)備傳感系統(tǒng)的硬件、控件,控制降低數(shù)據(jù)丟包;
7. 廠內(nèi)加工工作與輸送物流的緊密接合設(shè)計(jì)技術(shù);
8. 計(jì)算機(jī)助力決策的工作,盡量開發(fā)智能模型、模塊,交由設(shè)備決策,至少系統(tǒng)可以限時(shí)解決事件,并跟蹤到事件消除。
9. 與智能化對比,增加了學(xué)習(xí)技術(shù)和設(shè)備層的自我療傷(自愈)技術(shù);
10. 需要掌握設(shè)備的各零部件的使用歷史記錄與影響關(guān)聯(lián)性;
11. 設(shè)備工況狀況的取得,需具備連續(xù)性,且時(shí)序數(shù)據(jù)要縮短(例如1秒1筆或0.5秒1筆或更低)
智能化系統(tǒng)補(bǔ)充說明:
前述所說明的智能化系統(tǒng),只是從管理應(yīng)用的觀點(diǎn),以兩類模型做出解釋,模型可以再調(diào)適成更多模型,另外,本文也并沒有把它的邏輯化流程深入追究,以及智能系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)布局的關(guān)系性詳細(xì)說明,分段解析吧!本人或?qū)㈥懤m(xù)出文分享讀者,智能化系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)設(shè)計(jì)是需要多面向考慮并周全。
總結(jié):智能化系統(tǒng),果真不容易,可是,只要用心厘清,也必得小成果,在規(guī)劃和設(shè)計(jì)歷程,模型的重要性居首,因?yàn)槟P驮O(shè)計(jì)是代表企業(yè)頂層運(yùn)營的思想,注入于規(guī)劃和設(shè)計(jì)之中,而使實(shí)現(xiàn)智能制造之路結(jié)構(gòu)化、合理化、價(jià)值最大化!
導(dǎo)讀:在信息化和智能化建置的旅途上,自動(dòng)化是必備的知識。善用自動(dòng)化的理念,對企業(yè)的貢獻(xiàn)非常之大,早年,豐田汽車的精益制造管理,自動(dòng)化是改善效率的三大支柱之一!
自動(dòng)化思想,在企業(yè)內(nèi)應(yīng)當(dāng)無所不在,不能只當(dāng)是制造自動(dòng)化,正確地說,自動(dòng)化理念是用來支撐信息化、智能化實(shí)現(xiàn)的基底之一,自動(dòng)化制造,若獨(dú)行,智能化必定難以實(shí)現(xiàn),相對地,沒有通過自動(dòng)化改造制造,智能化實(shí)施的效能,亦會(huì)被大打折扣。本文亦將從管理技術(shù)面對智能化和信息化的性能以及邏輯做個(gè)總結(jié)分析。
那么自動(dòng)化又是什么?
自動(dòng)化不是制造專用名詞
產(chǎn)業(yè)里,運(yùn)營領(lǐng)導(dǎo)希望完成一種工作的哲學(xué)就是:【自動(dòng)自發(fā)、企業(yè)必發(fā)】,代表著自動(dòng)自發(fā)的工作最為順暢,最有效率。
以員工作業(yè)為主的事務(wù),最好能無重工、多創(chuàng)意、減少不必要浪費(fèi)、部門間流通無爭議性。以制造設(shè)備作業(yè)為主的事情,材料能自動(dòng)送達(dá)指定位置、設(shè)備自動(dòng)加工完成成品、半成品的產(chǎn)出,質(zhì)量產(chǎn)量穩(wěn)定、準(zhǔn)時(shí)完工,無須假手人工的協(xié)助與關(guān)注。一切的工作都是自動(dòng)自發(fā),人自動(dòng)自發(fā),設(shè)備自動(dòng)自發(fā),事情就辦的很美好,這就是自動(dòng)化。
自動(dòng)化這個(gè)名詞,直覺被狹隘的定義為制造自動(dòng)化,并不正確,產(chǎn)業(yè)組織系統(tǒng)到處充滿自動(dòng)化的需要。廣義地說,產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化是將對象(包含檔案、產(chǎn)品、表單…),以信息技術(shù)在組織系統(tǒng)內(nèi),管理與削減流通的過程時(shí)間,提高產(chǎn)業(yè)的工作效率、制造效率等。部門間表單的傳遞流程改善、行政管理上,文件檔案的傳遞流程改善、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)傳遞流程改善等,都具備減少人力資源的自動(dòng)化意義。
