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從一個(gè)真實案例看 IIoT 在智能制造的(de)角色

2022-12-1新聞

導讀

INTRODUCTION

得(de)益于工業物(wù)聯網（IIoT）的(de)發展，制造企業正在進行業務戰略和(hé)流程的(de)數字化(huà)，以更好地爲客戶服務，并提升在全球環境中的(de)競争力。”

文章(zhāng)信息

本文作者：John Clemon，由「控制工程中文版」原創首發，數字化(huà)企業經授權發布。

第四次工業革命正在使制造業重新成爲經濟發動機，并改變了(le)制造企業的(de)經營方式。它也(yě)被稱爲工業4.0、數字化(huà)轉型或智能制造，這(zhè)是一個(gè)制造業的(de)新黃(huáng)金時(shí)代。在這(zhè)個(gè)時(shí)代，企業正在積極進行業務戰略和(hé)流程的(de)數字化(huà)轉型，以便更好地爲客戶服務，提升在全球環境中的(de)競争力。

在實施智能制造戰略時(shí)，企業可(kě)以重新思考、設計和(hé)重建其業務、制造和(hé)數字流程，以前所未有的(de)方式對(duì)其進行精簡。此外，或許最重要的(de)是，智能制造使企業能夠更好地賦能團隊，尤其是制造團隊，将他(tā)們從低成本、低技能的(de)工人(rén)轉變爲高(gāo)技能、訓練有素的(de)知識工人(rén)。

支持這(zhè)一轉變的(de)是各種智能制造技術，如人(rén)工智能、增強現實、虛拟現實、數字孿生、數字線程、大(dà)數據、預測分(fēn)析、協作機器人(rén)（COBOT）、制造執行系統（MES）和(hé)新識别系統等。這(zhè)些技術有助于定義智能制造的(de)内涵，并利用(yòng)智能技術可(kě)以做(zuò)得(de)更好、更快(kuài)和(hé)成本更低。

所有這(zhè)些智能技術的(de)背後，都有一個(gè)堅實的(de)基礎——工業物(wù)聯網（IIoT）。如果IIoT不發揮主要作用(yòng)，幾乎不可(kě)能在智能制造中做(zuò)任何有意義的(de)事情，因此，在某種程度上來(lái)說，IIoT 幾乎已成爲智能制造的(de)代名詞。

讓我們看一個(gè)真實的(de)案例，以更好地了(le)解IIoT 的(de)作用(yòng)，以及它如何将這(zhè)些技術連接在一起以支持工業4.0。這(zhè)個(gè)例子是對(duì)一個(gè)化(huà)學配料工藝的(de)概括，通(tōng)常可(kě)能在任何制藥或特種化(huà)學品或其他(tā)工藝制造操作中看到。

數字化(huà)執行

數字化(huà)執行始于從企業資源規劃（ERP）系統獲取有關訂單、運營、物(wù)料清單和(hé)配料的(de)關鍵信息。一旦獲得(de)該信息，并且該訂單準備就緒，就必須将該信息分(fēn)發給将執行運營活動的(de)人(rén)員(yuán)和(hé)設備。

IIoT 是分(fēn)發這(zhè)些信息的(de)骨幹。在配料工藝的(de)應用(yòng)案例中，這(zhè)意味著(zhe)IIoT 将訂單、運營、物(wù)料和(hé)配料，發送到自動原料處理(lǐ)系統、手動稱重系統、單獨批次配料系統、稱重和(hé)包裝系統以及質量保證系統。

IIoT 首先檢查各設備的(de)狀态，以确保它們已經爲下(xià)一個(gè)運營活動做(zuò)好準備。它在正确的(de)時(shí)間，爲每台設備和(hé)每個(gè)運行人(rén)員(yuán)提供正确的(de)信息，以完成其工作。并且，在整個(gè)工藝過程中，IIoT持續檢查設備狀态，以确保運營按照(zhào)規定進行。

數字化(huà)作業指導

數字化(huà)作業指導書(shū)是爲員(yuán)工提供合适的(de)材料，以支持他(tā)們必須執行的(de)各種操作。這(zhè)些材料可(kě)以是文件、圖紙、工藝說明(míng)、操作程序、程序手冊等，也(yě)可(kě)以是各個(gè)步驟的(de)工藝和(hé)說明(míng)。

在大(dà)多(duō)數配料操作中，分(fēn)步流程非常重要，可(kě)以确保并記錄每個(gè)步驟的(de)正确執行。這(zhè)種工作指導的(de)集合體往往來(lái)自各種不同的(de)來(lái)源。IIoT将從這(zhè)些不同的(de)來(lái)源檢索工作指令，并在需要時(shí)提供給操作員(yuán)，因此每個(gè)操作員(yuán)在需要時(shí)都有正确的(de)工作指導來(lái)完成他(tā)們的(de)工作。

