數(shù)字化只是實現(xiàn)智能制造的第一步。進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型后，企業(yè)必須通過互聯(lián)讓數(shù)據(jù)得以傳遞和利用，從而真正發(fā)揮數(shù)字化的價值，這也是近年來智能數(shù)字化設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域快速發(fā)展迭代的主要推動力，建立互聯(lián)企業(yè)的迫切需求也由此而生。
何為互聯(lián)?
在一個企業(yè)中，把各種數(shù)字化設(shè)備、生產(chǎn)系統(tǒng)、企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)及人連接在一起，使得人與機(jī)器及流程有機(jī)結(jié)合起來，從而為生產(chǎn)運(yùn)營創(chuàng)造出新價值的生態(tài)體系，我們簡單稱之為互聯(lián)企業(yè)。羅克韋爾自動化在2013年就根據(jù)當(dāng)時的技術(shù)發(fā)展趨勢，提出了互聯(lián)企業(yè)的發(fā)展理念和愿景，并致力于促進(jìn)其技術(shù)演變發(fā)展，幫助客戶構(gòu)建互聯(lián)企業(yè)，實現(xiàn)智能制造。
雖然智能制造難于用統(tǒng)一的語言來描述，但是實現(xiàn)智能制造方法論卻比較有章可循，互聯(lián)企業(yè)就是這樣的一個方法論。它幫助企業(yè)在原有自動化和信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，更容易獲取數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù)和分享信息。理解了互聯(lián)企業(yè)的內(nèi)涵和外延，就可以在企業(yè)中循序漸進(jìn)地構(gòu)建起一個互聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)，最終實現(xiàn)智能制造。
互聯(lián)企業(yè)-數(shù)字化工廠的表現(xiàn)形式
為何互聯(lián)?
為何實現(xiàn)智能制造必須先建立起互聯(lián)企業(yè)?最重要的原因還是在于數(shù)字化。
隨著技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)底層的設(shè)備已經(jīng)普遍采用了各種數(shù)字化的設(shè)備，從傳感器、儀表到執(zhí)行機(jī)構(gòu)都具備了數(shù)字化的屬性。數(shù)字化設(shè)備可以在完成本職工作的同時，積累各種數(shù)據(jù)，讓人們可以掌握現(xiàn)場發(fā)生的動作和設(shè)備的健康狀態(tài)等信息。但這些數(shù)據(jù)只有被工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳送和利用時，才可以幫助企業(yè)實現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)等功能，真正創(chuàng)造價值。
目前制造業(yè)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要由工業(yè)以太網(wǎng)以有線的形式來實現(xiàn)，這種形式還將持續(xù)一段時間，估計5~10年左右，自組5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用將推動工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入無線階段。
在生產(chǎn)現(xiàn)場普遍實現(xiàn)數(shù)字化的同時，對于產(chǎn)線級的控制系統(tǒng)就有了更高的要求。因為這個時候，處于ISA-95架構(gòu)一層和二層的控制系統(tǒng)，除了需要完成常規(guī)的自動化任務(wù)以外，還必須具備邊緣計算的能力。這主要由于底層的數(shù)字化設(shè)備除了提供控制信號外，還帶來了大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在邊緣層進(jìn)行就地處理可以更快地響應(yīng)現(xiàn)場需求，同時又節(jié)省了對企業(yè)網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用。因此一層和二層的控制系統(tǒng)就需要應(yīng)用集控制和信息一體化的架構(gòu)來完成。
互聯(lián)企業(yè)-數(shù)字化工廠的表現(xiàn)形式
如果在這個層級企業(yè)可以以同樣的系統(tǒng)和架構(gòu)，通過應(yīng)用不同的組件和模塊，實現(xiàn)多種控制方式，那么實現(xiàn)互聯(lián)將變得非常容易。譬如在通常的離散控制系統(tǒng)，加上運(yùn)動控制模塊可實現(xiàn)運(yùn)動控制的功能，加上流程控制的軟硬件可以實現(xiàn)過程控制，以此類推至批次控制、傳動控制、安全控制等等，從而讓企業(yè)不同的流水線、不同的工段和車間都可以利用同樣的架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)。在這樣的架構(gòu)下，你可以輕松地將整個企業(yè)價值鏈的生產(chǎn)數(shù)據(jù)流和產(chǎn)品物流同時打通，擴(kuò)展一下還可以進(jìn)一步連接供應(yīng)鏈和市場銷售網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)橫向的互聯(lián)。
