「智能工廠」已成為制造業(yè)企業(yè)口中的熱門話題。這個概念并不虛無縹緲。根據(jù)Boston Consulting Group的調(diào)查，約有85%的制造商認(rèn)為自己可以通過某種方式從智能工廠中獲益。該調(diào)查報(bào)告中提到，在未來的智能工廠中，“價值鏈將完全整合，傳統(tǒng)的界限進(jìn)一步模糊。而在整個價值鏈中，IT系統(tǒng)的全面整合及所需生產(chǎn)數(shù)據(jù)的大范圍可用還將對制造業(yè)產(chǎn)生巨大的促進(jìn)作用?！?/span>
其他分析師也對此表達(dá)了樂觀的態(tài)度。畢馬威進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)集成的理念，他們認(rèn)為，“在未來的工廠中，信息和通信技術(shù)將與自動化技術(shù)全面集成”，這會使得整個制造流程“從第一步開始就需要以整體化的實(shí)時方式加以考慮和管理?！?/span>
麥肯錫也提到了類似場景：“傳統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)涉及一系列彼此獨(dú)立的工具，這些工具通過一定的規(guī)則和應(yīng)用程序松散地耦合在一起。但在未來的智能工廠中，這樣的連接將更緊密，更自動化，可以快速通過數(shù)字化連接讓整個系統(tǒng)作為一個無縫、有凝聚力的整體進(jìn)行運(yùn)作。”
雖然每個分析師的具體定義都略有差異，但很明顯，它們之間有著一些共同的特征和主題。微軟也結(jié)合客戶當(dāng)前的需求進(jìn)行分析，針對未來的工廠提出了自己的觀點(diǎn)。
微軟對未來工廠的觀點(diǎn)
微軟認(rèn)為，制造業(yè)正向著物理和數(shù)字世界的無縫集成發(fā)展著，以實(shí)現(xiàn)分布式制造基礎(chǔ)架構(gòu)中的快速集成、反饋和控制環(huán)路。在未來的工廠中，云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)可以讓每個工廠與其他廠房和設(shè)施隨時通信，緊密融入至現(xiàn)有的工業(yè)技術(shù)設(shè)施中。這就可以獲得一個由不同機(jī)器和廠房組成的，能夠自我調(diào)節(jié)的復(fù)雜生態(tài)體系，同時依然可以定制輸出，優(yōu)化資源分配，在建筑、生產(chǎn)線以及生產(chǎn)過程之間實(shí)現(xiàn)物理和虛擬世界的無縫融合。
而該愿景核心在于四個重要轉(zhuǎn)變：開放的價值鏈、靈活的生產(chǎn)、以人為中心的制造、創(chuàng)新的業(yè)務(wù)模式。
開放的價值鏈
為實(shí)現(xiàn)這個愿景，需要重新思考整個價值鏈。面對越來越短的產(chǎn)品生命周期，未來的工廠不再使用傳統(tǒng)的工業(yè)價值鏈（由相互獨(dú)立的系統(tǒng)為離散的制造環(huán)節(jié)提供支持），而是要在這些系統(tǒng)及其支持流程之間實(shí)現(xiàn)互操作和集成。這種集成可以讓機(jī)器和IT系統(tǒng)能夠使用高級算法確定最佳執(zhí)行方式，不再需要人工通過直覺和經(jīng)驗(yàn)處理復(fù)雜的生產(chǎn)流程和資源管理任務(wù)，進(jìn)而產(chǎn)生可自我調(diào)節(jié)和適應(yīng)的價值鏈。
靈活的生產(chǎn)
借助類似的方式，未來的工廠還能實(shí)現(xiàn)更靈活的生產(chǎn)。通過將工業(yè)自動化軟件和系統(tǒng)與設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成，未來的工廠將能自動從產(chǎn)品配置中提取系統(tǒng)設(shè)置，并將最佳實(shí)踐自動應(yīng)用給不同的設(shè)備和設(shè)施。借助傳感器采集的數(shù)據(jù)對流程進(jìn)行實(shí)時更新，進(jìn)而確保跟上不斷變化的條件。
以人為中心的制造
在先進(jìn)技術(shù)的幫助下，未來的工廠也將變得更加以人為中心。例如通過系統(tǒng)集成，可以更好地適應(yīng)員工的個人時間和動態(tài)調(diào)整的工作時間表。機(jī)器人技術(shù)使得員工和機(jī)器能夠在涉及重復(fù)性復(fù)雜和復(fù)雜決策的過程中隨時協(xié)作。海量數(shù)據(jù)以及從中獲得的洞察可以幫助員工更自信地制定復(fù)雜決策。最終這些措施將有效提高員工的滿意度和生產(chǎn)率。
創(chuàng)新的業(yè)務(wù)模式
未來工廠不僅可以優(yōu)化生產(chǎn)流程，還可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的業(yè)務(wù)模式，如產(chǎn)品即服務(wù)。然而從銷售「產(chǎn)品」到銷售「產(chǎn)品即服務(wù)」，這個過程需要重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品和生產(chǎn)系統(tǒng)，以便為遠(yuǎn)程監(jiān)控等新的功能提供支持。類似工廠運(yùn)營技術(shù)、服務(wù)合約管理這種原本獨(dú)立的職能也必須圍繞從設(shè)計(jì)到最終生產(chǎn)制造等一系列環(huán)節(jié)緊密結(jié)合在一起。這一切都離不開開放式價值鏈和系統(tǒng)的集成。
工廠的現(xiàn)狀，和未來工廠的目標(biāo)，兩者之間的差距需要通過戰(zhàn)略投資和時間的投入方能彌補(bǔ)。如果能根據(jù)真實(shí)的運(yùn)營數(shù)據(jù)，而非猜測來開展相關(guān)工作，這些投資將快速煥發(fā)出價值。那么具體該怎么做？
迎接工業(yè)4.0，你準(zhǔn)備好了嗎？
