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淺談製造協同的基礎設施 – 阿里雲數字工廠

簡介

製造企業數字化轉型,是近年來越來越流行起來的概念,尤其在《工業4.0》和《中國製造2025》概念的引領下,越來越多的企業服務提供商開始涉足該領域,為廣大製造業賦能。阿里雲作為一個雲上基礎設施提供商,也不例外的整合了自己在製造企業數字化轉型方面已有的信息化改造能力,以及阿里生態在電商銷售平臺、供應鏈平臺、金融平臺、物流平臺等多方面的能力,為製造業數字轉型的企業、服務商、行業運營商以及區域運營商提供了一個工業互聯網領域全面的支撐平臺:阿里雲數字工廠

製造業的數字化轉型

製造業的數字化轉型,是製造協同及智能製造的基礎,製造業從傳統的作坊式生產方式步入製造協同及智能製造,一般都需要經過以下步驟:

數字化

數字化是基礎,簡言之就是將紙上的數據,用數字的方式描述出來,將生產經營過程中的所有要素,都用數字及數字間的關係的方式進行表述,這些要素包括:
人 - 生產經營過程中涉及的人員,如下圖的客戶,人員,供應商等
物 - 生產經營過程中涉及的物品,如生產設備,物料等
事件 - 由人與物的互聯,產生的事件,如某某操作員新增了一個物料,某某生產設備的生產活動完成等

數字化的核心就是建模與描述,對以上要素進行建模,阿里雲數字工廠產品裡的數據管理功能包括主數據管理工廠建模等,都是圍繞這個合理建模的目標展開的。

數字工廠運營中心
總的來說,一個典型的工廠的基礎數據建模包括:
企業的組織結構:一個企業包括一個或者多個工廠,工廠又細化分割為不同的部門組織,組織則被定義為擁有不同工作職能的業務實體。
人員及角色:人員是生產製程過程中重要的基礎性單元,根據員工的角色規劃不同的系統權限,根據參數設定區分員工的角色和能力,可根據信息制定完善的人員分配和調度計劃。
工作流、操作規範:根據業務實際對產品生產的流程進行定義,即用來定義製造產品的步驟順序,作為一個標準化的指導。並根據工作流中的每一個工作中心或者工作站的工序標準和要求制定統一化的操作流程,形成唯一的規範。
物料、物料譜系:定義工廠內部的物料屬性:材料、組裝件、配件、成品等。並歸集同系列的物料成物料分組,形成不同的物料譜系信息。
製造 BOM、工藝路線:根據產品搭建產品 BOM 架構,並根據產品設計配合工作流 定義和物理模型的設備定義,合理設計產品的工藝路線。規劃定義的範圍包括:數據記錄、變更、工藝監控等。
在製品狀態:定義範圍包含在製品數量、產線位置、生產時間、狀態等。

信息化

在數字化的基礎上,人與人之間,物與物之間以及人與物之間,在一定的規則和流程下,產生關聯事件,則產生出來了信息,基於這些信息則可以構建上層應用。
阿里雲數字工廠目前有兩個官方應用,一個是訂單管理,訂單管理提供手動、API創建訂單、訂單查詢、訂單操作等; 支持面向工廠用戶完成生產環節與工序映射, 支持面向生產報工映射;支持導入生產計劃單及關聯。另一個是產品管理,提供產品創建、編輯,發佈產品到主數據、對不再使用的產品進行歸檔,實現對自己研發、在產及停產的產品進行管理。
目前看來這兩個信息化的應用還是主要集中在銷售側的信息化,而在生產側還不夠完善,對於接到訂單之後如何聯動後端的生產製造協同處理過程的支持度還不夠,舉個簡單的例子,一個相對更完善的工藝路線管理應該包含對產品製造的工藝過程採用流程圖等直觀的方式進行定義,支持開始,過程,結束工序的定義,能描述返工或異常處理工序流程,能支持工藝路線的嵌套使用,支持多版本定義。
雖然如此,目前阿里雲數字工廠接口式的開放能力的設計,可以支持第三方開發者去實現更多行業相關的製造協同細節,這個也比較符合toB的平臺產品原則: 顆粒度粗,適用範圍就廣,與行業的結合就淺;顆粒度細,適用範圍就窄,與行業的結合就深,阿里雲作為平臺,走前者的路線也是合理的。

智能化

智能化就是系統在具備一定的感知與計算能力之後,能夠反向輸出預警、決策支持等能力,在阿里雲數字工廠裡,與之相關的模塊有集成組態以及經營駕駛艙

集成組態頁面為車間操作人員提供了可視化的界面,結合雲端能力可以遠程,多設備的實時查看設備運行狀態,風險預警等
集成組態

經營駕駛艙則在信息化的基礎上,按照企業既定的生產經營指標進行統計與計算,為企業經營者的綜合決策提供數據支持
經營駕駛艙

總結

從目前阿里雲數字工廠的實現程度來說,已經具備了比較完整完善的雲上製造協同基礎設施的能力,但對於一般小型工廠來說太過於龐大,而對於生產經營過程複雜和特殊的大型工廠來說,需要有配套的實施甚至定製開發支持才能提供結合度更高更完善的支持,這就需要發揮生態優勢,多引入優質的第三方深度應用及第三方實施服務商。

引用

阿里雲文檔 - 工業互聯網平臺

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