工业4.0时代制造服务创新3

工业4.0时代制造服务模式的创新（三）

（2015年6月18日）

三、智能服务信息化系统的关键技术
各种智能产品通过互联网相互连在一起形成工业互联网。工业互联网中，采集加工设备的健康情况、加工精度和难点、环境变化、质量检测等数据，不断自动调整设备，周而复始，最终使设备、产品一直保持在高品质的状态。采集运行设备性能数据、预测故障、优化维修计划，保证设备一直处于良好的使用状态，提高利用率，降低维修成本和提供改进的方向。由此可见，成百上千万的传感器时时刻刻提供大量的数据，通过互联网传到工业大数据管理中心，经过分析处理，实现一场新的工业革命——“制造”和“服务”融为一体。而处理工业大数据则需要“制造+服务”的信息化平台。

""制造+服务""信息化平台的基本要求有以下几点：

★管理设计和制造阶段的数据和过程：传统的PDM管理设计阶段；传统的MPM和MES管理制造阶段。

★管理使用和维修阶段的数据和过程：传统的EAM管理使用阶段；传统的MRO管理维修阶段。

★跨阶段提供有关使用和维修的最新知识：根据设计技术指标，正确指导维修政策；根据设计和制造图纸与工艺，正确完成维修任务。

★跨阶段反馈使用和维修阶段的经验，优化设计和制造：统计和分析不同环境、地域的使用性能，发掘差距和潜力；统计和分析各类故障，发掘不断完善和提高的措施；收集使用和维修中的新需求，开发新功能、新产品；提供其它领域的知识。

★真正的产品全生命周期管理（PLM）平台。实现“制造+服务”信息化平台也有诸多难点。

比如多种设备和不同传感器传递数据的协议各不相同，保密要求相差很大；成百上千万个运行参数按照不同频率发送，瞬时密度达到10万条记录/每秒，甚至更高；成千上万台设备持续几年到几十年的使用和维修数据非常庞大，现行关系型数据库无法承受；高价值知识的数量极少，且隐藏在大量的低价值数据中；除了自动发送以外，还有不可避免的人工在外场采集的数据；相同型号不同批次产品的性能、维修标准会有差异。同一个设备在长期使用和维修中，性能和维修标准也会发生变化；为了提高管理水平，必须加强维修服务过程的监督和考核，要克服人工执行过程管理的难题；大数据涉及到众多专业知识，需要集成各种专业分析工具，实现有效的挖掘；数据反馈过程的控制和权限管理……

为了解决这些难题，“制造+服务”信息化平台需要具备一些核心技术。第一就是以中性BOM为核心的维修知识管理框架。产品设计制造阶段有功能BOM、设计BOM和制造BOM，产品使用维护阶段有实例BOM。为了搭建连接设计制造知识与服务保障知识的桥梁，引入了中性BOM，可以将设计制造阶段的功能说明、维修标准、维修工艺等正向传递到维护阶段，也可以将维护阶段的故障描述、使用需求逆向反馈到产品设计制造。

图5 中性BOM为核心的维修知识管理框架

第二是用自由表代替关系型数据库，采用自由表的格式可以大大减少数据量。

图6 以装备标识为行键的单列族工况数据自由表存储逻辑模型

（摘编自冶金自动化<微信版> 编辑严进军）