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    构建全新数字化工厂 | 自适应数字化工厂三部曲(下)

    发表于:2019-08-30
    阅读:834
    评论:0

    本文选编自 PEGA的数字工厂报告,有较大调整,此处为三部曲的下篇。

    自适应数字化工厂与基于数据分析的持续优化,能够创造更大的价值。由于工厂的信息有多种来源,如供应商、制造单元、智能装备、产品、产线操作工人、消费者,以及持续运行的系统。此时就需要一个系统将这些信息进行有机整合,并对上述来源的数据进行分析,基于分析进行预测与自主学习。

    图1:自适应数字工厂的资产管理

    信息来源:PEGA报告

    正如前文所述,一个集成、协调的,能够通过自反馈实现“资产”优化的执行系统,可以使得自适应数字化工厂成为可能的平台。而这些“资产”包括流程判断、预测和自主学习或机器学习模型,也包括来自系统记录的数据。

    然而,许多问题需要解决,以确保这样的系统得以实现。

    1.数字化工厂的安全问题

    自适应数字化工厂在生产车间建立最优连接以及与供应商、物、资产的外部连接。自适应过程发挥了模型与资产不断改善的优势,但是这需要认真考虑连接的隐私与安全问题。

    首先是安全威胁问题。在任何网络中,安全漏洞都是常见且必须要给予重视的问题。黑客尤其热衷于窃取信息,侵入环境添加恶意软件来控制网络。在大数据、物联网广泛应用的未来工厂中,每个人都必须警惕上述以及传统威胁对自适应数字工厂所产生的影响。

    黑客案例

    ◇ 黑客旨在远程控制联网设备——要么是生产车间的机器,要么是制造的联网产品;

    ◇ 黑客接近并操纵消费者敏感或私人数据,对决策、业务流程或动态案例进行恶意操纵;

    ◇ 黑客在敏感数据中植入恶意错误。机器学习和自适应预测模型依靠正确的数据进行积极真实的预测。事实上,任何引入模型的恶意数据都将产生错误预测,潜在的消极甚至危险的后果。

    毫无疑问,在大数据、物联网广泛应用的未来工厂中,安全需要规划在首要位置。考虑到自适应数字化工厂的执行,我们必须强调所有阶段的隐私与安全问题——从底层的边缘设备到与联网产品相互作用的消费者。

    下面的每个过程需要认真考虑安全问题:

    ☆ 边缘设备:在生产车间的联网产品与智能机器需要能够保护来自未授权的访问。

    生产车间:我们必须解决日益增长的自动控制器和自适应数字化工厂系统间的缺陷之间的矛盾。随着可操作机器人、信息技术和企业应用程序的连接,潜在的隐私与安全违规行为将增加。

    云数据和控制中心:自适应数字化工厂越来越依靠云端存储产品与传感器数据,也越来越依靠各种用于联网产品的控制元件。各种云端安全标准以及从公共云平台到混合云平台、私人云平台的防护确实存在,这些标准与防护应该被评估。

    大数据:我们必须着重关注贯穿产品整个生命周期的隐私与安全数据。个人数据实体和综合数据的授权访问、身份验证以及自动风险消减的政策必须同时颁布。

    远程控制:制造商或服务商通过软件自动更新与维护控制来远程控制联网产品。不论什么情况下,未授权访问的检查必须嵌入到联网产品的远程相互作用中。

    2.主数据和主策略管理

    组成自适应数字化工厂的产品、部件和供应商可能遭遇糟糕的数据质量和不一致性,这可能导致缺陷甚至风险的决定。在现代制造业中,主数据管理至关重要。但并不是所有的主数据管理方法都能有效地保证一致性。

    有两种主要的主数据管理方式:

    一种是自下而上的IT方法。通常,组织试图通过“大爆炸”主数据项目、工具,甚至是优秀的MDM中心来解决MDM问题。技术和数据的一致性是令人敬畏且重要的,包括数据清除、处理丢失数据、数据一致性、数据提取转换加载和数据集成。

