文谷科技：突破數字化工廠(chǎng)實(shí)施難點(diǎn)

在6月12日的“走進(jìn)博格華—工業(yè)數字化實(shí)踐成果交流會(huì )”中，文谷科技實(shí)施總監應冬冬以《數字化工廠(chǎng)實(shí)施——從難題突破到成果分享》為主題展開(kāi)演講。

應冬冬曾主導多個(gè)大型集團化工廠(chǎng)的數字化改造項目，對離散制造行業(yè)有深入且獨到的見(jiàn)解。他結合當前國內數字化發(fā)展現狀分享了對數字化工廠(chǎng)的認識以及在項目實(shí)施中的經(jīng)驗——如何控制風(fēng)險、如何選擇協(xié)作模式、如何管控成本等。

數字化工廠(chǎng)實(shí)施

主講人：文谷科技實(shí)施總監應冬冬

大家下午好，我是文谷科技實(shí)施部門(mén)的應冬冬，很榮幸跟大家分享關(guān)于數字化工廠(chǎng)的一些經(jīng)驗和知識，主要有兩方面內容：一是關(guān)于數字化的定義；二是關(guān)于數字化工廠(chǎng)建設之路的經(jīng)驗分享。

一、數字化工廠(chǎng)的定義

相信大家都聽(tīng)說(shuō)或接觸過(guò)數字化工廠(chǎng)，有些工廠(chǎng)用掃描槍掃描條碼就叫做數字化工廠(chǎng)，有些工廠(chǎng)使用數字化看板或大的顯示屏也叫數字化工廠(chǎng)。

“中國制造2025”戰略出臺后，也出臺了一些關(guān)于數字工廠(chǎng)的定義，但業(yè)內一直沒(méi)有形成統一的認識。文谷科技憑借多年的探索和實(shí)踐，對數字化工廠(chǎng)有著(zhù)自己的認識。

其實(shí)很多企業(yè)是沒(méi)有達到數字化工廠(chǎng)的，因為數字工廠(chǎng)有兩個(gè)核心要素：自動(dòng)化、標準化。要實(shí)現數化工廠(chǎng)，核心是要做到數字化的控制、數字化的采集。

以標準為例，什么叫標準？大部分企業(yè)都在會(huì )上ERP，里面有工藝路線(xiàn)，可能第一道工序是沖孔，第二道是沖小孔，第三道是沖大孔，這里的工藝路線(xiàn)，就是一個(gè)備注，叫沖壓或沖孔都不重要，核心的是我們標準里如何去定義這道工序？

在圖紙里有標準定義，怎么樣認為這道工序做完？需要有檢測，檢測標準是什么？我們叫輸出，那做這道工序的時(shí)候，輸入是什么？人、機、料、法、環(huán)，要用什么設備做？如果是機加工，應該怎么調試？它是有一套標準的，所以這里的核心就是標準。

如果我們看到的工藝只是一個(gè)備注，工藝的數據需要人為收集再錄入系統，其實(shí)是把人當作傳感器，按照系統提供的標準表單格式把數據錄入進(jìn)去，這樣就不能稱(chēng)之為數字化工廠(chǎng)。

目前許多中小企業(yè)目前還處于第一階段：可視工廠(chǎng)、透明工廠(chǎng)。

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可視工廠(chǎng)

可視工廠(chǎng)最大的特點(diǎn)就是企業(yè)領(lǐng)導一眼就能發(fā)現問(wèn)題出在哪里，它核心要解決的是面向交付的問(wèn)題，就是我們經(jīng)常說(shuō)的交期和質(zhì)量。

所以有些企業(yè)會(huì )單點(diǎn)地去上一個(gè)系統，例如工廠(chǎng)包裝總是弄錯，上了一套包裝防錯系統，一旦發(fā)現錯誤就會(huì )發(fā)出錯誤警告。如果需要追溯，就在每道工序做完后貼上二維碼，把數據錄入系統，后期就能追溯哪道工序是哪個(gè)人或哪臺設備做的。