在整個(gè)過程中，IIoT會持續檢查這(zhè)些分(fēn)步流程，以确保每個(gè)步驟都能正确、完整地執行。在執行完每個(gè)步驟後，IIoT會向記錄系統報告步驟的(de)狀态、完成時(shí)間等。

數字可(kě)追溯性

數字可(kě)追溯性與跟蹤和(hé)追溯有關，例如進入每批産品的(de)配料和(hé)包裝材料。IIoT 通(tōng)過将不同的(de)信息連接在一起形成一個(gè)複雜(zá)的(de)整體來(lái)執行多(duō)方面的(de)工作。IIoT 必須将訂單和(hé)操作與物(wù)料清單（BOM）中要求的(de)特定物(wù)料相匹配，然後添加物(wù)料的(de)批次号。任何缺失或不正确的(de)數據，都可(kě)能意味著(zhe)該批次必須報廢。獲取信息并确保其正确完整，對(duì)于IIoT 至關重要。

數字可(kě)追溯性超越了(le)訂單、材料、批次。這(zhè)還(hái)意味著(zhe)将批次與所使用(yòng)的(de)設備、運行設備的(de)運營人(rén)員(yuán)、該批次的(de)質量檢查、批次之前執行的(de)清潔以及批次之前可(kě)能執行的(de)任何維護工作進行匹配。IIoT 将所有這(zhè)些匹配起來(lái)，以提供與批次相關的(de)所有事物(wù)和(hé)人(rén)的(de)完整可(kě)追溯性。

數字化(huà)質量管理(lǐ)

數字化(huà)質量管理(lǐ)從對(duì)該批次進行必要的(de)質量檢查開始，以确保該批次符合規定的(de)質量要求。質量檢查通(tōng)常在多(duō)個(gè)位置進行，包括在線、近線、本地實驗室和(hé)遠(yuǎn)程實驗室。IIoT 獲取有關質量特征的(de)信息，以及訂單、操作、材料、批次信息。

在很多(duō)情況下(xià)，這(zhè)些質量檢查包括對(duì)産品的(de)完整分(fēn)析，以驗證成分(fēn)和(hé)質量特征是否正确。如果有任何不符合規格書(shū)要求的(de)東西，即使是一點點，也(yě)必須對(duì)批次進行調整。IIoT 會調整物(wù)料清單和(hé)配料成分(fēn)，并将其分(fēn)配給需要的(de)人(rén)員(yuán)和(hé)設備。

調整完成後，必須根據IIoT 收集的(de)結果再次進行分(fēn)析。當批次符合規範要求時(shí)，才可(kě)以放行。IIoT 将放行通(tōng)知分(fēn)發給适當的(de)人(rén)員(yuán)和(hé)流程，然後将批次放行給下(xià)遊。

在整個(gè)過程中，IIoT 從各種系統、設備中采集數據。IIoT 正在從自動原料處理(lǐ)系統、手動稱重系統、多(duō)個(gè)單獨的(de)秤和(hé)秤系統、單獨批次配料系統、多(duō)個(gè)稱重和(hé)包裝系統以及各種質量保證系統收集數據。IIoT 構成了(le)收集這(zhè)些信息并将其分(fēn)發到使用(yòng)它的(de)各種記錄系統、數據庫等系統的(de)主幹。

智能技術支持

在典型的(de)配料工藝制造解決方案中，IIoT 支持許多(duō)其它智能制造技術。例如，IIoT 爲分(fēn)析解決方案提供了(le)描述性、診斷性、預測性和(hé)規範性分(fēn)析所需的(de)大(dà)量數據。

IIoT 也(yě)是支持廣泛數據收集的(de)骨幹，以支持數字孿生和(hé)數字線程。它還(hái)支持增強現實（AR）、虛拟現實（VR）和(hé)專家捕獲系統。對(duì)于大(dà)數據，任何人(rén)工智能應用(yòng)（如機器學習(xí)）都需要大(dà)量數據，IIoT可(kě)以爲制造商提供這(zhè)些數據。

很容易看出，爲何IIoT 是智能制造的(de)基礎，如果沒有IIoT，幾乎不可(kě)能在智能制造中做(zuò)任何事情。憑借強大(dà)的(de)IIoT基礎，這(zhè)場(chǎng)智能工業革命正在幫助制造企業改變他(tā)們經營業務的(de)方式，使其變得(de)更好。

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