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工业大数据改变未来制造(1)

工业大数据改变未来制造(一)

(2019年9月4日)

在德国的工业4.0中,大数据被认为是物理与信息融合中的关键技术。在美国GE提出的工业互联网中,大数据分析作为联机数据处理分析的核心,被认为是重构全球工业、激发生产力的关键技术。在我国提出的《中国制造2025》中,云计算、物联网和大数据作为新一代的信息技术,成为两化融合的关键技术。无论是工业4.0、工业互联网还是《中国制造2025》,智能制造是共同目标,工业互联网是基石,大数据是引擎。

制造业迈入了大数据时代,2012年,GE公司率先明确了“工业大数据”的概念。在制造业,产品的全生命周期从市场规划、设计、制造、销售、维护等过程都会产生大量的结构化和非结构化数据,形成制造业大数据,而这些数据符合大数据的三“V”的特征:规模性、多样性以及高速性。除此以外,制造业大数据还具有多源异构、多尺度、不确定、高噪声等特征。因此,研究和应用制造大数据更具有挑战性,主要体现在制造大数据的存储、管理、分析和展示方面。如何充分挖掘工厂中数据的价值,通过对制造大数据进行分析,提升数字化工厂运行效率,已成为制约数字化工厂向智慧工厂发展的瓶颈。

大数据可能带来的巨大价值正在被传统产业认可,它通过技术创新与发展,以及数据的全面感知、收集、分析、共享,为企业管理者和参与者呈现出看待制造业价值链的全新视角。

  (1)实现智能生产

在德国“工业4.0”中,通过信息物理系统(CPS)实现工厂/车间的设备传感和控制层的数据与企业信息系统融合,使得生产大数据传到云计算数据中心进行存储、分析,形成决策并反过来指导生产。

具体而言,生产线、生产设备都将配备传感器,抓取数据,然后经过无线通信连接互联网,传输数据,对生产本身进行实时监控。而生产所产生的数据同样经过快速处理、传递,反馈至生产过程中,将工厂升级成为可以被管理和被自适应调整的智能网络,使得工业控制和管理最优化,对有限资源进行最大限度使用,从而降低工业和资源的配置成本,使得生产过程能够高效地进行。

过去,设备运行过程中,其自然磨损本身会使产品的品质发生一定的变化。而由于信息技术、物联网技术的发展,现在可以通过传感技术,实时感知数据,知道产品出了什么故障,哪里需要配件,使得生产过程中的这些因素能够被精确控制,真正实现生产智能化。因此,在一定程度上,工厂/车间的传感器所产生的大数据直接决定了“工业4.0”所要求的智能化设备的智能水平。

此外,从生产能耗角度看,设备生产过程中利用传感器集中监控所有的生产流程,能够发现能耗的异常或峰值情况,由此能够在生产过程中不断实时优化能源消耗。同时,对所有流程的大数据进行分析,也将会整体上大幅降低生产能耗。

(未完待续)

摘编自 合兴包装IPS