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制造业数字化转型最好的选择是什么
发布时间:2019-12-18 18:35:35 | 浏览次数:
制造企业的数字化转型应该从哪里开始?是从已经数字化程度已经比较高的管理部分开始,还是从数字化程度较低的车间设备、物料、操作端开始?
显然,如果仅仅在管理端实现数字化,相对于原有的ERP,MES等管理软件不会有太大的变化,数字化转型实际上也就无法深入下去。
只有从工业现场的人机料法环等最基本的生产要素入手,将这些生产要素数字化,网络化,才能真正促进工厂的数字化转型和未来工业互联的实现。
生产要素网络化的难点
对于工业基本生产要素的网络化,目前很多工业企业在大多数场景下都采用网关将它们接入网络,进行数据采集。这种方式看起来确实是将基本的生产要素联网了,但是这些数采的信息也只能用于管理层,顶多算是让管理层多了解了一些工业现场的信息。所以,本质上这些连接的目标仍然是管理层软件。
而且由于采用设备直接联网的方式接入管理层,往往带来很多副作用,比如设备网络必须与管理网络连接、数采时间间隔的确定很难有明确的依据等等。

行之有效的管控一体化系统模型
真正将基本生产要素联网的方法是直接进行CPS的物理世界与信息世界的映射。
信息模型与物理模型之间应该实现双向互动,既可以从设备获取数据,也可以对物理设备进行控制。这样的系统才能真正实现工厂的数字化。
当然,完整的信息模型可能是非常复杂的,称为数字双胞胎。如果每个生产要素都要对应一个完整的数字双胞胎,先不说目前的技术能否实现,增加的成本也是工业企业肯定无法接受的。所以能够实现的信息模型必然是不完整的,仅仅能够实现系统中基本的功能。
那么系统中最基本的功能是什么呢?就是要同时完成对物理设备的管理和控制,称为管控一体化系统模型。
传统工业走向智能化的桥梁:智能执行层
如果只能实现管理模型,那么它的应用也就仅限于管理层,如果仅实现控制模型或测量模型,那么它的应用就仅限于执行层。只有管控一体化系统才能实现管理层和执行层的对接,真正融合IT与OT系统。
这一层次应该在传统管理层与执行层之间,是传统工业走向智能化的桥梁,可以称为智能执行层。简单的网关或边缘控制器很难实现这一目的,采用边缘云平台的实现方式是较为合理的。
它是以网络化分布式系统为基础的车间级工业互联网平台。这个边缘云平台应该以同时具有实时和非实时特性的物联网为核心,通过网络系统实现对外连接。由于它本身已经是云平台,容易与云端(公有云或私有云)连接,如果在云端带有基于智能网络的协同生产系统,就可以真正实现跨车间、跨部门、跨地域,甚至跨企业的生产协同网络系统。
它也可以比较容易地与ERP,MES等管理软件连接,甚至作为管理软件的基础运行平台。所以显而易见,这个边缘云平台的实现和部署是已存在的大量管理平台和软件实现赋能工业的基础。
工业未来航标:工业互联网边缘云平台
软件的互联有很多困难,尤其在工业软件类型较多,又没有统一标准的情况下。为了避免信息孤岛,边缘云平台应采用模型化方式表示数据。模型化的数据的描述能力和表达能力较强,可以比较容易地与各种软件系统对接。模型化应该是这个工业互联网边缘云平台的核心概念。所有的设备、软件、人、操作、数据等在边缘云平台中都应该以模型的形式存在。可以说,这个建立在工厂车间的边缘云平台是在模型化的基础上建立的智能化工业互联网平台,与传统的自动化平台不同。它采用在开放式的网络结构上实现独立工作流程的方式,采用模型构建虚拟生产线,并采用生产线管控的方法对虚拟生产线实现管理和控制。通过CPS系统的物理世界与信息世界的对应关系,驱动现实世界的设备和生产流程。
因此它采用共享的平台外加模型或多个模型的不同组合的方式实现实际的生产、管理、控制、监控系统,由于共享平台和大量已经存在可以复用的模型,未来将会不断降低实现系统本身的成本。而应该是基本免维护的,而且有利于非软件人员编写程序,将不同行业的知识数字化。
平台的五个方面
概括起来工业互联网智能边缘云平台可以从以下五个方面去理解:
一个目标:
实现工业互联网
二面提高:
采用软件技术提高工业的集成度和柔性
采用工业生产的方式提高软件的生产力
三方融合:
融合IT的先进技术
融合工业的知识经验
融合IOT的智能连接
四步循环:
将生产要素数字化,将数据模型化,将模型网络化,将网络智能化
五像六不像:
像自动化系统一样实现自动生产。不像自动化系统一样封闭,工业互联网边缘云平台是可以扩展,可以互联的网络平台。
像工厂车间老师傅一样具有个性化的知识和经验。不像老师傅一样难找难培养。
像数控系统一样可以控制驱动生产设备。不像数控系统那样追求高速度高质量,而是采用网络化的方式先实现基本控制功能,然后再逐步演化逐步发展。
像计算机和软件系统一样可编程。不像软件系统以代码为核心,工业互联网边缘云平台以知识为核心。
像云平台一样提供服务和APP。不像云平台的运行和发展由IT团队主导,而应该是基本免维护的,而且有利于非软件人员编写程序,将不同行业的知识数字化。

不像IT系统的开发过程,边缘云平台模型化的开发方式是增量式,可发展的。

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