12月18號,由中國傳動網(wǎng)、深圳機械展共同主辦的“解碼新基建:華南智能物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會”在深圳隆重舉行,五百多名物流產(chǎn)業(yè)人士匯聚一堂,共謀發(fā)展大計。在論壇演講環(huán)節(jié),深圳市今天國際物流技術(shù)股份有限公司大數(shù)據(jù)高級架構(gòu)師方友倉先生做“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的物流系統(tǒng)變革”的主題演講,詳細介紹了現(xiàn)階段物流行業(yè)正在經(jīng)歷的變革與發(fā)展。今天國際成立于2000年,是一家智慧物流與智能制造系統(tǒng)綜合解決方案提供商,主要為生產(chǎn)制造和商業(yè)配送提供方案設(shè)計、系統(tǒng)集成、設(shè)備選型、軟件開發(fā)、電氣控制、安裝調(diào)試、培訓(xùn)及售后服務(wù)為一體的一站式定制化服務(wù)。
以下內(nèi)容根據(jù)演講整理:
制造業(yè)變革及生產(chǎn)模式的改變
當(dāng)前,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)下的變革中,制造業(yè)正面臨批量化和個性化需求之間的沖突,之前的生產(chǎn)制造過程都是批量式的,現(xiàn)在則出現(xiàn)了個性化定制的需求;此外,制造業(yè)面臨的變革需求還有:標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)和定制化生產(chǎn)、“我做你用”與客戶要求深度參與、升級改造和持續(xù)迭代等等。在這些大背景下,生產(chǎn)制造正朝著兩個方面進行變革:第一是工程規(guī)劃要求更加柔性化;第二是IT規(guī)劃朝著物聯(lián)網(wǎng)方向邁進。
對于物流行業(yè)來說,工程規(guī)劃主要是指現(xiàn)代物流系統(tǒng)更關(guān)注柔性化作業(yè),以及數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)應(yīng)用,設(shè)備上標(biāo)準(zhǔn)化、小單元的大規(guī)模集成在項目上廣泛應(yīng)用。柔性化主要體現(xiàn)在兩個方面:一個是生產(chǎn)能力的柔性化,設(shè)備具有小規(guī)模生產(chǎn)的能力;二是供應(yīng)鏈的敏捷精準(zhǔn)反映。之前的生產(chǎn)都是大批量生產(chǎn),現(xiàn)在小批量生產(chǎn)對供應(yīng)鏈的要求特別高,供應(yīng)鏈反應(yīng)速度要快,這就需要數(shù)據(jù)的支撐和IT系統(tǒng)的支撐。
在IT規(guī)劃上,首先是管理層的變化,從企業(yè)資源計劃ERP系統(tǒng)到計劃排程APS,再到MES制造執(zhí)行系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)PCS,要求對接受訂單進行交期承諾,基于產(chǎn)能約束,優(yōu)化生產(chǎn)計劃、物料計劃及機組作業(yè)安排。在MES系統(tǒng)層,要求根據(jù)計劃組織下層系統(tǒng)進行生產(chǎn),并對生產(chǎn)過程進行動態(tài)管控、反饋。在過程控制系統(tǒng)PCS層,則需要接受生產(chǎn)指令,實時控制機組的生產(chǎn)過程,并向上層反饋生產(chǎn)結(jié)果。
企業(yè)級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)
基于上述規(guī)劃,在方案的實現(xiàn)上,今天國際主要是通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來構(gòu)建整套系統(tǒng)。與普通的商業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不同,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)講究實時性,生產(chǎn)控制系統(tǒng)必須在一定的周期內(nèi)完成任務(wù);其次工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)強調(diào)可靠性,整個系統(tǒng)的在線率要求非常高,且滿足低成本、大規(guī)模定制化的生產(chǎn)需求,這是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別所在。
同樣地,工業(yè)人工智能和商業(yè)人工智能也存在一定的不同。商業(yè)人工智能和工業(yè)人工智能的數(shù)據(jù)類型不一樣,商業(yè)人工智能的數(shù)據(jù)信息主要是圖象、聲音、文本;而工業(yè)人工智能主要是電流、電壓、溫度、振動、視覺等數(shù)據(jù)信息;商業(yè)人工智能的容錯性比較強,但工業(yè)人工智能是“零容忍”,一旦出現(xiàn)問題就會造成事故。此外,在可靠性需求方面,商業(yè)要求比較低,而工業(yè)要求比較高;包括數(shù)據(jù)源,商業(yè)人工智能的數(shù)據(jù)樣本巨大,工業(yè)人工智的能數(shù)據(jù)樣本則比較小。另外在用途上,商業(yè)AI大部分用于語音識別、圖象識別、人臉識別等,工業(yè)人工智能主要應(yīng)用于參數(shù)調(diào)優(yōu)、設(shè)備知識庫、預(yù)測性運維等場景。
