近幾年，伴(ban)隨著信息技術向工(gong)(gong)業(ye)(ye)滲透，工(gong)(gong)業(ye)(ye)大數(shu)(shu)據、工(gong)(gong)業(ye)(ye)物(wu)聯(lian)網(wang)、數(shu)(shu)字化(hua)(hua)工(gong)(gong)廠、工(gong)(gong)業(ye)(ye)互(hu)聯(lian)網(wang)平臺等一(yi)批新(xin)的智(zhi)能(neng)制(zhi)造(zao)方案(an)開始(shi)成為(wei)(wei)熱(re)門詞(ci)匯。不(bu)過我國制(zhi)造(zao)業(ye)(ye)門類齊全，各行各業(ye)(ye)都有(you)，而且數(shu)(shu)字化(hua)(hua)和智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)程(cheng)度各不(bu)相同，不(bu)同企(qi)業(ye)(ye)適合不(bu)同的方案(an)。為(wei)(wei)方便對制(zhi)造(zao)企(qi)業(ye)(ye)的數(shu)(shu)字化(hua)(hua)和智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)進(jin)行分析，億歐智(zhi)庫認為(wei)(wei)可以將企(qi)業(ye)(ye)數(shu)(shu)字化(hua)(hua)和智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)劃分成四大階段進(jin)行討論。

一、自動化產線與生產裝備

不論是(shi)(shi)離(li)散制造企(qi)業，還是(shi)(shi)流程加工企(qi)業，使用(yong)自(zi)動化(hua)裝備(bei)進行生產(chan)，也就是(shi)(shi)實(shi)現工廠的(de)裝備(bei)自(zi)動化(hua)，都是(shi)(shi)智能(neng)制造的(de)基本(ben)方式(shi)。自(zi)動化(hua)行業發展了很(hen)多(duo)年(nian)，很(hen)多(duo)行業都有專門(men)的(de)自(zi)動化(hua)解決方案商，近兩年(nian)機器人(ren)也被(bei)越來越多(duo)的(de)企(qi)業所采用(yong)。使用(yong)自(zi)動化(hua)裝備(bei)實(shi)現機器換人(ren)，直(zhi)觀地(di)提升生產(chan)效率，只要投(tou)資回收期(qi)在(zai)可接受(shou)范圍內，是(shi)(shi)企(qi)業最了解，也意愿最強的(de)升級改造方案。

二、設備聯網與數據采集

智能化(hua)(hua)生產以信(xin)息(xi)化(hua)(hua)為基礎(chu)，而(er)將工廠里各式設(she)備接入網絡，采集(ji)設(she)備的(de)數據(ju)，則是信(xin)息(xi)化(hua)(hua)的(de)基礎(chu)。針(zhen)對不同工業(ye)設(she)備，數據(ju)采集(ji)有(you)不同的(de)方式：

有數(shu)據接口的(de)設(she)備，如機(ji)器(qi)人，機(ji)床，PLC控制器(qi)，智能化儀器(qi)儀表等，將(jiang)設(she)備數(shu)據傳輸(shu)到網關。

沒有現成數據的設備，通(tong)過安裝傳感器或進行(xing)智能(neng)化(hua)改造(zao)，增(zeng)加(jia)通(tong)訊能(neng)力(li)，基于有線或無線方式，將數據傳輸到網關。

數據(ju)傳輸到(dao)網關后，網關基于邊緣(yuan)計算進行數據(ju)就地(di)分析(xi)和存儲，或(huo)將數據(ju)、分析(xi)結果匯總，通過有線或(huo)無線的方式(shi)，傳輸到(dao)公有或(huo)私(si)有云服(fu)務器進行顯示和后續分析(xi)。

設備的(de)(de)聯網接(jie)入需要(yao)達(da)成三(san)個(ge)(ge)(ge)層(ceng)次(ci)(ci)：互聯（硬件(jian)接(jie)口的(de)(de)連接(jie)）、互通（軟件(jian)層(ceng)面的(de)(de)數據(ju)格式與(yu)規范）、語義(yi)互操作（語義(yi)的(de)(de)定義(yi)與(yu)規范），其(qi)中(zhong)前兩個(ge)(ge)(ge)層(ceng)次(ci)(ci)相(xiang)對(dui)簡單，第三(san)個(ge)(ge)(ge)層(ceng)次(ci)(ci)由于標(biao)準不統一，實(shi)現起來較難，不過也有OPC UA等協議正逐步成為推薦的(de)(de)規范標(biao)準。