這個層級的控制系統(tǒng)完成控制程序和數(shù)據(jù)處理后，其結(jié)果部分作為命令回饋到底層設(shè)備，還有一些數(shù)據(jù)則提供給三層的信息化系統(tǒng)，如制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)或者生產(chǎn)運(yùn)營管理系統(tǒng)(MOM)作為底層基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。MES和MOM往上對接ERP等企業(yè)級系統(tǒng)，往下對接生產(chǎn)控制系統(tǒng)，使企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)流在縱向也可以完全打通。所以互聯(lián)企業(yè)可以為制造企業(yè)實現(xiàn)智能制造所需要的橫向互聯(lián)、縱向互聯(lián)及端到端互聯(lián)打下堅實的基礎(chǔ)。
互聯(lián)企業(yè)的那些“好”
構(gòu)建互聯(lián)企業(yè)究竟能為企業(yè)帶來哪些好處呢?總結(jié)起來有“三好”。
橫向互聯(lián)快速響應(yīng)市場
橫向互聯(lián)讓企業(yè)一手連接市場，一手鏈接供應(yīng)鏈，企業(yè)在中間既可以快速準(zhǔn)確地獲得市場的變化信息和客戶的偏好趨勢，又能夠及時地與供應(yīng)鏈合作起來，調(diào)動企業(yè)資源和供應(yīng)鏈資源一起應(yīng)對變化，從而使企業(yè)永遠(yuǎn)快人一步，以更快的速度推出更契合市場需求的產(chǎn)品。
縱向互聯(lián)提升運(yùn)營水平
縱向互聯(lián)讓企業(yè)內(nèi)部自上而下的數(shù)據(jù)傳遞更加流暢，ERP系統(tǒng)接受客戶訂單后，可以第一時間下達(dá)至MES系統(tǒng)，MES系統(tǒng)把訂單分解成生產(chǎn)人員、設(shè)備和物料的安排并開始組織生產(chǎn)。反過來，生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生的活動、OEE、生產(chǎn)進(jìn)度、生產(chǎn)過程中的設(shè)備健康狀態(tài)、產(chǎn)品質(zhì)量、物料的損耗等信息也可以自下而上地傳遞給管理人員供決策使用。總之企業(yè)的數(shù)字化使得工廠方方面面的情況更加透明，而數(shù)據(jù)互聯(lián)后則可以進(jìn)一步幫助企業(yè)管理者隨時掌握企業(yè)的運(yùn)營情況，幫助企業(yè)提高生產(chǎn)設(shè)備利用率，提升生產(chǎn)效率，降低企業(yè)風(fēng)險。
端到端互聯(lián)降低運(yùn)營成本
數(shù)字化互聯(lián)企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在企業(yè)不同的系統(tǒng)里有不同的作用，因此在企業(yè)內(nèi)部各系統(tǒng)中進(jìn)行端到端的數(shù)據(jù)共享和互聯(lián)也可以創(chuàng)造重要的價值。如倉儲管理系統(tǒng)和供應(yīng)鏈訂單系統(tǒng)的互聯(lián)、企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)及產(chǎn)品的售后服務(wù)系統(tǒng)之間的互聯(lián)等等。為了更好地感受端到端互聯(lián)的“迷人”之處，我們用一個生活中的例子作類比：當(dāng)病人去醫(yī)院看胸科時，醫(yī)生會安排病人去做各種化驗和拍片檢查，隔天同一個病人又去看消化科時，醫(yī)生可以直接調(diào)用昨天在胸科獲得的基礎(chǔ)報告數(shù)據(jù)，而不用再重新檢查一次，這個數(shù)據(jù)甚至可以在不同醫(yī)院進(jìn)行共享。這兩個醫(yī)院和科室使用這個報告的目的可能是不同的，但是這個簡單的端到端互聯(lián)的例子大大節(jié)約了資源和時間，因而可以同時為病人和醫(yī)院帶來巨大價值。
互聯(lián)企業(yè)-數(shù)字化工廠的表現(xiàn)形式
互聯(lián)的初心就是要通過對數(shù)據(jù)的利用為企業(yè)帶來新的競爭優(yōu)勢，互聯(lián)企業(yè)建立的過程也是對數(shù)據(jù)從采集到利用再到優(yōu)化的過程。通常，企業(yè)數(shù)據(jù)利用的最后階段也是深度利用的階段是由大數(shù)據(jù)平臺來完成的，這也是產(chǎn)生很多智能化應(yīng)用的基礎(chǔ)平臺。這個大數(shù)據(jù)分析處理平臺也叫做工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺?？偨Y(jié)來說，將數(shù)字化設(shè)備、數(shù)字化生產(chǎn)線和生產(chǎn)車間、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)、企業(yè)數(shù)字化業(yè)務(wù)系統(tǒng)(ERP)、云端(私有云或者公有云)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，按照ISA-95架構(gòu)建立起來的互聯(lián)企業(yè)正是企業(yè)實現(xiàn)智能制造值得參考的基本范式，也是智能制造之數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化發(fā)展道路的落地形式。
數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
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