数字化不是工业4.0 工业4.0成熟度三部曲(上)
4、六阶段的描述
1)计算机化
发展路径的第一阶段是计算机化,因其提供了数字化的基础。在这一阶段,不同的信息技术在企业内部独立运作。大多数企业的计算机化已经相当成熟,主要用于更加高效地处理重复性工作。通过计算机化,企业可以实现高标准、低成本制造,而且许多现代产品可以达到以前不可能达到的精密程度,从而实现获得利益。但实际上,很多机器并不具备数字接口,特别是对于长周期机械或人工操作的机器来说。在这些情况下,终端经常用于填补商业应用和机器之间的缺失环节。
计算机化的例证之一就是CNC铣床。通过采用计算机数控,CNC铣床可以加工高精度零件,但是有关执行行动的细节,所需要的NC加工数据通常仍需要手动传输给铣床,也就是说,铣床并未实现连接。另一实例则涉及未与企业EPR系统连接的商业应用系统,这可能导致半自动质保,尽管在试验站实施,但记录数据却并未与相应的工作环节关联。这将导致一旦发生质量问题,回溯环节会变得异常困难。
2)连通性
在连通性阶段中,相互关联的环节取代了各自为政的信息技术。广泛使用的商业应用彼此连接并反映企业核心业务过程。操作技术(OT)系统的各部分实现了连通性和互操作性,但是依旧未能达到IT层面和OT层面的完全整合。
3)可见性
传感器能够获得大量数据节点,从而捕获整个过程。传感器、微芯片以及网路技术价格的下降意味着现在可以实时记录整个企业的事件和状态,而不是像之前一样仅仅记录单独的领域,如制造领域。所以现在可以始终保持工厂的最新数字模型。我们将这种数字模型称为企业的“数字孪生”。“数字孪生”能够显示企业在任何特定时刻发生的情况,并根据这些实时数据作出管理决策。因此,我们可以将“数字孪生”视为下一阶段的核心构成元素。
4)透明性
第三阶段涉及企业当前形势数字孪生的构建,而第四阶段是关于企业了解事件发生原因,并通过根本原因分析生成认识。为了辨别和解释数字孪生的交互,必须使用工程知识对采集的数据进行分析。语义链接和数据汇集能够产生信息和相应的语境,为复杂和快速决策提供过程认识。
5)预测性
达到预测能力阶段后,企业可以模拟不同的未来情景,并确定最具可能性的情景。这包括将数字孪生投射到未来,以描绘多种情景,并评估它们发生的可能性。由此,企业可以对未来发展进行预测,并适时作出决策和采取适当措施。然而具体措施还是需要人工执行,因此较长的前置时间有助于限制消极影响。减少突发状况或计划变动等引起的意外事件可以实现更为有效的经验。例如,通过预测能力,可以在承运人失职等反复出现的物流问题发生之前对其进行标记,并通过更换承运人防止此类问题发生。
6)适应性
预测能力只是自动化行为和自动化决策的根本要求,而持续的适应性则使企业能够向IT系统下放适当决策,以便IT系统尽快适应变化多端的经营环境。
适应程度取决于决策的复杂性和成本收益比,通常最佳方式是实现单独过程的自动化,因此应调查自主重复性操作的基本可行性。
作者:周峰 安琳 林雪萍
作者简介
周峰:北京邮电大学硕士,中国软件评测中心主任助理,主要研究面向工业控制系统系统的安全可靠测评技术、智能化能力评价技术。
安琳:北京航空航天大学博士,赛迪集团旗下赛迪智能制造工程技术测评中心有限公司总经理,主要从事企业智能化转型能力研究和咨询服务工作。
林雪萍:南山工业书院发起人,北京联讯动力咨询公司。

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