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新加坡金鷹國際CIO王益民：智能工廠賦能流程制造降本增效
流程行業(yè)大多屬于基礎行業(yè)，在國民經濟中具有舉足輕重的作用，但因其特殊的生產工藝流程，又使得流程制造行業(yè)數字化轉型相對離散制造較為緩慢。如何通過數智化提升企業(yè)經營韌性及競爭力，化解經濟下行面臨的挑戰(zhàn);如何解密流程制造數字化轉型的數據“黑匣子”，實現真正的數據驅動;如何通過合理的數智化規(guī)劃及實踐，加速企業(yè)自身智能轉型的進程等等，都是當下流程制造企業(yè)數字化轉型思考和急需解決的問題。
身處供應鏈、工藝管理，標準化等工作較為復雜的造紙行業(yè)，新加坡金鷹國際CIO王益民在多年的實踐中對于流程企業(yè)智能工廠的理念、方法論，數智化實踐過程中面臨的挑戰(zhàn)和解法都有豐富的積累。并在ENI經濟和信息化網“流程制造數智化建設規(guī)劃要素及路徑”CIO直播中，分享了流程制造行業(yè)智能工廠的建設階段以及流程制造行業(yè)運營管理需求。
智能工廠賦能流程制造降本增效
“常規(guī)的化工行業(yè)、冶金行業(yè)、信息化工等都稱之為流程制造。流程制造有個比較大的特點，即整個投入量到產出是通過一系列流程來支撐的，工藝過程是連續(xù)進行的，不能中斷。而且工藝過程的加工順序是固定不變的，生產制造設備按照工藝流程來布置，大多數都安裝有自動工控。。流程制造行業(yè)的特點使得行業(yè)的信息化起步比較早，加之流程行業(yè)的工藝設計比較特別，流水線上的工藝決定了產品的成本、質量等。因此，過程控制是流程制造行業(yè)面臨的重要的挑戰(zhàn)和緊迫的需求，而落實過程控制的路徑，正當下行業(yè)大多數企業(yè)正在踐行的：智能工廠。
對此，王益民首先引用了工信部對于智能工廠的定義，其中共有7個重要步驟：
實現生產流程可視化和生產工藝優(yōu)化;
實現物流、能量、數據流，價值流、資產的全過程監(jiān)控，建立數據采集和監(jiān)控系統(tǒng);
采用先進控制系統(tǒng)，工廠自控投用率達到90%以上，關鍵生產環(huán)節(jié)實現基于模型的先進控制和在線優(yōu)化;
建立生產執(zhí)行系統(tǒng)，生產計劃、調度均建立模型;對于存在較高安全與環(huán)境風險的項目，實現有毒有害物質排放和危險源的自動檢測與監(jiān)控、安全生產的全方位監(jiān)控，建立在線應急指揮聯(lián)動系統(tǒng);
建立工廠通信網絡架構，實現工藝、生產、檢驗、物流等制造過程各環(huán)節(jié)之間，以及制造過程與數據采集和監(jiān)控系統(tǒng)、MES、ERP、SCADA、DCS之間的信息互聯(lián)互通;
在使用智能化、網絡化的前提下，一定要引起對網絡安全的高度重視，建有功能安全保護系統(tǒng)。
在產品同質化比較嚴重的情況下，智能工廠可以顯著提高產品質量，降低人員使用成本。一方面需要依靠企業(yè)現有的數字化技術，打造前中后的支撐平臺。另一方面需要通過云計算、人工智能等先進的技術服務，集成CPS、BI、AI、AR等數字技術，進一步提升企業(yè)數字化轉型的能力和成果，進而實現企業(yè)的智能工廠落地。
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王益民：流程制造行業(yè)運營管理需求： 生存、可持續(xù)發(fā)展、風險管控
在運營管理方面，王益民如是說到“流程制造行業(yè)智能工廠的運營管理需求，無非是生存、可持續(xù)發(fā)展、風險管控這三點，其中生存是目前來講最重要的”。在產品同質化比較嚴重的情況下，智能工廠可以顯著提高產品質量，降低生產成本。
