
構建智能化系統必須從整體規劃開始
日期:2021-07-21 10:05:29
分類:智能資訊
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一個已經存在的生產線要進行智能化改造
? 如何開始?
1、從哪里開始?
2、要經過多少步驟才能構建出智能生產線(智能系統)的規劃?
任何投資和改變都是有目的的。對于企業、工廠、生產線的智能化改造也是有目的的。它的目的就是如何提升效率、質量和能力,降低成本,減輕勞動強度,減員增效,減少能耗,提高安全性和穩定性。
智能化、信息化、自動化、網絡化和大數據云計算等都是達成目的的手段,而不是目的本身。信息化、自動化和智能化都是用軟的辦法解決問題達成目的。用軟的方法解決問題是******明的解決問題的辦法。任何軟的辦法都需要硬件的支撐、數據信息的支持和高明的算法。只有軟和硬的平衡才能***終實現我們的目標。
智能化改造的步驟
要想通過信息化、自動化、智能化解決問題,首先必須要清楚我們要達成的目標。目標定了,我們才能針對目標找到解決問題的思路和方法,設計出方案,確定投資額度。這是一個從上往下設計的思路。如果沒有頂層設計和系統的規劃,沒有基于對當前軟硬環境的實際狀態、情況的掌握,是不可能給出一個智能化的整體解決方案的。
如果不進行這一步的整體規劃,那么我們得到的解決問題方法步驟就有可能出現以偏概全,斷章取義的情況。從而造成整體方案的功能缺失或冗余,數據、信息的不足或浪費,重復投資等一系列的問題。
針對一個企業、工廠、生產線,尤其是正在運行的生產線的信息化、自動化、智能化的設計、升級與改造,是不可能一次完成的。這要經過一個長時間應用的過程,這是一個持續改進的過程。必須要做長期的規劃和計劃,而不能沒有長期規劃盲目行動。任何一個信息化、自動化、智能化系統的構建都要涉及到設備流、物料流、能源流這三流的狀態、檢測等信息,也會涉及到標準、規則、規程和制度,更會涉及到流程和職責,牽一發而動全身。我們必須系統的、******的、綜合的構建升級規劃,才能避免走彎路,避免犯錯誤,規避不能達成目的的風險。
一般對生產線的改造大致分為以下七個步驟:
1、崗位分解——人崗,機崗
智能化、信息化和自動化根本目的是為了生產線指標好,為了減員和降低勞動強度,改善勞動環境。指標的提升、人的勞動強度和環境的改變,從某種意義上講就是如何使用軟件系統來幫助崗位工作。
所以我們提出了人機合一的理念。我們將每一個崗位分解成人崗和機崗。
●機崗的職責是幫助人工作;
●人崗的職責是如何利用軟件系統及時、科學的給出指令并執行。
工廠的運行是由很多流程、規范、標準和崗位職責構成。這些流程、規范、標準、崗位職責則是由若干個崗位構成。如果每個崗位不能優化,做到******,那么這個生產線就不能優化和做到******。但并不是說每個崗位好了整個工廠運行就會好。所以在構建人機合一崗位職責也就是構建智能化系統時,既要從頂層全局的指標優化設計入手,又要從每一個崗位存在的問題入手。從上到下,從下到上必須同時考慮。
2 、指令的歸納、總結與優化
生產線的運行的好壞,就本質來講是由人來決定的。人是通過各種指令來決定生產線如何運行的。如果我們能夠讓各種指令是優化的,那么生產線的運行就是優化的。智能化的根本目的就是想盡一切辦法讓指令優化。因此,必須從指揮生產的、工廠運行的所有的指令歸納和總結開始,找出指令的特點、本質,設計出指令的智能編輯工具。
一個指令是由目的、目標、編輯、執行、結果、結果評價和改善組成,它是一個持續改進的過程。智能化系統就是從目標開始到指令的持續改進作為根本任務去設計。
當前很多企業工廠的指令都是存在人腦中,而沒有固化成系統。指令的好壞經常受人的經驗、能力、水平、責任心的影響,幾乎沒有辦法保證每一條指令是******的。如果我們的智能化系統能夠把這些指令固化并持續改進,那么就大大降低了人的勞動強度和素質要求,從而確保工廠優化運行。指令系統是智能化系統的一個核心。
每一個崗位以及崗位對應的指令都存在正反兩個方面。反的方面是指令的過、欠、早、遲、漏、錯,正的方面是如何使指令更優化。所以在設計智能化系統的時候必須從崗位職責和崗位所負責工作的本質機理、原則入手,******負面的提高正面的。這需要花大量時間進行調研的。
3 、 圍繞指令進行功能設計
通常指揮工廠運行的指令按照崗位可分為長時間的計劃類,中時間的排產類,短時間的調度類和當前的操作類以及事后的評估、追溯、優化、固化類的指令。我們也可以按指標劃分各個智能系統,如質量系統,成本系統,安全系統,能效系統,能耗系統等。每個系統由若干個相關指令構成。這是我們設計智能化工廠的關鍵的一步。圍繞著我們操控生產線的各種指令而設計的針對指令的編輯、傳遞、評估、優化、固化工具是智能化系統的關鍵核心部分。這一步可能就要改變人的職責,改變流程,所以流程再造也是信息化、自動化、智能化的關鍵。
