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构建智能化系统必须从整体规划开始

日期:2021-07-21 10:05:29

分类:智能资讯

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一个已经存在的生产线要进行智能化改造 

• 如何开始?

1、从哪里开始?

2、要经过多少步骤才能构建出智能生产线(智能系统)的规划?

任何投资和改变都是有目的的。对于企业、工厂、生产线的智能化改造也是有目的的。它的目的就是如何提升效率、质量和能力,降低成本,减轻劳动强度,减员增效,减少能耗,提高安全***和稳定***。 
智能化、信息化、自动化、网络化和大数据云计算等都是达成目的的手段,而不是目的本身。信息化、自动化和智能化都是用软的办法解决问题达成目的。用软的方法解决问题是******明的解决问题的办法。任何软的办法都需要硬件的支撑、数据信息的支持和高明的算法。只有软和硬的平衡才能***终实现我们的目标。

 

智能化改造的步骤

要想通过信息化、自动化、智能化解决问题,首先必须要清楚我们要达成的目标。目标定了,我们才能针对目标找到解决问题的思路和方法,设计出方案,确定投资额度。这是一个从上往下设计的思路。如果没有顶层设计和系统的规划,没有基于对当前软硬环境的实际状态、情况的掌握,是不可能给出一个智能化的整体解决方案的。 
如果不进行这一步的整体规划,那么我们得到的解决问题方法步骤就有可能出现以偏概全,断章取义的情况。从而造成整体方案的功能缺失或冗余,数据、信息的不足或浪费,重复投资等一系列的问题。 
针对一个企业、工厂、生产线,尤其是正在运行的生产线的信息化、自动化、智能化的设计、升级与改造,是不可能一次完成的。这要经过一个长时间应用的过程,这是一个持续改进的过程。必须要做长期的规划和计划,而不能没有长期规划盲目行动。任何一个信息化、自动化、智能化系统的构建都要涉及到设备流、物料流、能源流这三流的状态、检测等信息,也会涉及到标准、规则、规程和制度,更会涉及到流程和职责,牵一发而动全身。我们必须系统的、******的、综合的构建升级规划,才能避免走弯路,避免犯错误,规避不能达成目的的风险。

 

一般对生产线的改造大致分为以下七个步骤:

1、岗位分解——人岗,机岗 
智能化、信息化和自动化根本目的是为了生产线指标好,为了减员和降低劳动强度,改善劳动环境。指标的提升、人的劳动强度和环境的改变,从某种意义上讲就是如何使用软件系统来帮助岗位工作。

所以我们提出了人机合一的理念。我们将每一个岗位分解******岗和机岗。

●机岗的职责是帮助人工作;

●人岗的职责是如何利用软件系统及时、科学的给出指令并执行。 
工厂的运行是由很多流程、规范、标准和岗位职责构成。这些流程、规范、标准、岗位职责则是由若干个岗位构成。如果每个岗位不能优化,做到******,那么这个生产线就不能优化和做到******。但并不是说每个岗位好了整个工厂运行就会好。所以在构建人机合一岗位职责也就是构建智能化系统时,既要从顶层全局的指标优化设计入手,又要从每一个岗位存在的问题入手。从上到下,从下到上必须同时考虑。

 

2 、指令的归纳、总结与优化

生产线的运行的好坏,就本质来讲是由人来决定的。人是通过各种指令来决定生产线如何运行的。如果我们能够让各种指令是优化的,那么生产线的运行就是优化的。智能化的根本目的就是想尽一切办法让指令优化。因此,必须从指挥生产的、工厂运行的所有的指令归纳和总结开始,找出指令的特点、本质,设计出指令的智能编辑工具。

一个指令是由目的、目标、编辑、执行、结果、结果评价和改善组成,它是一个持续改进的过程。智能化系统就是从目标开始到指令的持续改进作为根本任务去设计。

当前很多企业工厂的指令都是存在人脑中,而没有固化成系统。指令的好坏经常受人的经验、能力、水平、责任心的影响,几乎没有办法保证每一条指令是******的。如果我们的智能化系统能够把这些指令固化并持续改进,那么就大大降低了人的劳动强度和素质要求,从而确保工厂优化运行。指令系统是智能化系统的一个核心。

每一个岗位以及岗位对应的指令都存在正反两个方面。反的方面是指令的过、欠、早、迟、漏、错,正的方面是如何使指令更优化。所以在设计智能化系统的时候必须从岗位职责和岗位所负责工作的本质机理、原则入手,******负面的提高正面的。这需要花大量时间进行调研的。

 

3 、 围绕指令进行功能设计

通常指挥工厂运行的指令按照岗位可分为长时间的计划类,中时间的排产类,短时间的调度类和当前的操作类以及事后的评估、追溯、优化、固化类的指令。我们也可以按指标划分各个智能系统,如质量系统,成本系统,安全系统,能效系统,能耗系统等。每个系统由若干个相关指令构成。这是我们设计智能化工厂的关键的一步。围绕着我们操控生产线的各种指令而设计的针对指令的编辑、传递、评估、优化、固化工具是智能化系统的关键核心部分。这一步可能就要改变人的职责,改变流程,所以流程再造也是信息化、自动化、智能化的关键。

