工業(yè)4.0

天啦嚕！你還不知道認(rèn)知制造？！

2018-11-06 來源：評(píng)論：0

摘要：認(rèn)識(shí)制造是對(duì)計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)控制過程的革新，對(duì)提升制造業(yè)發(fā)展水平具有重要發(fā)展應(yīng)用前景。

　　認(rèn)知制造（Cognitive manufacturing）是利用嵌入式認(rèn)知推理和分布式智能代理，賦予工業(yè)制造系統(tǒng)感知和判斷能力，從而感知生產(chǎn)過程變化，響應(yīng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)波動(dòng)，控制生產(chǎn)成本和生產(chǎn)率水平，追蹤能源損耗強(qiáng)度和產(chǎn)品碳足跡，提升產(chǎn)品生產(chǎn)過程的可持續(xù)性。認(rèn)識(shí)制造是對(duì)計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)控制過程的革新，對(duì)提升制造業(yè)發(fā)展水平具有重要發(fā)展應(yīng)用前景。

　　本文將闡述認(rèn)知制造的重要性，從認(rèn)知制造技術(shù)架構(gòu)著手重點(diǎn)介紹四種基本的生產(chǎn)制造應(yīng)用：資產(chǎn)績效管理、流程和質(zhì)量改進(jìn)、資源優(yōu)化以及供應(yīng)鏈優(yōu)化，為企業(yè)提供制定智能制造實(shí)施戰(zhàn)略的建議和步驟。

　　認(rèn)知制造如此強(qiáng)大的原因在于，它將基于傳感器的信息與機(jī)器學(xué)習(xí)以及其他人工智能能力相結(jié)合，從來自工廠、企業(yè)和工業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)中尋找模式。它可實(shí)時(shí)匯總相關(guān)信息，并應(yīng)用分析產(chǎn)生對(duì)制造流程前所未有的理解及洞察。它可以根據(jù)調(diào)查結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行反應(yīng)，為制造行業(yè)的決策者提供可行性信息和持續(xù)更新的知識(shí)。

　　這些先進(jìn)功能如今得以實(shí)現(xiàn)，在于推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)分析引擎的技術(shù)已成熟并可大規(guī)模實(shí)施，這應(yīng)歸功于芯片組、傳感器、云計(jì)算與存儲(chǔ)的普遍連接和成本的降低。對(duì)于想要利用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用生成的海量數(shù)據(jù)（從傳感器收集的數(shù)據(jù)到文本文件、通信、視頻、音頻和其他來源中包含的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）的公司，這些功能也是必需的。

　　認(rèn)知技術(shù)可通過迄今只有人類大腦能夠理解的方式尋找這些數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的意義。在現(xiàn)代化制造時(shí)代，這種理解水平將被視為取得成功的關(guān)鍵，因?yàn)榧觿〉母偁幒统杀久舾卸鹊奶岣咝枰圃焐烫岣呙艚菪?、響?yīng)能力和創(chuàng)新水平。

　　認(rèn)知技術(shù)為制造商解決的關(guān)鍵問題

　　制造商可使用認(rèn)知技術(shù)解決基本業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，在制造數(shù)據(jù)中尋找新價(jià)值，提高質(zhì)量，以及改進(jìn)組織內(nèi)部的知識(shí)管理。

　　解決業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)：認(rèn)知制造可幫助企業(yè)改進(jìn)基本業(yè)務(wù)指標(biāo)，例如生產(chǎn)力、產(chǎn)品可靠性、質(zhì)量、安全性和產(chǎn)量，同時(shí)縮短停機(jī)時(shí)間和降低成本。應(yīng)用程序簡單便捷，并且收益立竿見影。例如，派去維修機(jī)器的現(xiàn)場技術(shù)員只需將癥狀提交至認(rèn)知引擎，隨后該引擎將分析癥狀并給出一系列按成功概率排序的維修方案選項(xiàng)。此方法可提高首次修復(fù)率，從而改進(jìn)生產(chǎn)效率并降低成本。

　　利用制造數(shù)據(jù)創(chuàng)造新價(jià)值：認(rèn)知技術(shù)將深入研究制造流程和商業(yè)環(huán)境，以獲得對(duì)于制造商具有切實(shí)價(jià)值的信息。該流程會(huì)考慮新的數(shù)據(jù)源和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并應(yīng)用高級(jí)分析模型，在數(shù)據(jù)中尋找之前未顯露的重要關(guān)系。

　　借助認(rèn)知技術(shù)，過去依賴歷史數(shù)據(jù)的預(yù)測性維護(hù)活動(dòng)，可通過技術(shù)人員日志、維護(hù)記錄、電子郵件和其他來源中的信息來加以補(bǔ)充。產(chǎn)品檢測可通過認(rèn)知視覺檢測系統(tǒng)執(zhí)行，該系統(tǒng)將從生產(chǎn)產(chǎn)品的圖片中學(xué)習(xí)以識(shí)別缺陷，并確定這些缺陷是否與質(zhì)量問題相關(guān)。使用這些技術(shù)的企業(yè)還可改進(jìn)工廠運(yùn)營和績效，并降低成本。