三、數據打通與直接應用

1.新型MES/ERP軟件

除(chu)了設備處采集的(de)(de)數據(ju)，工(gong)廠(chang)生(sheng)產管理軟(ruan)件(jian)中，也存在(zai)很多數據(ju)。過(guo)去這(zhe)些(xie)數據(ju)以離散的(de)(de)數據(ju)孤島存在(zai)，彼此信(xin)息隔離，各級管理數據(ju)不能很好的(de)(de)綜(zong)合分(fen)析(xi)。如(ru)今(jin)一些(xie)企(qi)業開始通(tong)(tong)過(guo)新型管理軟(ruan)件(jian)，對工(gong)廠(chang)的(de)(de)數據(ju)進(jin)行整合打通(tong)(tong)，并在(zai)此基礎上提供更高效(xiao)的(de)(de)信(xin)息傳遞、生(sheng)產管理和協同。新形態管理軟(ruan)件(jian)名(ming)稱以MES/ERP等(deng)呈現，但(dan)功能基本是(shi)實現過(guo)去MES、ERP、CRM甚至OA等(deng)功能的(de)(de)綜(zong)合集成。很多企(qi)業提供給(gei)工(gong)廠(chang)的(de)(de)通(tong)(tong)常(chang)不只(zhi)是(shi)一套軟(ruan)件(jian)，而是(shi)整套工(gong)廠(chang)改造的(de)(de)解決方(fang)案。

2.遠程運維系統

基(ji)于設備(bei)(bei)(bei)聯(lian)網(wang)(wang)，一些企業為自家(jia)產品(pin)(pin)或裝備(bei)(bei)(bei)制造(zao)企業提(ti)供(gong)裝備(bei)(bei)(bei)遠(yuan)程(cheng)運維(wei)解決方案。通過在(zai)裝備(bei)(bei)(bei)中(zhong)加裝物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)設備(bei)(bei)(bei)，使裝備(bei)(bei)(bei)廠商可以(yi)遠(yuan)程(cheng)隨(sui)時隨(sui)地對設備(bei)(bei)(bei)進行(xing)監(jian)控、升級和維(wei)護等(deng)操作，更(geng)好的(de)了解產品(pin)(pin)的(de)使用(yong)狀(zhuang)況，完成產品(pin)(pin)全生命周期的(de)信(xin)息收(shou)集(ji)，指(zhi)導產品(pin)(pin)設計和售后服務。基(ji)于可以(yi)遠(yuan)程(cheng)監(jian)控的(de)指(zhi)標如(ru)：設備(bei)(bei)(bei)分布，狀(zhuang)態，用(yong)戶活躍度監(jian)測；行(xing)業、地區(qu)、企業用(yong)量統(tong)計分析(xi)；遠(yuan)程(cheng)異(yi)常(chang)報(bao)警，故障分析(xi)，授(shou)權(quan)開關機設備(bei)(bei)(bei)監(jian)測等(deng)。

在設(she)備(bei)聯網的基礎上，還可以開(kai)展(zhan)諸如設(she)備(bei)租賃、設(she)備(bei)保險、精準供應鏈等(deng)創(chuang)新業務。

3.AR輔助作業

AR眼鏡(jing)可以(yi)在不影(ying)響工人雙手操(cao)作(zuo)(zuo)的(de)情況下(xia)進(jin)行信息顯示(shi)，在工人進(jin)行生產操(cao)作(zuo)(zuo)、操(cao)作(zuo)(zuo)培訓、設備巡檢、設備維修等場景時(shi)，AR眼鏡(jing)額外提供設備的(de)圖紙、運(yun)行數據、結(jie)構原理、操(cao)作(zuo)(zuo)步驟等信息引(yin)導或輔(fu)助操(cao)作(zuo)(zuo)人員(yuan)執行操(cao)作(zuo)(zuo)。還可以(yi)基于AR眼鏡(jing)，將(jiang)現場圖像傳給遠(yuan)程專家，方(fang)便遠(yuan)程專家實時(shi)指導。

四、數據智能分析與應用

1.工業大數據

大數據(ju)技術興起(qi)后，誕(dan)生了一批以工業大數據(ju)應(ying)(ying)(ying)用為核心應(ying)(ying)(ying)用方向(xiang)的(de)企業，開展在工業的(de)各個領域(yu)的(de)應(ying)(ying)(ying)用，主要應(ying)(ying)(ying)用方向(xiang)有：預防(fang)性維修、智能(neng)生產優化、智慧供(gong)應(ying)(ying)(ying)鏈、智能(neng)營銷等，其中側重生產環節的(de)主要是預防(fang)性維修和(he)生產環節優化。