很多制造商已經(jīng)投身于未來工廠的轉(zhuǎn)型中，根據(jù)凱捷咨詢的統(tǒng)計(jì)，超過半數(shù)的制造商已經(jīng)在智能工廠方面投資了一億美元以上！大部分制造商和分析師認(rèn)為，端到端實(shí)時監(jiān)控是改進(jìn)業(yè)務(wù)流程的關(guān)鍵，但目前只有7%的制造商針對整個生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)了實(shí)時監(jiān)控。對于少數(shù)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)互聯(lián)智能工廠的制造商，他們正在享受不菲的收益：生產(chǎn)力平均提高了多達(dá)17%-20%。
Jabil通過預(yù)測分析技術(shù)與實(shí)時制造相結(jié)合，廢料和返工成本降低了17%。TetraPak將生產(chǎn)線與云端預(yù)測式分析和混合顯示技術(shù)結(jié)合，有效地預(yù)防設(shè)備故障并可以讓遠(yuǎn)程專家更高效地修復(fù)設(shè)備。山特維克可樂滿開發(fā)的解決方案可通過云平臺分析聚合后的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，從而將緊急停機(jī)決策所需時間從原本的2秒縮短至100毫秒。
微軟正在幫助制造商最大限度的發(fā)揮數(shù)據(jù)的影響力，讓整個價值鏈更具可見性。借此制造商可以針對供應(yīng)商、生產(chǎn)批次、組件、生產(chǎn)線進(jìn)行預(yù)測并酌情采取措施，幫助每位員工在現(xiàn)場做出更明智的決策。通過機(jī)器學(xué)習(xí)以及數(shù)字化供應(yīng)鏈提供的預(yù)測式見解，我們已經(jīng)能幫助制造商將產(chǎn)量提高30%，廢料成本節(jié)約200萬美元。
微軟如何解鎖未來工廠
未來工廠的實(shí)現(xiàn)需要通過技術(shù)讓整個工廠的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和制造商生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫集成。過去，工業(yè)自動化采取了“一次配置終身無憂”的心態(tài)，但這種心態(tài)需要變一變了。
無論從零開始構(gòu)建，或轉(zhuǎn)型現(xiàn)有設(shè)施和基礎(chǔ)架構(gòu)，連接和互操作都是成功的關(guān)鍵。原本截然不同的系統(tǒng)和協(xié)議開始組成協(xié)同的超連接網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器-機(jī)器通信變成了機(jī)器-機(jī)器-人之間的通信。微軟將通過AI技術(shù)將人和機(jī)器緊密連接在一起，通過智能、混合現(xiàn)實(shí)和認(rèn)知服務(wù)等技術(shù)獲得突破性生產(chǎn)力。
二十多年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動的自動化系統(tǒng)針對運(yùn)營、生產(chǎn)力和設(shè)備狀態(tài)提供了以往人們根本不敢想象的豐富見解。而微軟針對諸如OPC-UA等技術(shù)的投資將幫助制造商將新老系統(tǒng)無縫連接，更輕松地實(shí)現(xiàn)工廠智能化改造。
未來工廠成功的關(guān)鍵還少不了通過數(shù)字化孿生方式進(jìn)行的仿真模擬。人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和混合現(xiàn)實(shí)，這三項(xiàng)技術(shù)將成為通過數(shù)字化孿生流程大幅提高效率的關(guān)鍵。數(shù)字化孿生將不再僅限于在管理特定設(shè)備生命周期過程中實(shí)現(xiàn)可視化和協(xié)作等目的，我們還可以通過這種技術(shù)理解整個生產(chǎn)制造過程的運(yùn)營。
Microsoft HoloLens可以幫助制造商和員工用全新方式在虛擬現(xiàn)實(shí)世界中對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，讓數(shù)字化孿生發(fā)揮出更大作用。在未來工廠中，通過認(rèn)知服務(wù)的面部識別能力防止未經(jīng)授權(quán)人員操作設(shè)備，也可以讓安全性再上新高。借此網(wǎng)絡(luò)和物理安全將有大幅提升，可以幫助制造商更好地保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)、數(shù)據(jù)以及物理資產(chǎn)。
極為靈活且強(qiáng)大的Azure智能云平臺可以幫助這種超連接的世界通過混合智能邊緣和智能云模型實(shí)現(xiàn)更好的互操作。這不僅為物聯(lián)網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)，同時也為未來工廠中的物聯(lián)網(wǎng)、人員和服務(wù)提供了支撐。
更棒的是，為了幫助制造商快速轉(zhuǎn)型并實(shí)現(xiàn)未來的智能工廠，微軟已將所有這些組件結(jié)合在一起打造了一個全面的平臺，Azure IoT Suite互聯(lián)工廠解決方案。這種預(yù)配置的解決方案可以幫助制造商，在不打斷生產(chǎn)任務(wù)的前提下，將現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備連接至安全的云平臺，借此針對生產(chǎn)過程獲得端到端可視性，針對業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型獲得更深入的見解。他還可連接并監(jiān)控工業(yè)設(shè)備，圍繞生產(chǎn)環(huán)境提供端到端的可視性。Azure Time Series Insights可以幫助制造商分析設(shè)備源源不斷生成的數(shù)據(jù)流，借此提高運(yùn)營效率和盈利能力。
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