此外，可持續(xù)發(fā)展也是工廠運營管理的重點。在研發(fā)新產品方面，PLM的應用使得通過大數據分析來研發(fā)新品成為可能，通過大數據分析、數字智能制造和使用場景的應用實現產品生命周期的管理。風險管控方面也離不開大數據的支持，不同的是，在風險管控方面，企業(yè)不僅需要工廠內部的數據，還需要市場外部數據以及第三方數據的支持，基于各種數據來決定企業(yè)的經營策略。
數據管理方面，產線實時數據的管理是至關重要。此外，設備運維日志也可以通過大數據分析建立模型來預判設備在未來出現故障的概率，幫助企業(yè)合理安排停機檢修時間。而質量數據的采集和維護，可以幫助企業(yè)在流程制造過程中調整設備的溫度、壓力、車速等工藝參數，進而保證產品質量的穩(wěn)定和成本的降低。
運營管理過程中，創(chuàng)新技術在整個生產過程中的應用，例如AI、自動優(yōu)化供應鏈，在線設備傳感器等可以有效的減少浪費，降低產品成本。
王益民介紹道，“從經營管理的角度來講，完全可以做到零投資、大回報，如果我們在數字化進程中的某一個階段缺乏資金，沒有辦法及時做到數字化的軟件硬件設備投資，那重點就應該放在經營管理和精益方面”。
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金鷹國際CIO王益民：流程行業(yè)智能工廠建設三階段
流程行業(yè)智能工廠生產管理的重點是生產過程實時透明、作業(yè)規(guī)范管理、全程可追溯。王益民提到，在了解智能工廠的狀態(tài)時，可以通過智能工廠的評估模型來得到相關的評估結果。在工藝設計方面，特別是對于已經投產的工廠或者是中小型企業(yè)而言，工藝設計比較難改變。這就需要做一些數字化工程，比如可以通過激光掃描3D，把智能工廠做一個數字化的資產模型，關鍵工業(yè)裝置做三維可視化模型，通過管理技術實現工廠的制造信息、設備信息、工廠信息等運維信息的集成。
對于信息化技術的關鍵內容，王益民從五個方面做了介紹。首先是生產作業(yè)的規(guī)范化，包括生產工藝數據標準化、作業(yè)流程規(guī)范化、數據驅動有了標準規(guī)范的流程協(xié)同優(yōu)化。第二是計劃管理的高級排程：承接ERP生產計劃，這塊的重點在于如何通過EMS的經營、排產，使得廢品率減少和產成品的得率得到提高。第三是部分作業(yè)執(zhí)行的精細協(xié)同，基于計劃管理的高級排程，可以使企業(yè)的數據采集應用更加及時高效。第四是底層協(xié)同實時化。最后是生產制造的可視化，通過工業(yè)大腦，實現整個管理運營的數字化、智能化。
智能工廠的建設可以分為三個發(fā)展階段：第一階段是數字化和自動控制，包括工業(yè)傳感器安裝、數據采集等。第二階段是網絡化，例如，如何對設備聯(lián)網，通過軟硬一體化建設，使得我們整個設備數據對內對外都能夠聯(lián)系打通。第三階段是智能化，包括數字孿生技術的應用、云計算大數據和AI建設等。
CPS是智能制造的本質
建設智能工廠最重要的一點是“CPS“，CPS是智能制造的本質”。工業(yè)互聯(lián)網與物聯(lián)網的應用是智能工廠底層必須完成的工作，沒有CPS就無法做到智能制造。其次，業(yè)務人員的自我需求是推動智能工廠的核心動力。第三是以價值流為導向優(yōu)化流程。企業(yè)在做智能工廠建設時，不能單純?yōu)榱藵M足上級的任務要求，而要以價值為導向，實現投入產出的有效平衡。
另外，要將AI技術服務于業(yè)務場景，以減少人工的使用。此外，要注重復合型人才團隊培養(yǎng)，這不僅需要我們要有對產線生產設備的控制能力、操作能力，還需要員工有數據分析能力、數據建模能力。同時，在整個實施過程中，高層管理的支持無疑是必需的。
最后是“以點連線、以線帶面、小步快跑”。當我們沒有特別大的投資來保證數字化工藝實施的情況下，可以在自己的崗位做一些事情。當我們有一些大的數字化投資時，應該考慮是否可以改善數字化供應鏈，加大CPS投入，做智能排產優(yōu)化。
王益民總結道：“智能工廠的投資不是立竿見影、馬上就能看到效果的，而是需要一定的時間與積累，凡是量變到質變都是需要時間的。先從小的地方做起來，通過飛輪效應來持續(xù)改善。”