    还有一种是,自上而下的数字化业务转型方法。这是一个更加优化的方法。就是把主数据管理当做连续改善举措中的一部分。特别地,可以通过端到端动态案例管理方案连接、触及并操作主数据。这种自上而下的方法优先考虑转型项目而非主数据管理改进,并寻求业务价值与风险之间的平衡。

    在自适应数字化工厂中,主数据问题的解决方案被“远大构想而从小事起步”的思想驱使。获得快速成功,构建或获取必须的主数据,然后扩展额外的包含主数据管理的转换方法。

    该方法的核心是网络通信层,该层包裹着旧系统,同时使旧系统现代化,通过快速迭代提供自适应案例管理的解决方案,该方案对数字化业务转型至关重要。

    3.设备导向的保障

    一切过程都要实现互联设备的端到端保障。更具体地讲,需要处理端到端的过程包含物、原始设备制造商、服务技术、潜在供应商、消费者、当然,还有分销商或经销商。

    自适应数字化工厂,可以使得制造业主们将获得以下能力:

    物联网诊断:万物将有一个随行CPU和执行器或将能够连接到一个设备上。

    运行设备软件的自动更新:已制造设备(要么是边缘设备,要么是网关)通常有复杂的软件,该软件能通过制造商远程更新。

    从边缘设备自动感知和测量数据:制造商拥有从设备收集数据或提取数据进行特定测量和分析的能力。

    对于维护的自动控制:设备能够被远程控制或通过决策软件控制。

    物联网供应链和零件退货:必须取代缺陷设备的边缘设备能在供应链的任何环节被监控。在这个方案中,一个必须被取代的缺陷器件能被监控以证实该器件退回至供应商或原始制造商。

    物联网修复或零件验证:一旦维修或替换完成,制造商会证实该次维修和对制造业管理政策和程序的承诺。

    4.预防性维护与数字化指令性维护

    正如我们所描述的,自适应数字化工厂进行顺利超越了反应性召回和维修,并且提高甚至超越精益和六西格玛方法论。

    精益制造商一直赞同全面生产维护的理念,该理念具有改善设备综合效率的目标。通过全面生产维护,诸如迅速转换的技术被用来增加生产率同时降低停机时间。

     

    在自适应数字化工厂,工艺过程数字化和决策管理被用来避免设备失效的后果。该想法是在设备失效前通过替代或维修废旧部分来阻止失效。在当前的环境下,通过物联网和大数据,实现现代化维修。

    预防性维护的到来代表了自动化和智能化维护的数字化革命的重要里程碑。通过预防性维护,对于信息或来自万物的事件的大数据分析被分析表明能够用作维护。来自于追踪操作条件,怎样使用设备,设备是怎么出现故障的,传感器的数据是可以利用的。如此能够减少浪费,同时创造一个更精益的机构。

    我们设想一个场景,一个大型农场设备制造商使用新技术来帮助农民提高农作物产量。制造商有机会使用来自联网设备的前所未有的大量的性能数据。制造商的目的是使用数据分析来预测设备在将来什么时候需要维修。物联网收集关于设备及其状态的数据,当达到阈值或发生异常时引发警报,为下次采取措施提供参考。

    而另外一种是数字化指令性维护。通过利用维护过程及决策的端到端的数字化,通过指令性维护实现维护的变革性优化。当和物联网配合时,指令性维护才完整。它包含以下内容:全面的生产维护、自主学习和自适应维护,以及基于历史数据进行预见性分析的模型。一个非常棒的方法是不间断地监测和学习来自物联网数据的行为,同时适应维护的先后顺序。遥控设备能追踪机器的位置、燃料消耗和利用率。分析数据来进行最初的诊断并阻止问题的发生。最终提高运行时间,同时增加机器和操作者的生产率。

