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數(shù)字化是當前的熱門話題不同的行業(yè)領域和角色身份對此都有不同的定義:
——政府部門的代表
他們指出,數(shù)字化是必然趨勢,對企業(yè)的未來生存發(fā)展至關重要。不過,他們沒有告訴我們,數(shù)字化到底是什么?怎么做?能夠產(chǎn)生什么價值?
——軟件廠商
他們說,ERP(企業(yè)資源規(guī)劃)、CRM(客戶關系管理)軟件是企業(yè)數(shù)字化的最佳選擇??墒?,這些軟件已經(jīng)面市二十余年了,怎么突然換個身份,從支持業(yè)務操作的軟件變成了“讓企業(yè)變得更聰明的軟件”?
——大型企業(yè)IT主管
他們通常會展示一個非常復雜的架構圖,里面既有門店收銀、天貓、京東、移動App、官網(wǎng)商城等各種應用構成的前臺,也有ERP、WMS(倉庫管理系統(tǒng))、TMS(運輸管理系統(tǒng))、數(shù)據(jù)倉儲等諸多熟悉名詞匯聚的后臺,還有他們最喜歡談論的能夠整合后臺數(shù)據(jù)、賦能前臺運營的中臺。
——企業(yè)職能主管
制造企業(yè)的會說,數(shù)字化可以提升產(chǎn)品生產(chǎn)效率和質量;零售行業(yè)的則說,數(shù)字化可以幫助獲客,做好客戶關系管理。顯然,他們都是從各自職能的視角出發(fā),好像安裝了相關系統(tǒng),就完成了企業(yè)的數(shù)字化。
不同的受眾對于數(shù)字化有著不同的看法
那在經(jīng)濟發(fā)展主戰(zhàn)場的流程工業(yè)領域呢?
如何理解流程工業(yè)數(shù)字化?
轉型中需要注意哪些重要階段?
來聽聽科遠智慧數(shù)字化領域專家的觀點!
流程工業(yè)數(shù)字化之智能生產(chǎn)監(jiān)控
工業(yè)是中國經(jīng)濟發(fā)展的根基,是推動經(jīng)濟提質增效的主戰(zhàn)場。隨著新一代信息技術與各行各業(yè)的深度融合,流程工業(yè)數(shù)字化轉型已成為企業(yè)的必修課。
流程工業(yè)數(shù)字化涉及設備層、控制層、操作層、管理層、決策層數(shù)字化與智能化等各個層次,包含計劃排程、生產(chǎn)調度、設備管理、安全監(jiān)控、供應鏈保障、管理運營等各個方面。
第一階段 /集中監(jiān)視
集中監(jiān)視是為了解決目前流程工業(yè)企業(yè)普遍存在的信息孤島或應用孤島的問題,這也是數(shù)字化、智能化的基礎工作。
比如,在發(fā)電、石化、煉鋼等連續(xù)型生產(chǎn)企業(yè),生產(chǎn)流程中的很多過程控制系統(tǒng)(DCS、PLC)會實時收集各個生產(chǎn)單元的相關數(shù)據(jù),如生產(chǎn)過程的溫度、壓力、流量等參數(shù),并進行數(shù)據(jù)的記錄、存儲管理,可以查看各種生產(chǎn)參數(shù)從歷史變化趨勢,并形成各種統(tǒng)計報表。
這些通過各種方式采集并統(tǒng)計的報表會實時匯集到企業(yè)總部或管理者的辦公室,并展示在一個統(tǒng)一集中的數(shù)據(jù)可視化看板上。
在產(chǎn)品層面,集中監(jiān)視產(chǎn)品包括實時數(shù)據(jù)庫、MES和發(fā)電廠廠級監(jiān)控系統(tǒng)(SIS)等,經(jīng)過20年的持續(xù)迭代,這些產(chǎn)品的技術都已日漸成熟,并得到了廣泛應用。
第二階段 /智能監(jiān)視
當數(shù)據(jù)匯集后,由于數(shù)據(jù)量巨大,例如600MW發(fā)電機組就有8000個左右的參數(shù),控制系統(tǒng)DCS、PLC和數(shù)據(jù)連通系統(tǒng)在監(jiān)視層面就會暴露出以下不足:
DCS的設計思路是通過報警避免值班員監(jiān)視這么多測點,但是DCS是單點定值偏差報警,在設備啟停過程和變負荷運行過程中,存在大量誤報。
設備本體參數(shù)緩慢變化需要長期監(jiān)視才能發(fā)現(xiàn),但是由于需要監(jiān)視的參數(shù)太多往往不能及時發(fā)現(xiàn)。
溫度群監(jiān)視困難,缺乏整體直觀的監(jiān)視手段。
設備出現(xiàn)故障時時,只有一批參數(shù)報警,沒有主因報警,需要值班員進行判斷,對值班員要求較高。
大量的數(shù)據(jù)需要值班員調用各種畫面,查找各種數(shù)據(jù),判斷是否異常,值班員的壓力和工作量較大,往往因監(jiān)視、處理不及時導致故障擴大。
運行需要的定期定期工作,取決于值班員的責任心,沒有提醒,容易疏忽。
而隨著大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術的發(fā)展,通過專家系統(tǒng)、機理模型、數(shù)學模型和各種智能算法,對這些數(shù)據(jù)進行梳理分析,用流程、工藝的標準作為比對基礎,就能通過多做數(shù)據(jù)比對來發(fā)現(xiàn)差異,并提出警示,及時掌握業(yè)務運營過程發(fā)生的異?,F(xiàn)象,就像是無人駕駛的輔助系統(tǒng)。
