「智能工廠」已成為制造業(yè)企業(yè)口中的熱門話題。這個(gè)概念并不虛無縹緲。根據(jù)Boston Consulting Group的調(diào)查，約有85%的制造商認(rèn)為自己可以通過某種方式從智能工廠中獲益。該調(diào)查報(bào)告中提到，在未來的智能工廠中，“價(jià)值鏈將完全整合，傳統(tǒng)的界限進(jìn)一步模糊。而在整個(gè)價(jià)值鏈中，IT系統(tǒng)的全面整合及所需生產(chǎn)數(shù)據(jù)的大范圍可用還將對制造業(yè)產(chǎn)生巨大的促進(jìn)作用?！?/p>
其他分析師也對此表達(dá)了樂觀的態(tài)度。畢馬威進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)集成的理念，他們認(rèn)為，“在未來的工廠中，信息和通信技術(shù)將與自動(dòng)化技術(shù)全面集成”，這會(huì)使得整個(gè)制造流程“從第一步開始就需要以整體化的實(shí)時(shí)方式加以考慮和管理。”
麥肯錫也提到了類似場景：“傳統(tǒng)生產(chǎn)系統(tǒng)涉及一系列彼此獨(dú)立的工具，這些工具通過一定的規(guī)則和應(yīng)用程序松散地耦合在一起。但在未來的智能工廠中，這樣的連接將更緊密，更自動(dòng)化，可以快速通過數(shù)字化連接讓整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)無縫、有凝聚力的整體進(jìn)行運(yùn)作。”
雖然每個(gè)分析師的具體定義都略有差異，但很明顯，它們之間有著一些共同的特征和主題。微軟也結(jié)合客戶當(dāng)前的需求進(jìn)行分析，針對未來的工廠提出了自己的觀點(diǎn)。
微軟對未來工廠的觀點(diǎn)
微軟認(rèn)為，制造業(yè)正向著物理和數(shù)字世界的無縫集成發(fā)展著，以實(shí)現(xiàn)分布式制造基礎(chǔ)架構(gòu)中的快速集成、反饋和控制環(huán)路。在未來的工廠中，云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)可以讓每個(gè)工廠與其他廠房和設(shè)施隨時(shí)通信，緊密融入至現(xiàn)有的工業(yè)技術(shù)設(shè)施中。這就可以獲得一個(gè)由不同機(jī)器和廠房組成的，能夠自我調(diào)節(jié)的復(fù)雜生態(tài)體系，同時(shí)依然可以定制輸出，優(yōu)化資源分配，在建筑、生產(chǎn)線以及生產(chǎn)過程之間實(shí)現(xiàn)物理和虛擬世界的無縫融合。
而該愿景核心在于四個(gè)重要轉(zhuǎn)變：開放的價(jià)值鏈、靈活的生產(chǎn)、以人為中心的制造、創(chuàng)新的業(yè)務(wù)模式。
為實(shí)現(xiàn)這個(gè)愿景，需要重新思考整個(gè)價(jià)值鏈。面對越來越短的產(chǎn)品生命周期，未來的工廠不再使用傳統(tǒng)的工業(yè)價(jià)值鏈（由相互獨(dú)立的系統(tǒng)為離散的制造環(huán)節(jié)提供支持），而是要在這些系統(tǒng)及其支持流程之間實(shí)現(xiàn)互操作和集成。這種集成可以讓機(jī)器和IT系統(tǒng)能夠使用高級(jí)算法確定最佳執(zhí)行方式，不再需要人工通過直覺和經(jīng)驗(yàn)處理復(fù)雜的生產(chǎn)流程和資源管理任務(wù)，進(jìn)而產(chǎn)生可自我調(diào)節(jié)和適應(yīng)的價(jià)值鏈。
借助類似的方式，未來的工廠還能實(shí)現(xiàn)更靈活的生產(chǎn)。通過將工業(yè)自動(dòng)化軟件和系統(tǒng)與設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成，未來的工廠將能自動(dòng)從產(chǎn)品配置中提取系統(tǒng)設(shè)置，并將最佳實(shí)踐自動(dòng)應(yīng)用給不同的設(shè)備和設(shè)施。借助傳感器采集的數(shù)據(jù)對流程進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，進(jìn)而確保跟上不斷變化的條件。