 

4 、指令的动态和静态管理

生产线的智能化系统必须具备自我更新、自我学习的能力。要具有这种能力仅需要抓住指令这个关键点,每条指令的自我更新和固化就是整个生产线的自我更新和固化。所以我们要进行指令的动态和静态的管理。

工厂的管理是通过指令的静态管理来体现的。指令静态管理得越好,意味着工厂管理越好。指令的静态管理主要针对指令的形成、岗位、流程运行管理。主要包括指令的类别、指令的目的、指令组成的基因、指令发出的条件、指令发出的周期、指令的内容形式、指令的原则标准、指令的规则、指令的优化升级、指令的传递路线,以及每一个岗位设置、该岗位需要执行多少条什么样的指令、需要发出多少条什么样的指令和流程设置。

指令动态管理就是发现工厂生产实际的问题,指令动态管理得越好工厂问题便越少。指令的动态管理主要针对指令在实际中的应用效果。主要包括指令在生产过程中发出的次数、出现的早、迟、过、欠、漏、错的次数和频率、指令的考核、指令的评估、指令的优劣、指令的执行率、指令的完成率、指令的响应时间、指令的复用度、指令的指标分析。通过动态指令管理中发现的问题来完善和优化指令的静态管理。

 

5、 构建整体智能化系统的软硬件需求

想让指令能够达到我们想要的效果就需要大量的数据、信息以及分析、判断、预测、预判等优化算法。根据数据、信息和优化算法可以设计出我们需要的采集和录入的信息。这些信息一方面来自于硬件系统,一方面是派生的和人工录入的信息。算法、经验需要智能化的技术,如寻优、模糊量化、自学习等技术。这一步要考虑到硬件需求又要考虑软件的可实现。基于所有的指令构建出来的软硬需求,就能构建出整体智能化系统的软硬需求。

 

6、流程再造

传统意义上指令是靠制度、流程、审批来执行的,注重传递。指令传递的路线图既长又复杂。其实质是一种责任的推卸。没有建立起每个岗位的自我约束机制,责任不明。如果通过指令来考核、评估、评价每个岗位的优劣好坏,就可以改变层层传递的现状,形成指令的发出、执行两维结构。由第三方监督、评价所有指令的执行好坏。这就解决了传统流程过于复杂的问题。这也是我们在执行完以上工作步骤后***重要的工作 - 流程再造。

 

7、构建实现路线图

并不是所有的岗位、所有的指令都需要马上进行智能化改造和升级。我们应该遵从轻重缓急的原则来分步实现,这就是我们智能化系统的实现路线图。 
我们要实现上述智能化系统,传统意义上的的ERP、MES等系统是有弊端的、是不能持续改进的。我们采用的是以 数据中心-模型中心-信息中心-功能中心这4个中心的思路和方法来构建智能化系统。这种方式的好处是每个中心都可以单独开发又相互关联。为以后系统的改进提供全新的思路。

 

4个中心概念模型

【数据中心】数据中心是企业、生产线******手数据的集中存放地,具有多种双向的数据接口。可以根据实际情况的需要,通过数据中心的数据定义工具自由的增减数据标签和修改标签的各种属***。通过内置的数据源配置工具,建立多个单向或双向的数据传输通道并与生产线各检测、控制等系统等进行数据的实时交互。通过数据中心管理工具监视通讯状态,监视实际数据的值的状态变化,查看历史数据趋势及记录等一系列功能。 

【信息中心】信息是直接或间接可供决策的依据。信息中心提供了对信息的定义工具,可以根据需要增减信息点,编辑修改信息属***和内容。信息中心管理工具提供了对信息动态内容的浏览,历史信息内容的查看等功能。信息的来源主要由模型中心经过算法生成的信息和功能中心各功能应用生成的信息组成。 

【模型中心】对模型定义的过程,其实质上可理解为对一条生产线静态虚拟建模的过程,在模型中心可以建立设备模型、标准模型、指令模型、指标模型、安全点模型、成本点模型、质量点模型、效率点模型、能力点模型、能耗点模型、点检点模型、润滑点模型等。在运行过程中,根据模型算法的需要,将数据中心内相关的单个或多个数据通过算法加工成可供决策用的信息,并将动态的数据和信息与模型连接,从而使静态模型转换为可供功能中心直接使用的动态模型。 

【功能中心】功能中心承载的是根据岗位定制的多个功能应用。每个功能应用均可从数据中心,信息中心,模型中心取得所需的内容,也可将功能应用生成的数据和信息返回。

利用4个中心的思想来建设智能化系统,可以将建设过程变成一个真正的可持续的过程。数据、信息、模型、功能的划分方式确保了高耦合,低内聚的设计原则。为持续的系统扩展升级夯实了基础。


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