過去有這種誤解,是因?yàn)樵诋a(chǎn)業(yè)領(lǐng)域里,制造成本占了總運(yùn)營成本極高的比例,因而制造端特別享受被專注的待遇,要求改善設(shè)備,改善物流,更高的改善就是要求推動(dòng)「制造自動(dòng)化」。
自動(dòng)化是一種流程改善的行動(dòng),是工作的過程管理,并不局限于產(chǎn)業(yè)的制造改善行動(dòng)。組織系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)、表單處理的流程改善,也是一種自動(dòng)化行動(dòng)。產(chǎn)業(yè)組織越趨龐大,基于完善的管控,在管理與行政系統(tǒng)上,建設(shè)復(fù)雜的、嚴(yán)密的文件或表單管理流程,促進(jìn)公司的運(yùn)營順暢,但也因此而投入更多人力的填寫、輸入與檢查,造成運(yùn)營費(fèi)用的升高,銷售成本相對提高,因而自動(dòng)化聲音便浮現(xiàn),其目標(biāo)是為了控制及降低成本,提高效率。例如下列的自動(dòng)化需求:
ü 「這些表單要每天送去給領(lǐng)導(dǎo)查閱,很花時(shí)間的,為何不輸入系統(tǒng),由系統(tǒng)「自動(dòng)」傳送給領(lǐng)導(dǎo)審閱?」
ü 「制造設(shè)備上的制造條件參數(shù)數(shù)據(jù),還要人工跑去抄錄,為何不設(shè)計(jì)一套「自動(dòng)」從設(shè)備上取得此數(shù)據(jù)的系統(tǒng)?」
ü 「客人進(jìn)門,服務(wù)員經(jīng)常要以點(diǎn)菜單,詢問客人今晚吃甚菜,然后下來,再送到廚房,為何不讓客人「自動(dòng)」利用點(diǎn)菜機(jī)自行點(diǎn)菜,系統(tǒng)直接傳送廚房視屏,都不會(huì)弄錯(cuò)?」
ü 范例說明,企業(yè)為了省人、省力、省時(shí),到處流露自動(dòng)化的應(yīng)用概念,并不局限于制造端。
上面此圖將自動(dòng)化的精神表達(dá)出來,可灌注在日常運(yùn)營管理行政的流程內(nèi),亦被應(yīng)用于車間設(shè)備、生產(chǎn)線上的制造工藝流程上,兩方皆可實(shí)現(xiàn)了省人省力化的目標(biāo),智能制造只是更強(qiáng)調(diào)制造端的自動(dòng)化基礎(chǔ)應(yīng)用,但是制造的運(yùn)營管理也不可忽視 。
制造自動(dòng)化系統(tǒng)
設(shè)備自動(dòng)化制造
是一種設(shè)備改善的行為,使設(shè)備的稼動(dòng)能力更高,且具有降低人力影響制造的變數(shù),材料進(jìn)入設(shè)備后,完全以設(shè)備作業(yè)即能完成單一工序、監(jiān)控質(zhì)量、監(jiān)控產(chǎn)量的自動(dòng)設(shè)備制造系統(tǒng)。目前的設(shè)備用于直接性生產(chǎn)工作外,又加值加裝了搬運(yùn)用的設(shè)備,例如:微型輸送帶、搬運(yùn)機(jī)械手臂等,自動(dòng)搬運(yùn)材料、模具、治夾具、刀具、載具,以及產(chǎn)出品…等功能,更先進(jìn)的制造設(shè)備又并入了自動(dòng)檢測儀器,例如:電子、光學(xué)、色像、量測…等,自動(dòng)檢測質(zhì)量的功能,每添加一種自動(dòng)化加值設(shè)備,都使省人省力進(jìn)了一步。
自動(dòng)化設(shè)備直至目前為止,已具備全面性控制制造的性能。
產(chǎn)線自動(dòng)化制造
是一組針對多任務(wù)序,且多設(shè)備的制造線或制造車間,以減少人力作業(yè),甚至無人化的制造操作系統(tǒng)為目標(biāo),自第一制造工序開始,即交給制造設(shè)備與輸送供料設(shè)備處理制造事宜,直到全工序作業(yè)完成,產(chǎn)品產(chǎn)出為止的全套系統(tǒng)。與單設(shè)備自動(dòng)化制造的差異在于控制設(shè)備制造的軟件系統(tǒng),較具復(fù)雜性和難度,且每一家企業(yè)的需求看法不一,產(chǎn)線自動(dòng)化的供應(yīng)商,其設(shè)計(jì)思想和訴求點(diǎn)亦不盡相同,解決方案不同,都各具有特色。但是,仍然和前面單設(shè)備自動(dòng)化制造所留下問題一樣,亟待升級解決。