在先進(jìn)技術(shù)的幫助下，未來的工廠也將變得更加以人為中心。例如通過系統(tǒng)集成，可以更好地適應(yīng)員工的個(gè)人時(shí)間和動(dòng)態(tài)調(diào)整的工作時(shí)間表。機(jī)器人技術(shù)使得員工和機(jī)器能夠在涉及重復(fù)性復(fù)雜和復(fù)雜決策的過程中隨時(shí)協(xié)作。海量數(shù)據(jù)以及從中獲得的洞察可以幫助員工更自信地制定復(fù)雜決策。最終這些措施將有效提高員工的滿意度和生產(chǎn)率。
未來工廠不僅可以優(yōu)化生產(chǎn)流程，還可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的業(yè)務(wù)模式，如產(chǎn)品即服務(wù)。然而從銷售「產(chǎn)品」到銷售「產(chǎn)品即服務(wù)」，這個(gè)過程需要重新設(shè)計(jì)產(chǎn)品和生產(chǎn)系統(tǒng)，以便為遠(yuǎn)程監(jiān)控等新的功能提供支持。類似工廠運(yùn)營技術(shù)、服務(wù)合約管理這種原本獨(dú)立的職能也必須圍繞從設(shè)計(jì)到最終生產(chǎn)制造等一系列環(huán)節(jié)緊密結(jié)合在一起。這一切都離不開開放式價(jià)值鏈和系統(tǒng)的集成。
工廠的現(xiàn)狀，和未來工廠的目標(biāo)，兩者之間的差距需要通過戰(zhàn)略投資和時(shí)間的投入方能彌補(bǔ)。如果能根據(jù)真實(shí)的運(yùn)營數(shù)據(jù)，而非猜測來開展相關(guān)工作，這些投資將快速煥發(fā)出價(jià)值。那么具體該怎么做？
很多制造商已經(jīng)投身于未來工廠的轉(zhuǎn)型中，根據(jù)凱捷咨詢的統(tǒng)計(jì)，超過半數(shù)的制造商已經(jīng)在智能工廠方面投資了一億美元以上！大部分制造商和分析師認(rèn)為，端到端實(shí)時(shí)監(jiān)控是改進(jìn)業(yè)務(wù)流程的關(guān)鍵，但目前只有7%的制造商針對整個(gè)生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控。對于少數(shù)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)互聯(lián)智能工廠的制造商，他們正在享受不菲的收益：生產(chǎn)力平均提高了多達(dá)17%-20%。
Jabil通過預(yù)測分析技術(shù)與實(shí)時(shí)制造相結(jié)合，廢料和返工成本降低了17%。TetraPak將生產(chǎn)線與云端預(yù)測式分析和混合顯示技術(shù)結(jié)合，有效地預(yù)防設(shè)備故障并可以讓遠(yuǎn)程專家更高效地修復(fù)設(shè)備。山特維克可樂滿開發(fā)的解決方案可通過云平臺(tái)分析聚合后的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，從而將緊急停機(jī)決策所需時(shí)間從原本的2秒縮短至100毫秒。
微軟正在幫助制造商最大限度的發(fā)揮數(shù)據(jù)的影響力，讓整個(gè)價(jià)值鏈更具可見性。借此制造商可以針對供應(yīng)商、生產(chǎn)批次、組件、生產(chǎn)線進(jìn)行預(yù)測并酌情采取措施，幫助每位員工在現(xiàn)場做出更明智的決策。通過機(jī)器學(xué)習(xí)以及數(shù)字化供應(yīng)鏈提供的預(yù)測式見解，我們已經(jīng)能幫助制造商將產(chǎn)量提高30%，廢料成本節(jié)約200萬美元。
未來工廠的實(shí)現(xiàn)需要通過技術(shù)讓整個(gè)工廠的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)和制造商生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫集成。過去，工業(yè)自動(dòng)化采取了“一次配置終身無憂”的心態(tài)，但這種心態(tài)需要變一變了。