　　提高產(chǎn)品質(zhì)量：成功的制造商始終致力于打造最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。例如，IBM在近期對(duì)電子設(shè)備制造商的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，三分之二(66%)的公司高管將在生產(chǎn)中最小化缺陷和提高精確度視為其設(shè)備的關(guān)鍵性能指標(biāo)。

　　認(rèn)知制造使企業(yè)能夠在整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)生命周期中高度關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量—從設(shè)計(jì)到制造，甚至分銷之后的流程。公司必須通過保修和支持計(jì)劃確保產(chǎn)品質(zhì)量。此方法可提高產(chǎn)量、降低整體保修成本，同時(shí)有助于確保產(chǎn)品生命周期內(nèi)的客戶滿意度。

　　加強(qiáng)知識(shí)管理：認(rèn)知制造的關(guān)鍵在于利用多種來源的數(shù)據(jù)——不僅包括設(shè)備傳感器，也包括日志、手冊、員工生物特征監(jiān)測器或環(huán)境。此方法將這些類型的數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)整合到分析流程中，創(chuàng)建出一種持續(xù)學(xué)習(xí)的知識(shí)系統(tǒng)。它能夠基于對(duì)生產(chǎn)條件的全面了解提供有見地的操作建議。

　　認(rèn)知制造的技術(shù)架構(gòu)

　　在認(rèn)知制造的技術(shù)架構(gòu)中，各種技術(shù)相互協(xié)作，幫助公司轉(zhuǎn)變和優(yōu)化生產(chǎn)。該技術(shù)堆棧包括設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、應(yīng)用層以及特定于應(yīng)用的行業(yè)環(huán)境。

　　設(shè)備層：設(shè)備包括傳感器、網(wǎng)關(guān)或可編程邏輯控制器(PLC)，這些器件提供從發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)到加工設(shè)備或機(jī)器人的相關(guān)信息。在添加、更換或升級(jí)設(shè)備時(shí)，合作伙伴參與的生態(tài)系統(tǒng)可以提供軟件程序和更新。

　　物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)層：物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供設(shè)備連接，與設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)，將設(shè)備中的信息推送或傳輸?shù)綉?yīng)用層以供分析和計(jì)算。要適應(yīng)來自各種受監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)，以及要促進(jìn)相關(guān)供應(yīng)商的協(xié)作，一個(gè)開放式平臺(tái)是必不可少的。該平臺(tái)應(yīng)具有可擴(kuò)展性和全面性，以容納所有必須接收和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

　　應(yīng)用層：應(yīng)用層評(píng)估設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)營數(shù)據(jù)，它使用高級(jí)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和其他認(rèn)知功能預(yù)測設(shè)備性能問題，并提供早期預(yù)警。應(yīng)用層可在設(shè)備數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)不明顯的模式，并從文檔、手冊、通信和合作伙伴的信息(包括視聽材料)中獲取見解。數(shù)據(jù)分析可在系統(tǒng)邊緣執(zhí)行，以幫助加快分析速度，盡快為決策者提供結(jié)果。

　　行業(yè)解決方案層：行業(yè)解決方案層為應(yīng)用層添加該領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)。其背景可包括行業(yè)特定的分析模式、與行業(yè)特定用例相關(guān)的高級(jí)認(rèn)知能力，或者可根據(jù)制造過程定制的認(rèn)知視覺檢測技術(shù)。

　　如何開始

　　公司必須制定相關(guān)戰(zhàn)略，以實(shí)現(xiàn)認(rèn)知制造實(shí)施的最大價(jià)值。精心制定的戰(zhàn)略將為實(shí)施建立商業(yè)案例和長期愿景，按優(yōu)先級(jí)順序列出作為實(shí)施目標(biāo)的制造流程，確定項(xiàng)目所需的各種技術(shù)和技能，以及獲得高管對(duì)此工作的支持。首先，

　　●找到痛點(diǎn)。例如，工廠中也許最昂貴的設(shè)備經(jīng)常停機(jī)，因而削弱了它帶給工廠的價(jià)值。確定此需求后，您可將項(xiàng)目設(shè)計(jì)為側(cè)重于提高組件性能和利用率。

　　●找到最佳數(shù)據(jù)資源。企業(yè)中某些領(lǐng)域的數(shù)據(jù)優(yōu)于其他領(lǐng)域。尋找那些信息充足或豐富，并可以滿足特定業(yè)務(wù)需求的領(lǐng)域，因?yàn)檫@些領(lǐng)域產(chǎn)生價(jià)值的速度將快于工廠中數(shù)據(jù)有限的領(lǐng)域。

　　●考慮認(rèn)知制造對(duì)業(yè)務(wù)流程的影響，在認(rèn)知制造部署期間針對(duì)這些影響做好準(zhǔn)備。同時(shí)推進(jìn)各項(xiàng)工作，即可相互提供相關(guān)信息。

　　●認(rèn)識(shí)到認(rèn)知制造是一個(gè)發(fā)展過程。制定時(shí)間表，在前幾個(gè)月內(nèi)審核、更新和改進(jìn)戰(zhàn)略，并在未來定期重新評(píng)估。

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