設(shè)備制造上,現(xiàn)在制造自動(dòng)化與制造智能化的差異點(diǎn)
現(xiàn)狀制造自動(dòng)化與和未來制造智能化之間至少存在四個(gè)差異:1.少有出現(xiàn)制造管理所需的派工單、批號、唯一序號生產(chǎn)品識別的數(shù)據(jù),整合于設(shè)備控制系統(tǒng)中,關(guān)于這一點(diǎn),本人疑惑而不解。另外,2.沒有設(shè)計(jì)可以儲存設(shè)備組件及相關(guān)性的數(shù)據(jù)庫設(shè)備3.沒有設(shè)計(jì)可以儲存設(shè)備工況、狀況的工業(yè)大數(shù)據(jù)庫設(shè)備4.導(dǎo)致無法智能思考和監(jiān)測、預(yù)測、判定能力,這等由自動(dòng)化設(shè)備升等智能設(shè)備,仍未出現(xiàn)。現(xiàn)在我們學(xué)者專家所提出關(guān)于「邊緣計(jì)算」「Edge computing」的技術(shù),必須以上四個(gè)基礎(chǔ)性能再加上高速運(yùn)算的設(shè)備,才能發(fā)揮智能化效果。若設(shè)備自動(dòng)化制造商不考慮這四點(diǎn),則智能制造商或企業(yè)的內(nèi)部團(tuán)隊(duì)則必須花更多的心力思考、規(guī)劃、設(shè)計(jì),去補(bǔ)強(qiáng)此性能,而使集成智能制造耗費(fèi)更多的經(jīng)歷、時(shí)間和成本,值得深思。
以上四性能是未來自動(dòng)化設(shè)備商亟待開發(fā)的目標(biāo),即使設(shè)備商不自己開發(fā),也要有長期性的合作開發(fā)伙伴,才能使制造數(shù)據(jù)閉環(huán)跟蹤和智能制造系統(tǒng)一體化。這也是自動(dòng)化制造和智能化制造的差異所在。
管理工作上,現(xiàn)在智能化與信息化的差異總結(jié)
用一個(gè)簡單的模型來做總結(jié)說明,參考下列圖示,現(xiàn)在的信息化是揭露結(jié)果,接著交由人處理并做處理行動(dòng),智能化則告訴您行動(dòng)方案,在重量級智能化、自動(dòng)化下,則通過系統(tǒng)告訴您行動(dòng)方案,甚至于系統(tǒng)就幫您行動(dòng)完成。例如產(chǎn)量開始不停地出現(xiàn)不良品,系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)智能多維分析、預(yù)測、判定,智能系統(tǒng)能修復(fù)便自行修復(fù),否則,在忍受某個(gè)時(shí)間點(diǎn)后,就自動(dòng)把生產(chǎn)線的狀況報(bào)警或設(shè)備關(guān)閉或整條生產(chǎn)線關(guān)閉,避免不良浪費(fèi)…,并告知你不良現(xiàn)象、原因與您的處置行動(dòng)是什么等等。
【圖示:信息化和智能化基本定義分解圖】
在接續(xù)所發(fā)展的內(nèi)容與見解,不斷以信息化、智能化、信息系統(tǒng)、智能系統(tǒng)或信息智能化、信息智能系統(tǒng)的文字稿出現(xiàn),期望讀者不會(huì)混作者所寫的意思,這樣作者與讀者的交流會(huì)更精準(zhǔn)些!
三文連載總結(jié):
至此,本議題結(jié)束,并且已將「三化」的結(jié)構(gòu)性、基礎(chǔ)差異性做了報(bào)告,期望讀者有收獲,但本議題,仍留下三個(gè)議題亟待澄清:1.企業(yè)內(nèi)對信息官的角色及各個(gè)組織功能在智能化時(shí)代的探討,2.智能化系統(tǒng)與互聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系、布局和緊密性技術(shù)探討,3.智能化的工作邏輯性,作者將奮力在后續(xù)出文說明,感謝讀者。
聲明:本文由楊顯榮先生原創(chuàng),由《真工智造研訓(xùn)院》整理發(fā)文,僅供學(xué)習(xí)使用,不得用于商業(yè),引用或轉(zhuǎn)載需注明出處!
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