無論從零開始構(gòu)建，或轉(zhuǎn)型現(xiàn)有設(shè)施和基礎(chǔ)架構(gòu)，連接和互操作都是成功的關(guān)鍵。原本截然不同的系統(tǒng)和協(xié)議開始組成協(xié)同的超連接網(wǎng)絡(luò)，機(jī)器-機(jī)器通信變成了機(jī)器-機(jī)器-人之間的通信。微軟將通過AI技術(shù)將人和機(jī)器緊密連接在一起，通過智能、混合現(xiàn)實(shí)和認(rèn)知服務(wù)等技術(shù)獲得突破性生產(chǎn)力。
二十多年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化系統(tǒng)針對運(yùn)營、生產(chǎn)力和設(shè)備狀態(tài)提供了以往人們根本不敢想象的豐富見解。而微軟針對諸如OPC-UA等技術(shù)的投資將幫助制造商將新老系統(tǒng)無縫連接，更輕松地實(shí)現(xiàn)工廠智能化改造。
未來工廠成功的關(guān)鍵還少不了通過數(shù)字化孿生方式進(jìn)行的仿真模擬。人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和混合現(xiàn)實(shí)，這三項(xiàng)技術(shù)將成為通過數(shù)字化孿生流程大幅提高效率的關(guān)鍵。數(shù)字化孿生將不再僅限于在管理特定設(shè)備生命周期過程中實(shí)現(xiàn)可視化和協(xié)作等目的，我們還可以通過這種技術(shù)理解整個(gè)生產(chǎn)制造過程的運(yùn)營。
Microsoft HoloLens可以幫助制造商和員工用全新方式在虛擬現(xiàn)實(shí)世界中對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，讓數(shù)字化孿生發(fā)揮出更大作用。在未來工廠中，通過認(rèn)知服務(wù)的面部識(shí)別能力防止未經(jīng)授權(quán)人員操作設(shè)備，也可以讓安全性再上新高。借此網(wǎng)絡(luò)和物理安全將有大幅提升，可以幫助制造商更好地保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、數(shù)據(jù)以及物理資產(chǎn)。
極為靈活且強(qiáng)大的Azure智能云平臺(tái)可以幫助這種超連接的世界通過混合智能邊緣和智能云模型實(shí)現(xiàn)更好的互操作。這不僅為物聯(lián)網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為未來工廠中的物聯(lián)網(wǎng)、人員和服務(wù)提供了支撐。
更棒的是，為了幫助制造商快速轉(zhuǎn)型并實(shí)現(xiàn)未來的智能工廠，微軟已將所有這些組件結(jié)合在一起打造了一個(gè)全面的平臺(tái)，Azure IoT Suite互聯(lián)工廠解決方案。這種預(yù)配置的解決方案可以幫助制造商，在不打斷生產(chǎn)任務(wù)的前提下，將現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備連接至安全的云平臺(tái)，借此針對生產(chǎn)過程獲得端到端可視性，針對業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型獲得更深入的見解。他還可連接并監(jiān)控工業(yè)設(shè)備，圍繞生產(chǎn)環(huán)境提供端到端的可視性。Azure Time Series Insights可以幫助制造商分析設(shè)備源源不斷生成的數(shù)據(jù)流，借此提高運(yùn)營效率和盈利能力。
未來工廠是一段美妙的旅途，但具體如何到達(dá)，可選的路徑有很多，快步前行或穩(wěn)扎穩(wěn)打也要視情況而定。不過可以確信的是，那些第一時(shí)間動(dòng)身的制造商已經(jīng)開始獲益并變得更卓越了。你還要繼續(xù)等嗎？
