如何實現工業4.0策略
http://www.199rrr.com 2024-09-20 10:13 來源：千家網
盡管多年來投入了大量資金，但制造業和工程行業距離“工業4.0”的廣泛運營還有很長的路要走。對于許多企業來說，供應鏈價格、需求波動、人員短缺和投資成本的日常壓力阻礙了所需的轉型。
然而，擁有完全互聯基礎設施的工廠（OT和IT統一）能夠擴展和適應，在快速變化的市場中更高效地工作。長期繁榮的工廠是那些致力于可持續發展、擁有強大而靈活的勞動力、擁有技術基礎設施的工廠，這些基礎設施能夠為面向未來提供響應迅速、數據驅動的基礎。
盡管92%的制造商將數字化轉型作為其戰略的核心，但高管層、OT運營專業人員和IT部門在技術投資方法和動機方面的差異需要進行研究和解決。本文探討了利益相關者優先事項之間的異同，并評估了可以轉型以推動企業向工業4.0運營模式轉變的三個領域——勞動力、OT自動化和數據(IT)。
然而，在開始之前，值得注意的是，統一戰略需要一種超越部門界限的數字化轉型方法。任何轉型項目的實施責任都在于集體，成功取決于高管、OT和IT之間的成功合作，每個人都會提出具體的細節和優先事項。接受這一點并在此基礎上努力，將為轉型之旅帶來成功的最佳機會。
增強勞動力
隨著制造業自動化水平的提高，企業有責任為員工配備和培訓，讓他們能夠在日常工作中使用越來越多的強大技術。使用手持式掃描儀、便攜式IT和RFID等移動技術增強員工隊伍，對所有運營都產生了重大積極影響，其中最重要的是提高了單個工人的速度和效率。對其他業務的其他好處包括：
● 更安全的工作場所，手動任務可以更快地完成，并且需要更少的體力活動
● 更好的時間分配，使員工能夠專注于更高價值的任務
● 基于工作中使用的技術的技能提升和持續培訓的明確職業道路
● 雙向數據流意味著（i）員工任務可以通過管理軟件分配和監控，以及車間工人的技術將使用實時信息更新中央系統。
除了手持設備外，未來五年計劃投資最大的領域將是RFID，這是一項久經考驗的技術，可以大規模掃描和識別物品。事實上，物料處理和物流現在對車間至關重要，工作流程中看似微小的改進可以節省大量成本并提高操作員效率。
移動計算和掃描技術是制造業務成功的關鍵。它們通過減少手動任務并創造一個有利于員工蓬勃發展的創新環境來降低出錯風險。
自動化系統
除了需要盡快開始產生投資回報外，任何自動化系統的部署都面臨多項挑戰。企業至少在最初階段應該專注于高價值、以客戶為中心的解決方案，以優化勞動力。除了讓員工騰出時間去完成更復雜的任務外，自動化系統還可以幫助戰略決策者滿足服務水平協議(SLA)、優化可用工作空間并抵消勞動力市場壓力的影響。
運營技術人員通常是這一轉型領域的主力，他們關注的是減少生產線錯誤，以及創建靈活且可擴展的環境。在不進行重大基礎設施變更的情況下進行部署是將運營影響降至最低的重要考慮因素，自動化系統部署期間和部署后的現場安全也同樣重要。
在現代工廠中，IIoT設備構成了數據驅動運營的支柱，具有實時系統衰減和監控功能。OT與更大的IT網絡的集成可以創建整個工廠的數據圖，配備適當裝備的人工操作員可以在整個生產線上提供輸入和反饋。
3D視覺和AI等新技術為早期采用者提供了變革優勢，但值得注意的是，在數字化轉型的過程中逐步推進仍然比向未知領域邁出一大步（和投資）更為安全。
確定可能提高效率的最佳領域是高管、運營和信息技術決策者之間的協作過程。實施單個協作機器人、全站手持式掃描系統或有限的AMR（自主移動機器人）部署可能是平衡投資、風險和結果的理想中間立場。
聚合數據資產
現場操作技術與IT的融合是工業4.0的關鍵要素。這兩個技術領域的融合非常復雜——許多現有的自動化系統代表著巨大的投資，并且可能基于過時但高效的技術。
傳統的OT系統可能并非設計為與現代TCP/IP網絡共存，因此需要進行大量改造才能與新系統完全集成。
為了實現實時可視性和透明操作，不僅OT和IT應在網絡層面集成，而且數據輸入和輸出格式也需要兼容。在許多情況下，這種深度集成既不切實際也不明智，尤其是從安全角度來看。但使用售后傳感器標簽（條形碼或RFID）、手持設備或靜態掃描儀等讀取器以及機器視覺，可以在質量保證方面取得顯著進展。無需重新設計昂貴且敏感的工廠設施，其他技術可以幫助識別和隔離問題和低效率，減少停機時間并提高生產力。
《制造業愿景研究》列出的制造商的優先事項傾向于投資IT基礎設施管理。45%的受訪高管將IT基礎設施管理列為優先事項之首。相比之下，只有34%的人表示制造執行系統是優先事項。
這些數字表明，數字化轉型采取了循序漸進的方法，高風險、高投資的項目優先度較低。這證明了相對適度的技術支出的力量，制造商可以利用這些技術對所有運營進行以數據為中心的監督。通過實時跟蹤材料和資產，運營透明度得到提高，可立即提高效率，并構成響應迅速、靈活且能夠根據需求變化進行擴展的設施的基礎。
總結
人們對制造業邁向工業4.0實踐的普遍偏見是，這需要大量投資，而且需要一步到位。
通過與IT、OT和高管層的關鍵利益相關者采取協作方式，企業應該確定哪些業務領域能夠以最低的支出產生最大的效率收益。在許多情況下，為員工和制造系統配備成熟的技術可以創建基于數據的工作流程，而這正是下一代實踐的關鍵。
行業面臨的挑戰包括人員壓力和不可預測的供應鏈，而這些挑戰可以通過創建一個系統來克服，在這個系統中，技術每天都會得到實際應用，以解決日常問題。在極少數情況下，需要對AMR和協作機器人生產線等系統進行大量投資。但在大多數制造和工程設施中，建立數字化工作流程的基礎將更有效，而且成本肯定更低。
在當今的組織中，使用掃描和跟蹤硬件/軟件是使運營符合工業4.0理想的最快、最具成本效益的方法。
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