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透明工廠(chǎng)

實(shí)現透明工廠(chǎng)必須實(shí)現設備聯(lián)網(wǎng)。只有設備聯(lián)網(wǎng)，得到的數據才會(huì )真實(shí)、及時(shí)，想達到生產(chǎn)過(guò)程透明化，意味著(zhù)數據全部是機聯(lián)/物聯(lián)，這樣數據才能真實(shí)地反映上來(lái)。

透明工廠(chǎng)運行模式

我們這樣定義透明工廠(chǎng)的運行模式：先得有評價(jià)系統，根據評價(jià)系統采集數據、關(guān)注數據。

主要有兩方面的數據采?。?/p>

利用ERP系統中的表單/工單，由人工填寫(xiě)報表采集數據；

由SCADA系統和設備交互，實(shí)時(shí)采集設備數據；

得到這些數據后，根據定義的模型，以此分析出OEE、SPC動(dòng)態(tài)等核心管理指標。

文谷理解的透明工廠(chǎng)運行模式

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數字化工廠(chǎng)

數字化工廠(chǎng)的核心：數字化采集、數字化控制，這就要求“標準”和“模型”。

在透明工廠(chǎng)基礎上加“標準”

一是資源模型，包括所有為生產(chǎn)服務(wù)的人、機、料、法、環(huán)。

二是生產(chǎn)模型，包括工藝配方、工藝標準、控制計劃；

有了這些標準才能實(shí)現數字化控制。

例如出現質(zhì)量問(wèn)題之前，定義了連續三點(diǎn)超差，從SPC監控的角度，認為接下來(lái)就要出報廢品，因為質(zhì)量指數越來(lái)越接近臨界線(xiàn)，系統就會(huì )把設備停掉，并且通知質(zhì)量技師去現場(chǎng)查看，這就是數字化的控制。

數字化采集

由SCADA系統輔助，一旦采集數據發(fā)現異常，立刻把機器鎖掉，停止運作，減少損失。

如果沒(méi)有數字化采集，由人工采集數據再上報，具有延遲性，數據上報以后，可能已經(jīng)出現大批報廢品。

文谷理解的數字化工廠(chǎng)運行模式

現在很多企業(yè)存在的問(wèn)題就是：

1.沒(méi)有SCADA的采集，靠人工采集數據；

2.數據出來(lái)了沒(méi)法自動(dòng)控制，只能人工處理。

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智能工廠(chǎng)

智能工廠(chǎng)就是在數字化工廠(chǎng)的基礎上，加上人工智能（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )），人工智能可以根據歷史數據進(jìn)行分析，給模型提出一些改進(jìn)建議。如：人工智能根據過(guò)去五年的數據分析，認為過(guò)去報廢率過(guò)高，建議改善工藝先做機加工再做沖壓。

二、數字化建設之路

第二個(gè)是聊聊在項目建設過(guò)程中經(jīng)常會(huì )碰到的一些問(wèn)題。文谷科技的數字化工廠(chǎng)實(shí)施多分為項目規劃、藍圖設計、系統建設、上線(xiàn)準備、系統上線(xiàn)五個(gè)階段，從啟動(dòng)到驗收一般在6-12個(gè)月之間。

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項目實(shí)施中如何管控風(fēng)險？

項目實(shí)施過(guò)程中一定會(huì )有風(fēng)險，主要集中在交期、質(zhì)量、成本三個(gè)方面。

交期風(fēng)險

交期延遲一般有兩個(gè)原因：

1.軟件公司開(kāi)放進(jìn)度延遲；

2.甲方確認進(jìn)度緩慢；

確認進(jìn)度緩慢問(wèn)題在項目實(shí)施中經(jīng)常會(huì )碰到，一旦業(yè)務(wù)流程變動(dòng)，就需要甲方高層來(lái)確認，流程一多就容易導致進(jìn)度拖延。