預(yu)防(fang)性維(wei)(wei)修(xiu)主要面向(xiang)設(she)(she)(she)備的(de)運(yun)用(yong)(yong)環節，基于進行灰度建模，提(ti)(ti)前對故障進行預(yu)測，減少設(she)(she)(she)備停機(ji)，提(ti)(ti)高(gao)設(she)(she)(she)備利用(yong)(yong)率，避免停機(ji)損失，將設(she)(she)(she)備維(wei)(wei)修(xiu)從事后維(wei)(wei)修(xiu)轉向(xiang)預(yu)防(fang)性維(wei)(wei)修(xiu)。生產過程優(you)化是在制造過程數字(zi)化監控的(de)基礎上，用(yong)(yong)大數據、人(ren)工智能算(suan)法建立模型，研究不同參數變化對設(she)(she)(she)備狀(zhuang)態(tai)(tai)與(yu)整體生產過程的(de)影響，并(bing)根(gen)據實(shi)時數據與(yu)現場(chang)工況動態(tai)(tai)調優(you)，提(ti)(ti)供智能設(she)(she)(she)備故障預(yu)警(jing)、工藝參數最優(you)推薦、降低能耗、提(ti)(ti)升良(liang)品率等一(yi)項(xiang)或(huo)多(duo)項(xiang)功能。

2.數字化雙胞胎

在工廠全面數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)的基礎(chu)上，產(chan)品(pin)(pin)研發類(lei)企業通(tong)過數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)，從而實(shi)現(xian)(xian)更高(gao)階段智能化(hua)(hua)(hua)邁進。數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)以(yi)數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)方式為真(zhen)(zhen)實(shi)產(chan)品(pin)(pin)、設備、工廠等物理對象創(chuang)建虛擬模型，模擬其在現(xian)(xian)實(shi)環境(jing)中(zhong)的行為特征，創(chuang)建對應(ying)的仿真(zhen)(zhen)數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)模型，完整(zheng)真(zhen)(zhen)實(shi)在數(shu)(shu)字(zi)(zi)世界中(zhong)再現(xian)(xian)整(zheng)個企業，使企業在實(shi)際投入(ru)生(sheng)產(chan)之(zhi)前即能在虛擬環境(jing)中(zhong)優化(hua)(hua)(hua)、仿真(zhen)(zhen)和(he)測試，在生(sheng)產(chan)過程(cheng)(cheng)中(zhong)也可同步優化(hua)(hua)(hua)整(zheng)個企業流(liu)程(cheng)(cheng)。數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)具體包(bao)括“產(chan)品(pin)(pin)數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)”、“生(sheng)產(chan)工藝流(liu)程(cheng)(cheng)數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)”和(he)“設備數(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)雙(shuang)(shuang)胞(bao)胎(tai)”三個領域。

以上四(si)個(ge)(ge)(ge)階段并不是嚴格按順序(xu)進(jin)行的(de)(de)(de)，各階段不是孤立的(de)(de)(de)，邊界比(bi)較(jiao)模糊，很多(duo)具體應用方案可能(neng)跨(kua)越其(qi)中(zhong)多(duo)個(ge)(ge)(ge)階段。工(gong)廠的(de)(de)(de)改造也不一(yi)定都是從自動化(hua)裝備(bei)開(kai)始(shi)。多(duo)數(shu)情況下客戶工(gong)廠需要的(de)(de)(de)方案跨(kua)越了數(shu)字化(hua)改造的(de)(de)(de)多(duo)個(ge)(ge)(ge)階段，但不同供應商(shang)的(de)(de)(de)業(ye)務側(ce)重點和(he)覆(fu)蓋范(fan)圍各不相同，不少供應商(shang)或(huo)工(gong)廠實施的(de)(de)(de)是跨(kua)越多(duo)階段的(de)(de)(de)方案，但自身技術和(he)能(neng)力會側(ce)重其(qi)中(zhong)某個(ge)(ge)(ge)階段的(de)(de)(de)工(gong)作。也有一(yi)些(xie)企(qi)業(ye)聲(sheng)稱提(ti)供智能(neng)工(gong)廠整體解決(jue)方案。

在單(dan)個工廠數字化的(de)基(ji)礎上，工廠還(huan)可以(yi)通過C2M模式(shi)與消(xiao)費者建立連(lian)接，通過工業互聯網(wang)平臺，與整個行業和(he)產業上下(xia)游建立起連(lian)接。