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什么是數(shù)字化工廠？數(shù)字化工廠的核心理念是徹底擺脫紙張，實現(xiàn)全流程無紙化操作。第四次工業(yè)革命本質(zhì)上是制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。德國人在制定工業(yè)4.0標準時，其核心思想就是摒棄紙張，這正是第四次工業(yè)革命的精髓所在。

數(shù)字化工廠的運作模式是：人與設(shè)備直接交互，設(shè)備之間也相互通信，而人則通過軟件獲取所需信息。數(shù)字化工廠的價值在于減少錯誤，因為我們直接從數(shù)據(jù)的源頭獲取信息。我們已經(jīng)實現(xiàn)了設(shè)備與我們的通信，它們擁有我們所需的所有信息——我們運行了什么，何時運行，如何運行，生產(chǎn)了什么。這些信息是我們真正關(guān)心的。

ERP（企業(yè)資源計劃）系統(tǒng)處理我們所有的調(diào)度問題，決定我應(yīng)該現(xiàn)在運行什么。通常，這些調(diào)度信息是通過紙張和人工傳遞到車間的。但我們知道，人類容易犯錯。另外，如果ERP系統(tǒng)中的調(diào)度信息與車間的操作技術(shù)（OT）沒有有效連接，調(diào)度的準確性就完全依賴于對車間情況最了解的人。當你使用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）協(xié)議構(gòu)建數(shù)字化工廠時，調(diào)度將依賴于直接從設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)，我們可以編寫算法，使調(diào)度實時更新，而不需要人工做出執(zhí)行決定。因此，數(shù)字化工廠的實現(xiàn)就是徹底告別紙張。

數(shù)字化工廠是一個高度連接的層級結(jié)構(gòu)。這意味著我的設(shè)備連接到SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、ERP以及云分析系統(tǒng)，整個流程中無需紙張。數(shù)字化工廠擁有實時指標，決策者不再依賴昨天的數(shù)據(jù)或早晨生成的報告，而是基于實時指標做出決策，包括實時的SCADA指標和與調(diào)度相關(guān)的指標，如新訂單、緊急訂單等。

例如，匯率的波動、當前的天氣狀況、運輸情況等。我們可能有一個緊急訂單需要發(fā)貨，從上海出發(fā)，目的地是哈爾濱，途中會經(jīng)過江蘇和遼寧。但根據(jù)最新的天氣預(yù)報，這些地區(qū)即將遭遇一場大雪。因此，我們不能假設(shè)天氣總是理想狀態(tài)。我們必須將運輸時間加倍考慮，這樣我們的運輸時間就變成了8天，而不是4天。這就是利用IIoT進行實時數(shù)據(jù)分析的意義。

此外，大數(shù)據(jù)分析也是數(shù)字化工廠的重要組成部分。我們稱之為預(yù)測性維護，我更愿意將其視為機器學(xué)習(xí)的一部分。數(shù)字化工廠不僅利用車間的數(shù)據(jù)，還利用歷史數(shù)據(jù)。我們從收集的數(shù)據(jù)中學(xué)到了什么？我們將其存儲在數(shù)據(jù)湖中，從這些信息中我們學(xué)到了什么？

石油和天然氣行業(yè)在這方面做得非常好。例如，Lufkin Sand Pump Off Controller是他們的一個知名設(shè)備，他們擅長收集幾十年的地下數(shù)據(jù)，包括管道和套管的壓力數(shù)據(jù)。他們持續(xù)收集這些數(shù)據(jù)，并將其與維護人員的反饋結(jié)合起來，每當出現(xiàn)故障時，就會記錄下來。然后他們將這些數(shù)據(jù)與租賃運營商的信息結(jié)合起來，得出結(jié)論。他們擁有20到30年的數(shù)據(jù)積累。

問題在于，目前還沒有一種大數(shù)據(jù)算法能夠分析所有這些數(shù)據(jù)。我們希望程序能在云中運行，查看我們的歷史數(shù)據(jù)，查看操作員提供的信息，并預(yù)測我們是否正朝著已知的風(fēng)險前進。這就是大數(shù)據(jù)分析，這就是數(shù)字化工廠的四個基本要素：無紙化、完全連接的層級結(jié)構(gòu)、實時指標和大數(shù)據(jù)分析。

數(shù)字化工廠不是Andon板。數(shù)字化工廠不是沒有人參與。當我們談?wù)摂?shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字化工廠時，操作員和工廠工人可能會感到不安，擔(dān)心他們的工作會被自動化取代。

Andon板是什么？它類似于堆疊燈，簡單來說就是紅黃綠三色燈。紅燈表示情況糟糕，黃燈表示情況正在變糟，綠燈表示一切正常。Andon板本質(zhì)上是一種顯示工作狀態(tài)的顯示器。數(shù)字化工廠不是簡單的Andon板，雖然許多人這樣認為。它不僅僅是數(shù)字調(diào)度，也不是移動通知系統(tǒng)，更不是告警管理的郵件通知系統(tǒng)，它包括這些，但遠不止這些。如果簡化來說，數(shù)字化工廠就是無紙化，是一個高度連接的層級結(jié)構(gòu)，具有實時指標和大數(shù)據(jù)分析。

當人們聽到“數(shù)字化工廠”時，他們可能會感到恐慌，因為他們認為這意味著沒有人的存在，但實際上并非如此。公司之所以缺乏創(chuàng)新，是因為員工忙于處理事務(wù)性工作，而沒有時間分析數(shù)據(jù)，提高操作效率。

想象一下，如果我是一名生產(chǎn)部經(jīng)理，我的工廠每年生產(chǎn)500萬個部件，為什么不能生產(chǎn)1000萬個？不是因為賣不出去，如果我能賣出500萬個部件，我也能賣出1000萬個。全球?qū)⒂?0億人口，如果有500萬人想買我的部件，就會有1000萬人購買。限制我銷售的原因是產(chǎn)能。增加產(chǎn)能的唯一方法是，要么投入大量資金建設(shè)新設(shè)施，要么使現(xiàn)有設(shè)施更高效。

當操作員或維護人員聽到“數(shù)字化工廠”時，他們可能會擔(dān)心自己會被自動化取代，但這是一種誤解。數(shù)字化工廠的目的是創(chuàng)造更高薪的工作，讓人們擺脫低效的工作，轉(zhuǎn)而從事更有價值的事情。

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