這個(gè)問(wèn)題文谷一般通過(guò)召開(kāi)周會(huì )、例會(huì )、月會(huì )解決，而且甲方高層共同參會(huì )，高層之間互動(dòng)有無(wú)，大大加快后續拍板決策速度。

質(zhì)量風(fēng)險

質(zhì)量風(fēng)險主要指軟件風(fēng)險，一個(gè)是性能風(fēng)險，一個(gè)是功能風(fēng)險。

性能風(fēng)險有些是前期忽略了很多問(wèn)題造成的。如：系統本身并沒(méi)有問(wèn)題，但投入使用卻出現速度慢、卡頓情況。

這是因為軟件是有生命周期的，在策劃軟件的時(shí)候，需要對用戶(hù)、數據量進(jìn)行策劃，一個(gè)基于百萬(wàn)級數據量開(kāi)發(fā)的軟件投入到億級數據量開(kāi)發(fā)的軟件中，系統肯定會(huì )慢。

避免功能風(fēng)險其實(shí)很簡(jiǎn)單，主要在于雙方藍圖確認，文谷在藍圖設計的階段會(huì )出一些設計界面的原型用于雙方確認功能。

成本風(fēng)險

成本控制的難點(diǎn)在于，實(shí)施過(guò)程中常常出現各種各樣的需求，有些需求會(huì )超過(guò)雙方當初既定的合同。

這個(gè)需求對于使用者來(lái)說(shuō)是有利的，但對實(shí)施人員而言沒(méi)有寫(xiě)進(jìn)合同就做不了。這個(gè)問(wèn)題就可以放到周、月會(huì )的時(shí)候，由雙方的項目總監討論決定。

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如何選擇合適的協(xié)作模式？

數字化工廠(chǎng)項目建設中許多供應商會(huì )選擇駐場(chǎng)開(kāi)發(fā)模式，即由軟件公司派一個(gè)開(kāi)發(fā)人員到甲方公司，負責快速響應甲方需求。這種模式不是說(shuō)不好，但是弊端明顯。

駐場(chǎng)人員逐漸演變?yōu)樘婕追蕉ㄖ崎_(kāi)發(fā)的角色，因為派人到甲方就是為了響應快，提出一個(gè)需求，最好晚上開(kāi)發(fā)一下，明天就能上線(xiàn)使用，但是這個(gè)過(guò)程中，駐場(chǎng)人員沒(méi)有評審過(guò)需求是否合理，而這些需求往往不符合管理要求；

無(wú)限制的個(gè)性化開(kāi)發(fā)，會(huì )破壞系統整體結構；

駐場(chǎng)人員管理困難。

文谷的協(xié)作模式是建立核心顧問(wèn)團隊，可能這個(gè)人沒(méi)去你們公司，但他一直參與到整個(gè)項目過(guò)程中?？蛻?hù)提出需求后，由專(zhuān)家組對需求進(jìn)行討論，再通過(guò)項目經(jīng)理將討論結果傳達給客戶(hù)，許多項目我們都采用這種協(xié)作模式。

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數據采集的難點(diǎn)

