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工业物联网背景下智能制造的选择与实践

  丁少华  2019-10-25 00:00:00   三之一智联
如果说企业的智能制造是一条长征路,那它既是选择之路,也是实践之路。

鲁迅先生说:“世上本来没有路,走得人多了,便成了路”。西方谚语里说“条条大路通罗马”。同样关于“路?#20445;?#19968;种是无路而路,一种是路路相通。鲁迅先生的“路”是只有去走了才可能有的“路?#20445;?#26159;实践之路;西方谚语的“路”是从路路相通中去?#19994;?#26368;适合自己的路,是选择之路。

企业制造运营管理的信息化似乎也面临着上述两?#26234;?#24418;的“路”。一方面,?#34892;?#20225;业虽然经常参加外面各种“云山云海”的智能制造论坛,可回自己家里,看看老旧的厂房和设备,?#21482;?#26159;因为资金等方面的压力,智能制造的转型工作似乎无从着手。另一方面,论坛里前天讲ERP,昨天讲MES,今天讲工业物联网,而?#38405;?#20123;企业而言,工业物理网似乎太远,ERPMES又可能过时,选择多了,也是不知道如何着手。

论坛里从来不缺乏新名词,似乎只?#34892;?#21517;词才能代表新时代。前几天在微信朋友圈里看到一篇文章,某管理软件的老板说ERP已经过时,现在是EBC的时代。笔者不知道EBC这个术语的保鲜期能有多长?许是被新术语吓怕了,年初有位MES软件公司的老板和笔者吃饭,想问?#26102;?#32773;对MES市场的看法,这位老板怕以后没MES的市场了。说来也好笑,笔者今年年初以来写过上百篇文章,就数“XX发展趋势”之类文章的点击量最高。看来,大家都怕错过了未来的趋势,?#21482;?#37117;想成为“躺在风口的猪”。既然这么多人?#19981;?#30475;趋势类文章,本文中,笔者就从选择和实践的角度,谈谈本人对工业物联网背景下制造运营管理的发?#36141;?#21464;化的理解。

ISA-95自动化金字塔与工业物联网

根据ISA-95自动化金字塔和工业物联网架构模型的定义,在企业内部的IT架构中,处于自动化金字塔第三层的制造运营管理系统(MOMMES,下文统一称为MOM)与工业物理网平台之间最可能产生重叠,因为它们两者的支?#21482;?#30784;都是处于第二层的设备和过程控制层,具体到IT/OT系统,就是PLC/SCADA(离散行业)或DCS(流程行业),这也可能是?#34892;?#20154;认为MOM系统将被工业物理网平台所取代的主要原因吧。

MOM系统真的会被工业物联网平台所取代吗?笔者认为,完全取代应该不太可能,但更多的是MOM系统与工业物联网的融合。在融合的过程中,MOM系统的功能会有局?#21487;?#30340;调整,实现方式上会?#34892;?#30340;变化。之所以这么说,主要基于以下两个?#40092;叮?/p>

1. MOM与工业物联网各有所本,各有所长。

MOM之本,本在流程;工业物联网之本,本在“物(Thing)”。智能制造的本质是制造能力,而其载体是企业中的人员、流程和工具。流程可长可短,长到横跨产业供应链,短到一个物料的入库作业。流程的数字化实现方式是一?#26102;?#30456;互关联的交易记录和关系型数据库(Record-Based)。工具则主要局限在某一个具有明?#21592;?#30028;的“物?#20445;?#23427;的数字化实现方式是通过传感、通?#19969;?span>IT等技术将工具的参数和运行状态进行模型化和实时的展现(Model-Based/Thing-Based)。有人曾向笔者咨询,能否在工业物联网平台上开发传统MES系统的功能模块,笔者的回答是技术上可行,但方法上不是最优。换句话说,MOMIT系统的优势在基于交易记录的流程管理,其所能处理和利用的实时数据能力有限?#27426;?#24037;业物联网平台的优势在于基于“物”的数字化建模和展现,其所能呈现出来的“物”或设备等的参数及状态数据远超MOM系统,但如果将之用来做复杂的流程管理则?#34892;?#21193;为其?#36873;?/p>

2. 企业管理的本质是实践,而实践的关键在于是否适用。

在企业实践中,很多时候,实践上的可行性要优于理论上的先进性。按笔者的观察,当前,相关厂?#19968;?#21508;种论坛对工业物联网的讨论如火如?#20445;?#20294;对企业真正有价值,或价值很大的实践场景并不多。老生常谈是设备管理优化、OEE提升,等等;其实,这对很多企业的吸引力并没有专家们说得那么大。?#34892;?#20114;联网公司提供的工业物联网解决方案,主要内容还停留在表面。相反,MOMIT系统在企业内的推行已经有几十年的历史,可供选择的解决方案,可资借鉴的成功案例,还是比较多的,实践上的可行性也更强。另外,除非是新建设的工厂,运行中的工厂是承受不?#35828;?#35206;性(Rip and Replace)解决方案所带来的波动和不确定性等风险,它们更适合采用现有基础上的优化或新旧融合(Wrap and Renew)式的解决方案。

因此,按笔者的理解,大多数企业智能制造的实现路径可以采用MOMIT系统与工业物联网相互融合的方式,融合的主要内容包括管理对象的融合和管理循环的融合,具体参见下图2

MOM与工业物联网的融合

    1.管理对象的融合

MOM系统的主要管理对象是生产作业流程(Processes),工业物联网平台的主要管理对象是作为工具(Tools)的“物?#20445;?#23427;们分别代表了企业中两类主要能力(另一类是企业中的人?#20445;?span>MOM系统中流程运行的记录与工业物联网平台中“物”的参数和状态,?#23478;?#25968;据的形式整?#31995;?#19994;务模型或数字孪生中,以工业App的展现方式提供给企业中的员工使用。这样,基于记录的流程管理与基于模型的“物”管理进行融合,最终实现数据驱动(Data-Driven)的数字化制造。

2. 管理循环的融合

企业中生产活动基本可以用PDCA管理循环来概括。在执行(Do)和检查(Check)?#28982;方冢?#27969;程管理类应用和工具管理类应用各有各的工作机理和形式,但它们围绕的业务目标是一致的,要在计划(Plan)、分析(Analyze)或洞察决策(Insight and Action)?#28982;方?#36827;行融合,融合的目的就是寻求企业整体的最优。实际上,通过工业物联网平台,企业可以采集到关于工具或设备运行的各种数据,数据的种类和实时性远超以往。如果这些所采集到的数据只是用来做设备监测,那就太狭隘了;如果将它们与流程运行数据结合起来,在工厂运营,乃至企业计划层面做更高层次的优化,就企业的价值就更有意义,这应该是智能制造的应有之义吧。

如果说企业的智能制造是一条长征路,那它既是选择之路,也是实践之路。所谓选择,就是选择旧与新、工具与流程、MOM与工业物联网的融合;所谓实践,就是从解决企业当前的业务痛点出发,在实践过程中?#19994;?#36866;合自己的路。所谓不做决定是最差的决定,与其等待,不如行动,在行动中?#19994;?#26368;适合自己的道路,在行动中始终围绕企业的初心——痛点的解决。

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