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信息自动化如何助力企业转型升级?

2019-06-13 09:00:00     作者:

  本报记者 王志

  在工业企业,职工只需在办公室内扫描一张二维码,就能通过3D虚拟场景“导航”到企业相应的设备,查看设备的状态,并且在设备出现故障时,准确定位并找到故障设备,展示设备的运行状态,不需要现场人员检查实际的物理设备……

  这些科幻的技术不是只在电影里才会出现,在我们的现实生活中也正在逐步实现。

  日前,在罗克韦尔自动化2019全球路演(RAOTM)的矿山、冶金和水泥行业论坛上,专业人士为大家阐述了什么是智能制造,以及罗克韦尔如何助力工业企业从自动化转型升级成为智能化的企业,特别是如何助力钢铁企业转型升级。

  工业物联网软件新技术打破系统之间的孤岛

  罗克韦尔自动化IIoT&MES(工业物联网&制造执行系统)软件业务拓展经理李海杰表示,在自动化方面,很多企业已经搭建好4层系统架构,即从L1层的过程自动化控制(PLC/Sensor)、L2层的操作和监控(HMI-SCADA)、L3层的制造运营(MES/MOM)、L4层的业务系统(ERP、SCM、PLC)。但是,这里边的数据缺乏整合,不同岗位的人员对于数据的使用要求不一样,使用和挖掘这些数据的工作量会非常大,需要反复查找,找出决策的依据。

  在工业物联网软件新技术应用下,传统的系统和系统之间的孤岛已经被打破,不同岗位的人员在整个系统中实现互联互通,这就是工业物联的技术体现。

  罗克韦尔自动化和美国参数技术公司(PTC)合作的工业物联网平台(FactoryTalk InnovationSuite)通过把OT(操作技术)和IT(信息技术)系统的数据进行连接和整合,把管理人员、设备维护人员、质量人员和操作人员各自需要的数据用新的逻辑组织在一起,从而实现不同部门的人员对于这些数据的使用要求。

  该平台的移动功能可确保在任何地点通过任何设备把握关键信息,使技术人员能够毫不费力地了解设备维护历史记录、工单和服务建议。

  罗克韦尔自动化还根据用户的需求开发了相应的工业APP,通过APP的界面,用户能够看到设备的数字孪生模型、设备运行的数据、设备的资产和台账信息、设备维修计划和维修工单等内容。

  实现工业互联智能化的5个阶段

  信息自动化的核心是数据,企业可以借助人工智能完成从数据采集到数据分析的工作。如果说传统意义上的自动化实现了效率的提升(从人工到机器),那么,人工智能则是实现了机器的自主学习。人工智能的核心是信息自动化,其包含4个过程:一是判断发生什么事情,二是判断这个事情为什么发生,三是预测要发生的事,四是针对预测到的将来有可能发生的事情,给出有效的预防措施。

  实现信息自动化,特别是借助人工智能,将为实现工业互联智能化打下基础。

  李海杰认为,实现工业互联智能化主要有以下5个阶段。

  第一阶段是实现数据互联。企业要把传统自动化的每一层数据直接采集,通过各种软件将数据做成报表展示,并将OT的相关数据、设备工程图纸,例如CAD(计算机辅助设计)模型、PLC(可编程逻辑控制器)数据等进行融合。

  第二阶段是业务模型的创建。企业要把从不同的设备系统收集到的数据在软件中建模,模型的创建也是一个“数字化双胞胎”(以数字化方式拷贝一个物理对象,模拟对象在现实环境中的行为,对产品、制造过程乃至整个工厂进行虚拟仿真)建立的过程。在这一阶段,企业要进一步将数据可视化,可以用增强现实(AR)或者是虚拟现实(VR)来实现“数字化双胞胎”。

  第三阶段是实施分析仿真。分析仿真主要是借助机器自主学习技术,对设备故障和工艺的优化进行运算和分析。

  第四阶段是实现流程驱动。流程驱动是指将流程数字化,并与相应的设备连接起来。

  第五阶段是完善用户体验。这里需要把一些场景通过用户界面(UI)呈现给用户。在这个环节,企业可以通过移动端的应用,搭配增强现实(AR)和虚拟现实(VR)的组件,以简化对劳动者软件培训的内容。

  其中,虚拟现实(VR)是通过3D建模把用户的主要设备放入虚拟空间,在空间里面把用户关心的数据,用标签在对应的位置予以提示,然后把虚拟空间的数据标签与云端产生的数据连接起来,就打造出了一个虚拟世界。系统建成后,可以生成对应的二维码,用户用手机扫描此二维码就可以看到虚拟世界。客户的设备动态在虚拟世界中甚至可以被制作成动画效果,并把动画做成标签,与真实的数据做连接。

  增强现实(AR)是在3D空间内,把设备的一些数据标签做进系统中,并将这些标签与设备的数据连接,完成后生成二维码贴在设备上。设备操作者用VR眼镜或者手机扫描此二维码,就能在屏幕上看到一些设备的报表,包括看到设备的状态,比如能耗等。

  数字技术助力钢铁企业转型

  罗克韦尔自动化冶金行业经理张浩认为,钢铁企业在运营方面面临着一些挑战,比如资本和成本管理、产品质量、产量、产品创新、柔性生产计划、缩短交货期、安全性、排放和能源等。

  面对这些挑战,张浩建议,钢铁企业可以借助数字技术来应对。一是通过分析改进工艺、质量和供应链;二是通过模拟降低成本,事先验证策略;三是通过物联网传感器,更好地跟踪材料、人员、消耗品和排放物;四是用AI(人工智能)和ML(机器学习)预测故障和提高产量;五是可降低维护成本和提高人员生产效率;六是AR和VR技术可以更好地协作以确保安全操作;七是做到“端到端”的系统集成,实现整个供应链的可视化。

  张浩介绍,罗克韦尔自动化现在给国内钢铁企业客户提供智能解决方案时,将智能解决方案贯穿到了每一个流程和环节。例如基础层级中的智能电机控制中心(MCC)里面有一些智能模块,以前电机控制中心柜内看不到,现在都能看到。此外,在审视目前的自动化现状的基础上,针对每一个客户制订不同的自动化解决方案,帮助他们更好地发展。

  《中国冶金报》(2019年06月13日 03版三版)

来源:中国冶金报-拉斯维加斯赌场

编辑:宋玉铮

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