在今天國際建設(shè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)上,第一層是系統(tǒng)及設(shè)備層,其中包括OT系統(tǒng)數(shù)據(jù),如設(shè)備(產(chǎn)線設(shè)備、倉儲設(shè)備、物流設(shè)備、施工設(shè)備)、邊緣數(shù)據(jù)、展示終端(AR/VR)等;以及IT系統(tǒng)數(shù)據(jù),如MES/APS/WMS/PLM等業(yè)務(wù)系統(tǒng)等。數(shù)據(jù)被采集到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上,經(jīng)過業(yè)務(wù)建模、分析工具、業(yè)務(wù)編排、服務(wù)構(gòu)建等流程,上傳到生產(chǎn)APP應(yīng)用層,包括排產(chǎn)、能耗、配方、物料等等,然后再體現(xiàn)到用戶的價值上。在平臺的構(gòu)建上,其中一個關(guān)鍵是平臺具有強大的功能,可以把IT、OT技術(shù)全部采集上來,通過建模、服務(wù)的方式,快速地搭建工業(yè)應(yīng)用模型。
在數(shù)據(jù)的流向上,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采集數(shù)據(jù)后會傳到數(shù)據(jù)中心,也就是數(shù)據(jù)倉庫,因為數(shù)據(jù)中心里面保留了大量的歷史數(shù)據(jù),基于這些歷史數(shù)據(jù)可以進行數(shù)據(jù)分析,通過數(shù)據(jù)分析進行算法應(yīng)用,然后返回給平臺搭建上面的工業(yè)應(yīng)用。其實這是一個企業(yè)級的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,通過數(shù)據(jù)采集,做互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng),把設(shè)備連接起來,業(yè)務(wù)建模體現(xiàn)在數(shù)字孿生上,通過機器學(xué)習(xí)、分析工具來實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能化應(yīng)用,通過業(yè)務(wù)編排、配置平臺來搭建工業(yè)APP,最后服務(wù)構(gòu)建來搭建微服務(wù)框架,這是企業(yè)級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的作用。
在今天國際開發(fā)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺中,數(shù)據(jù)采集工具可以對接150多種工業(yè)協(xié)議,采集到所有設(shè)備的數(shù)據(jù);此外還一塊是業(yè)務(wù)系統(tǒng),也就是IT的數(shù)據(jù),對接上來以后,數(shù)據(jù)接入的方式是通過UA方式接入,或者用API來接入。在數(shù)據(jù)處理上,主要是通過數(shù)據(jù)解析、預(yù)處理,再通過設(shè)備管理來進行設(shè)備建模,最終通過API的方式,通過平臺的方式提供服務(wù),這就是整個物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)的架構(gòu)。
數(shù)字孿生應(yīng)用也是特點之一,數(shù)字孿生在建設(shè)前進行仿真來驗證系統(tǒng)可行性;在建設(shè)后用來驗證仿真與實際匹配度的軟件測試;在運行中對運行狀態(tài)監(jiān)控并采集數(shù)據(jù)進行模擬優(yōu)化;在售后服務(wù)主要用于匯總故障數(shù)據(jù),提供遠程解決方案以及維保預(yù)測。
物流系統(tǒng)的升級架構(gòu)主要是通過數(shù)據(jù)采集,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上,通過工業(yè)大數(shù)據(jù)存儲、計算和分析;建模、應(yīng)用開發(fā)及運行環(huán)境;邊緣計算;系統(tǒng)互聯(lián);異構(gòu)設(shè)備互聯(lián);來搭建上面的微應(yīng)用,這些基于底層工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺搭建的工業(yè)APP應(yīng)用都具有敏捷且快速的優(yōu)勢。所有工業(yè)APP應(yīng)用可通過算法和模型來驗證可行性;可快速設(shè)計軟件并啟動開發(fā);敏捷軟件開發(fā)、快速迭代;可搜集數(shù)據(jù),持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品,并形成一個閉環(huán)式的工業(yè)APP價值鏈。
正是建立在上述架構(gòu)之上,構(gòu)建出一個開箱即用的企業(yè)級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺,首先通過行業(yè)通用及企業(yè)專用模型,建立設(shè)備模型、業(yè)務(wù)對象模型、分析模型、評價模型;其次,構(gòu)建模板化/靈活可配置的企業(yè)微應(yīng)用APP,進行應(yīng)用配置化,包括設(shè)備監(jiān)控、報警管理、能耗管理、OEE、分析預(yù)測等;最后是建立企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺實施的標(biāo)準(zhǔn)流程,實施流程化,對所有項目如文檔模板、實施流程、交付物、實施方法論等形成一個標(biāo)準(zhǔn),讓項目快速落地,且降低成本。