比如,根據(jù)環(huán)境溫度和本體參數(shù),自動判斷設備是否存在異常,將運行專家的經(jīng)驗軟件化,用以自動判斷設備診斷高加泄漏、制粉系統(tǒng)堵煤等故障,通過運行歷史數(shù)據(jù)建立數(shù)學模型,自動診斷出系統(tǒng)異常,并進行報警,大幅度降低值班員的監(jiān)盤壓力。
在產(chǎn)品層面,智能監(jiān)視產(chǎn)品包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智能監(jiān)盤、高級報警、優(yōu)化控制APC、APS等,目前尚未得到了廣泛應用,正處于技術探索階段。
智能監(jiān)視是集控的基礎。如果在集中監(jiān)視階段采用集控運行模式,由于沒有技術手段使得操作量和值班員減少,集控可能會導致值班員之間的相互干擾。所以只有到了智能監(jiān)視階段才具備集控的條件。
第三階段 /智能監(jiān)控
智能監(jiān)控開始涉及更多的智能化處理。在第二階段的數(shù)據(jù)比對中,一旦系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并預警當前業(yè)務運營存在異常,就需要立即做出兩個應對動作:一是進行診斷,找出原因;二是制定調整方案或處理行動。
這就對我們的系統(tǒng)提出了進一步的要求,即如何能夠自我診斷并提出調整方案?關鍵就在于知識的積累。
比如,發(fā)電廠正常運行時制粉系統(tǒng)溫度為A,但因為燃煤成分跟以往不同,系統(tǒng)能夠給出調整制粉系統(tǒng)溫度的方案;在鍋爐出現(xiàn)制粉系統(tǒng)堵粉異常時,系統(tǒng)能夠進行相應的調整和處理。
再比如,發(fā)電廠通常以煤耗最低、運行參數(shù)達設計值為經(jīng)營目標,但是在煤價較高的情況下就無法讓整個生產(chǎn)流程實現(xiàn)全面最優(yōu)化;而是要根據(jù)我們需要實現(xiàn)整個工廠的最優(yōu)化。
在很多情況下,我們不但要考慮企業(yè)內部狀況,還要考慮外部環(huán)境,這種就產(chǎn)生了一個時髦的詞——生態(tài)圈。嚴格來說,幾乎所有企業(yè)都存在于某個生態(tài)圈之中,只是過去缺乏信息對接,使得原本彼此緊密的關系鏈被切斷了。
流程工業(yè)生產(chǎn)中的異常判定和調整方案通常都有固定的操作標準(運行規(guī)程)作為依據(jù),因此相對來說也更容易實現(xiàn)智能監(jiān)控。
當然,無論是數(shù)據(jù)采集、異常判斷、提出方案或效果反饋,理想化的狀態(tài)是這些操作都可以由數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動處理完成。如果我們的業(yè)務流程能夠做到這樣的智能化處理與經(jīng)驗學習,就說明在業(yè)務環(huán)節(jié)上已經(jīng)達到了自主尋優(yōu)的程度。
應用三階段模型注意點
發(fā)展連續(xù)性
數(shù)據(jù)采集是所有企業(yè)數(shù)字化、智能化的基礎。有了數(shù)據(jù)采集和集中監(jiān)視,企業(yè)價值鏈環(huán)節(jié)才可能實現(xiàn)局部的智能監(jiān)視,進而發(fā)現(xiàn)問題,并做出調整。等到所有環(huán)節(jié)都能做到智能監(jiān)控,整個企業(yè)就實現(xiàn)了智能化。
可見,數(shù)字化是一個連續(xù)發(fā)展的歷程。各個階段不能斷開,也不能跳躍式推進,必須實實在在地一個階段一個階段向前走,才能積累出強大的數(shù)字能力。
就國內來看,目前大部分企業(yè)都已實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集,但仍然有許多舊型號的生產(chǎn)設備無法支持,這就需要我們持續(xù)更新這些生產(chǎn)設備,或者為其加裝可采集數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)設備。
價值遞增性
隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術的迭代創(chuàng)新,技術對流程工業(yè)數(shù)字化賦能的能力愈發(fā)顯著。以流程工業(yè)數(shù)字化三階段模型為例:
第一階段
對于作為基礎的數(shù)據(jù)采集,還無法計算其價值,因為數(shù)據(jù)還沒有加以利用。
第二階段
通過數(shù)據(jù)比對分析,能夠對企業(yè)運營中出現(xiàn)的問題提出警示。
第三階段
能夠幫助企業(yè)制定方案,排除問題,同時因為整合了價值鏈所有環(huán)節(jié)的信息,就能夠全面提升企業(yè)的運營效益,甚至實現(xiàn)商業(yè)模式創(chuàng)新,快速提升企業(yè)競爭力和獲利能力,產(chǎn)生的價值更大,因為企業(yè)能夠更有效地利用外部資源加強對客戶的覆蓋,提升客戶價值。
面對未來的發(fā)展與競爭,流程工業(yè)勢必要在數(shù)字技術應用上做更多的投入,才能更有效地連接內外部資源,為客戶提供更有價值的服務,塑造自身更強大的競爭力。
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