专栏名称: 微言创新
“微言创新”由上海科学院规划研究处和上海产业技术研究院战略咨询中心共同出品,专注产业创新领域研究。言微意未尽,集智求创新。
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数据能力——提升企业运行效率的战略核心

微言创新  · 公众号  ·  · 2019-08-15 20:00

正文

编者

上一篇文章对智能制造能力成熟度模型的基本概念和框架进行了介绍,本文将结合实际案例,阐释该模型技术要素范畴数据能力子域的战略作用和实践应用。

1、工业大数据的战略作用

大数据是制造业提高核心能力、整合产业链和实现从要素驱动向创新驱动转型的有力手段。 对制造型企业来说,大数据不仅可以用来提升企业的运行效率,更加重要的是通过大数据等新一代信息技术改变商业流程及商业模式。 从企业战略管理视角来看,大数据及相关技术与企业战略之间存在三种主要关系(图1)。

大数据与战略核心能力 :大数据可用于提升企业运行效率。

大数据与价值链 :大数据及相关技术可以帮助企业实现扁平化运行,加快信息在生产制造过程中的流动。

大数据与制造模式 :大数据可帮助改变制造模式,形成新的商业模式。较典型的智能制造模式如自动化生产、个性化制造、网络化协调及服务化转型等。

图1 工业大数据与企业战略间的三种主要关系

工业大数据挖掘和分析的结果可广泛用于企业研发、生产、运营等各个环节 。在研发设计环节,实现工艺管理和工艺流程的优化;在生产制造环节,实现设备诊断与维护、智能排程、智能生产、产品质量优化、个性化定制;在供应链环节,实现供应链全局优化;在客户与产品服务环节,实现产品远程监测与维护。并帮助企业更全面、深入、及时地了解市场发展趋势、用户潜在需求、竞争对手态势,以推出更有竞争力的创新产品。
表1 工业大数据的战略作用
工业大数据应用领域
企业核心能力提升

支持产品创新

» 大数据可以支持企业以众包、众创的手段利用企业外部力量进行产品研发。
» 利用大数据技术管理和分析产品研制过程中产生的海量实验数据,将大大加速产品试制迭代过程。

支持质量管理

» 建立包括产品生产过程工艺数据、在线监测数据、使用过程数据等在内的产品全生命周期质量数据体系,以有效追溯质量问题源头,持续改进质量保障能力。
» 关联企业内外部多源的大数据分析,挖掘复杂成因品质问题的根本原因。

生产工艺与流程优化

» 指应用大数据分析功能,评估和改进当前操作工艺流程,对偏离标准工艺流程的情况进行报警,实现生产工艺流程的快速优化与调整。

智能生产排程

» 指收集客户订单、生产线、人员等数据,通过大数据技术发现历史预测与实际的偏差概率,考虑产能约束、人员技能约束、物料可用约束、工装模具约束,通过智能优化算法制定生产计划,并监控计划与现场实际的偏差,动态调整计划排产。

供应链配送体系优化

» 指通过射频识别和二维码等电子标识技术、物联网技术以及移动互联网技术,获得供应商、库存、物流、生产、销售等完整产品供应链的大数据,利用数据分析确定采购物料数量、运送时间等,实现供应链优化。

设备预测维护

» 指从现场设备状态监测系统和实时数据库系统中获取设备振动、温度、压力、流量等数据,建立大数据平台进行数据存储和管理,并通过数据建模进行设备故障预测与诊断。

能源消耗管控

» 指对企业生产各关键环节和辅助传动输配环节进行实时监控,收集能耗相关数据,建立能耗仿真模型,进行多维度能耗预测分析,智能优化能耗平衡,监控能耗异常波动,以实现整体生产线柔性节能降耗减排和生产过程中的能耗实时优化。

2、智能制造成熟度模型对数据能力子域的描述

数据能力子域属于智能制造能力成熟度模型中的技术要素,其能力成熟度分为五个等级(表2)。

表2 数据能力成熟度等级要求
等级
要求
一级
» 应通过人工方式采集业务活动所需的数据;
» 应基于人工经验开展数据分析
二级

» 应采用二维码、条形码、 RFID PLC 等方式,实现数据采集;

» 应基于信息系统数据和人工经验开展数据分析,满足特定范围的数据使用需求;

» 应实现数据及分析结果在部门内在线共享

三级

» 应使用传感技术,实现制造关键环节数据的自动采集;

» 应建立统一的数据编码、数据交换格式和规则等,整合数据资源,支持跨部门的业务协调;

» 应实现数据及分析结果的跨部门在线共享

四级

» 应建立企业级的统一数据中心;

» 应建立常用数据分析模型库,支持业务人员快速进行数据分析;

» 应采用大数据技术,应用各类型算法模型,预测制造环节状态,为制造活动提供优化建议和决策支持

五级
» 应对数据分析模型实时优化,实现基于模型的精准执行

3、案例描述

上海翔港包装科技股份有限公司(以下简称翔港科技)是产值排名全球第三的中国包装印刷企业。针对其生产过程, 翔港 科技建立了相关数据采集和分析系统。
数据采集系统 提供了一个平台,可满足工业自动化、所有底层设备的互联互通以及生产与绩效管理的要求。该平台有助于提供一致且可靠的(生产和工业)操作,保证了数据的完整性,并能以任何方向扩展(图 2 )。

图2 生产过程数据采集平台框架

通过生产过程数据分析 实现了产品全周期追溯、分析报表定制、数据挖掘与分析(表 3 翔港科技通过该系统的实施,实现了数据的自动采集;






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