數據采集是很多人都關(guān)心的問(wèn)題，大家在談?wù)摂祿杉臅r(shí)候主要會(huì )碰到兩個(gè)問(wèn)題：

應該采集什么數據，采集出來(lái)有什么用？

數據采集的關(guān)鍵內容在于企業(yè)的目的是什么？一般采集數據的核心是為了監控質(zhì)量和效率。

質(zhì)量監控包括生產(chǎn)工藝參數的監控、檢測參數的監控。

工藝參數監控可以定義實(shí)際生產(chǎn)有沒(méi)有問(wèn)題；

檢測參數監控是為了質(zhì)量控制，一般這兩類(lèi)數據是用于到質(zhì)量問(wèn)題中。

效率監控包括節拍類(lèi)數據和實(shí)時(shí)生產(chǎn)進(jìn)度。

節拍類(lèi)數據包括OEE、節拍異常，通過(guò)實(shí)時(shí)地采集，可以看出實(shí)時(shí)OEE有沒(méi)有問(wèn)題。

例如CT的標準是兩分鐘生產(chǎn)一個(gè)零件，但實(shí)際卻花了5分鐘，這3分鐘浪費在哪里，這就是節拍異常，不需要等到班次結束，馬上就可以對現場(chǎng)進(jìn)行檢查核實(shí)。

通過(guò)一段時(shí)間的累積，測算出生產(chǎn)實(shí)時(shí)的進(jìn)度是否異常，它是對節拍數據的應用，可以直接可以用到的計劃部門(mén)，下發(fā)的計劃，如班次的計劃或者天的計劃，在10點(diǎn)鐘或者12點(diǎn)已經(jīng)知道你今天能不能完成。

例如今天計劃排了1000個(gè)，產(chǎn)能是做1000個(gè)，正常到中午應該做出500個(gè)，現在只做出200個(gè)，那么今天如論如何都完成不了，就可以提前跟客戶(hù)溝通了。這類(lèi)數據主要用于效率的生產(chǎn)進(jìn)度上。

數據采集成本為什么這么高？

很多企業(yè)運用SCADA的成本非常高。其實(shí)數據采集設備本身成本是可控的，問(wèn)題在于很多設備本身不支持交互開(kāi)發(fā)，或是老式設備不具備交互功能，許多成本就用在了設備接口開(kāi)放或設備改造上。

例如機加工企業(yè)，生產(chǎn)設備用的是馬扎克，一開(kāi)始在和軟件公司談項目的時(shí)候，數據采集設備3000元一臺，到真正實(shí)施項目的時(shí)候，發(fā)現還有一筆更昂貴的費用。

因為軟件公司的費用是接入費用，是軟件的數據應用開(kāi)發(fā)費用。但是如果工廠(chǎng)的設備不允許交互訪(fǎng)問(wèn)，軟件公司就無(wú)法采集數據，需要企業(yè)額外支付費用給設備供應商，用于設備的數據接口開(kāi)放或者改造。而且這筆費用非常昂貴。

文谷理解的數據平臺運行模式

所以乙方費用是可見(jiàn)的，更多費用來(lái)自本身設備支持，而且每個(gè)設備情況不一樣，收費不一樣，一個(gè)廠(chǎng)商是一個(gè)價(jià)。還有一些設備本身很老式，不具備交互功能，要改造，要換PLC，那成本也會(huì )很高。

所以在這里，我們的建議是在選型新設備的時(shí)候，選擇帶有上位機或具備數據開(kāi)放接口，這意味著(zhù)它可以現成的提供數據，無(wú)論哪家軟件公司都可以交互訪(fǎng)問(wèn)。

以上就是應冬冬根據多年的實(shí)踐探索出的對數字化工廠(chǎng)的認識，以及解決實(shí)施問(wèn)題的經(jīng)驗。

關(guān)于文谷

文谷科技始創(chuàng )于2011年，總部位于浙江寧波，是國家級高科技技術(shù)企業(yè)，國內工業(yè)4.0的先行者和實(shí)踐者，是浙江省在“工業(yè)云服務(wù)”“工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)” “智能制造”領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。

經(jīng)歷8年技術(shù)沉淀與服務(wù)積累，打造出文谷數字化工廠(chǎng)( Wingoht TSES )，基于“數字化管理、智能化生產(chǎn)”的產(chǎn)品理念，將制造人員、制造設備、制造原材料、制造環(huán)境、制造管理連接融合，使生產(chǎn)全過(guò)程得到數字化控制，為智能工廠(chǎng)建設提供堅實(shí)基礎。