4 、指令的動態和靜態管理
生產線的智能化系統必須具備自我更新、自我學習的能力。要具有這種能力僅需要抓住指令這個關鍵點,每條指令的自我更新和固化就是整個生產線的自我更新和固化。所以我們要進行指令的動態和靜態的管理。
工廠的管理是通過指令的靜態管理來體現的。指令靜態管理得越好,意味著工廠管理越好。指令的靜態管理主要針對指令的形成、崗位、流程運行管理。主要包括指令的類別、指令的目的、指令組成的基因、指令發出的條件、指令發出的周期、指令的內容形式、指令的原則標準、指令的規則、指令的優化升級、指令的傳遞路線,以及每一個崗位設置、該崗位需要執行多少條什么樣的指令、需要發出多少條什么樣的指令和流程設置。
指令動態管理就是發現工廠生產實際的問題,指令動態管理得越好工廠問題便越少。指令的動態管理主要針對指令在實際中的應用效果。主要包括指令在生產過程中發出的次數、出現的早、遲、過、欠、漏、錯的次數和頻率、指令的考核、指令的評估、指令的優劣、指令的執行率、指令的完成率、指令的響應時間、指令的復用度、指令的指標分析。通過動態指令管理中發現的問題來完善和優化指令的靜態管理。
5、 構建整體智能化系統的軟硬件需求
想讓指令能夠達到我們想要的效果就需要大量的數據、信息以及分析、判斷、預測、預判等優化算法。根據數據、信息和優化算法可以設計出我們需要的采集和錄入的信息。這些信息一方面來自于硬件系統,一方面是派生的和人工錄入的信息。算法、經驗需要智能化的技術,如尋優、模糊量化、自學習等技術。這一步要考慮到硬件需求又要考慮軟件的可實現。基于所有的指令構建出來的軟硬需求,就能構建出整體智能化系統的軟硬需求。
6、流程再造
傳統意義上指令是靠制度、流程、審批來執行的,注重傳遞。指令傳遞的路線圖既長又復雜。其實質是一種責任的推卸。沒有建立起每個崗位的自我約束機制,責任不明。如果通過指令來考核、評估、評價每個崗位的優劣好壞,就可以改變層層傳遞的現狀,形成指令的發出、執行兩維結構。由第三方監督、評價所有指令的執行好壞。這就解決了傳統流程過于復雜的問題。這也是我們在執行完以上工作步驟后***重要的工作 - 流程再造。
7、構建實現路線圖
并不是所有的崗位、所有的指令都需要馬上進行智能化改造和升級。我們應該遵從輕重緩急的原則來分步實現,這就是我們智能化系統的實現路線圖。
我們要實現上述智能化系統,傳統意義上的的ERP、MES等系統是有弊端的、是不能持續改進的。我們采用的是以 數據中心-模型中心-信息中心-功能中心這4個中心的思路和方法來構建智能化系統。這種方式的好處是每個中心都可以單獨開發又相互關聯。為以后系統的改進提供全新的思路。
4個中心概念模型
【數據中心】數據中心是企業、生產線******手數據的集中存放地,具有多種雙向的數據接口。可以根據實際情況的需要,通過數據中心的數據定義工具自由的增減數據標簽和修改標簽的各種屬性。通過內置的數據源配置工具,建立多個單向或雙向的數據傳輸通道并與生產線各檢測、控制等系統等進行數據的實時交互。通過數據中心管理工具監視通訊狀態,監視實際數據的值的狀態變化,查看歷史數據趨勢及記錄等一系列功能。
【信息中心】信息是直接或間接可供決策的依據。信息中心提供了對信息的定義工具,可以根據需要增減信息點,編輯修改信息屬性和內容。信息中心管理工具提供了對信息動態內容的瀏覽,歷史信息內容的查看等功能。信息的來源主要由模型中心經過算法生成的信息和功能中心各功能應用生成的信息組成。
【模型中心】對模型定義的過程,其實質上可理解為對一條生產線靜態虛擬建模的過程,在模型中心可以建立設備模型、標準模型、指令模型、指標模型、安全點模型、成本點模型、質量點模型、效率點模型、能力點模型、能耗點模型、點檢點模型、潤滑點模型等。在運行過程中,根據模型算法的需要,將數據中心內相關的單個或多個數據通過算法加工成可供決策用的信息,并將動態的數據和信息與模型連接,從而使靜態模型轉換為可供功能中心直接使用的動態模型。
【功能中心】功能中心承載的是根據崗位定制的多個功能應用。每個功能應用均可從數據中心,信息中心,模型中心取得所需的內容,也可將功能應用生成的數據和信息返回。
利用4個中心的思想來建設智能化系統,可以將建設過程變成一個真正的可持續的過程。數據、信息、模型、功能的劃分方式確保了高耦合,低內聚的設計原則。為持續的系統擴展升級夯實了基礎。
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