基于IIoT思维的智能工厂架构及实践

当今社会正处在一个由工业社会过渡到信息社会的加速转型期 , 以互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能、机器学习ML等为代表的信息科技技术的革命正在兴起 , 为无论是离散行业还是流程行业带来了“生产模式、营销模式和管控决策模式”的革命性的变化 。 因此 , “两化”深度融合的智能工厂将形成新的生产方式、新的产业形态、新的商业模式和新的经济增长点 , 为企业进一步提升生产能力、管控能力、经营能力和决策能力 , 使企业的生产组织、运行方式、管理效率再上一个新台阶 。
1什么是智能工厂
1.1Why?智能工厂是企业挑战与技术机遇的结果
1)企业发展需求的挑战 , 内部业务管理的驱动
◇数字化 , 有了数据 , 但信息分散 , 专业功能软件独立 , 在数据钻取、决策辅助方面 , 存在数据不标准、模型不统一、信息未集成 。
◇传统的ISA95模型能否彻底解决两化深度融合问题?从工业3.0到工业4.0 , 广大的工业企业还是面临着信息孤岛、缺乏顶层设计、建设多个烟囱式的垂直应用 , MES软件项目普遍存在定制化程度高 , 推广困难等问题 。
◇如何两化融合?企业生产数据、管理数据、运营数据融合困难 , 企业虽然坐拥海量数据 , 但却无法真正为企业创造核心价值 。
◇如何实现纵向集成、横向集成、价值链端到端集成?新一轮数字化智能变革 , 自动化与IT技术创新融合 , 需要以工业大数据分析为核心的全生命周期服务 , 以工业互联和智能为核心的产业协同模式 。
2)科学技术发展的机遇 , 互联数据价值的驱动
◇工业4.0 。
◇中国制造2025 。
◇工业物联网IIoT技术是基石 。
◇万“物”互联 。
◇提升价值 。
◇优化资源 。
◇升级服务 。
◇激发创新 。
◇工业大数据技术是引擎
◇数据建模的思维突破 。
◇机理模型:精确性 , 因果关系 , 来龙去脉 , 是信息缺乏、模拟数据时代的产物 。
◇大数据模型:混杂性 , 相关关系 , 概率说话 , 不问为什么 , 只注重是什么 , 自学习 , 自迭代优化 。
◇大数据的核心就是预测 。
1.2What?智能工厂的理解
智能工厂(SmartFactory)不是一个软件也不是一个硬件 , 它是新一轮信息技术变革和知识经济进一步发展的产物 , 是运营技术(OT)与信息技术(IT)的深度融合 , 并向更高阶段迈进的表现 , 是基于智能制造先进技术的新型生产方式 , 贯穿于设计、建设、生产、管理、维护、服务等制造活动的各个环节 , 具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的技术平台 , 构建高效、节能、绿色、安全、舒适的人性化工厂 。
基于IIoT思维的智能工厂架构及实践
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图1智能工厂的理念
1.3How?3个维度的智能化构建智能工厂
不同于传统的ISA95架构的垂直思维层级理念 , 而是基于IIoT工业物联网万物互联的扁平化架构的思维理念 , 从3个维度构建智能工厂的架构、功能以满足不同层次人群的需求 。
基于IIoT思维的智能工厂架构及实践
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图2智能工厂的3个维度
1)操作维度:针对专业人群的智能化 , 基于各个先进的专业系统 , 实现工厂的高度自动化 , 通过智能感知、边缘计算、先进控制技术等为业务决策提供基础数据支持 , 并带来既定的效益 。
2)运营维度:针对管理人群的智能化 , 基于IIoT平台 , 结合运营数据 , 利用一系列业务智能工具 , 提炼商业洞见 , 实现基于数据驱动的业务优化决策 , 在整个供应链上获得成本优势和商业先机 。