    这种维护方式,可以实现价值流的自动化:自动化的价值流整合端到端的联网设备(物联网)、供应商、制造商、消费者。这个价值流通过自动化和数字化的工艺过程(该过程是完全可视化并可控制的端对端工艺过程)将用户的设备和维护的整个生命周期绑在一起。

    5.联网生态系统的影响

    尽管互联网上的网联设备自问世以来就一直存在,但直到最近,物联网才对工业尤其是制造业产生了重大影响。从联网的家居、汽车、城市到工业,如健康、保险、制造业、公共事业,网联与智能设备正在改变整个生态系统。作为物联网不同分支,消费者物联网和工业物联网经常被相互对比。

    家居物联是前者的典型代表,而服务于过程或离散制造业的物联,则是工业物联网的代表。物可以是小型设备,如智能手表或监控监测设施,这些设施可以通过智能手机联网(越来越多的智能手机自身就提供复杂的监控功能),也可以是大型机器如涡轮发动机、风电设备、油气开采设备、机器人等越来越智能化、半自主化,甚至完全自主化的设备。

    事实上,物联网对工业生态系统的影响非常大,美国知名咨询公司Frost & Sullivan将物理设备整合到软件工业网络的软件系统中,视为提高创新、提升工业机器维护和操作过程的方法。这是一个新型联网生态系统,包含物理机器、设备、互联网和各种算法(工艺、操作和分析)——这是优化资产管理和商业成果的关键元素的简短清单。

    6.制造业的数字化转型

    正如我们所看到的,数字化意味着网络连接、社会协同、物联网、大数据分析、云计算和移动领域极具颠覆性的大趋势。数字技术的转型方面正在为数字创新铺平道路,这个创新将改变制造业的面貌。

    随着数字化速度的加快,产品和服务的变化与迭代速度也在加快。物联网正在改变整个端到端的制造价值流,向传统的企业管理运营模式、商业模式等提出了空前的挑战。

    企业不能低估将网络世界与物理联网设备相结合所产生的影响。这些设备产生大量的信息,这些信息必须被挖掘、分析,并对其采取具有针对性的行动。随着联网设备的普及,IT与OT正在融合,物理世界与虚拟世界正在融合,传统的制造模式将越发变得不再适用。

    嵌入式传感器、软件、控制器等正在创建制造业与售后服务中的数字革命。在网络、边缘计算、云技术、能效管理等方面的突破正在持续降低数据处理与存储的成本。

    物正生成比人们或应用程序更多的数据。将这些数据转化为洞见和明智的决策是有效分析的关键。如果一个公司应用数字化技术,通过人类、企业应用程序、供应链合作伙伴以及越来越智能的事物或设备整合执行任务,那么智能的、面向未来的决策将可以从数据分析中派生出来。

    将工业物联网与数字化技术相融合的自适应数字工厂,正以一种创新的模式,试图谱写数字化未来。

    作者简介

    作者

    黄昌夏:西门子数字化工厂战略与数字化高级顾问,南山工业书院研究组成员,在数字化工厂、工业互联网、企业技术战略、智能制造市场发展与生态演进等领域具有独到的见解,业界人称黄小邪,微信号:huangchangxia001

    朱伟佳:专注于石油化工行业可视化解决方案的数字化从业新人。

    编审

    林雪萍:南山工业书院发起人,北京联讯动力咨询公司。

    以上就是100唯尔教育网(100vr.com)小编为您介绍的关于数字化工厂的知识技巧了,学习以上的构建全新数字化工厂 | 自适应数字化工厂三部曲(下)知识,对于数字化工厂的帮助都是非常大的,这也是新手学习机电专业所需要注意的地方。如果使用100唯尔教育还有什么问题可以点击右侧人工服务,我们会有专业的人士来为您解答。

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(八)健全多元办学格局。构建政府统筹管理、行业企业积极举办、社会力量深度参与的多元办学格局。健全国有资产评估、产权流转、权益分配、干部人事管理等制度。鼓励上市公司、行业龙头企业举办职业教育,鼓励各类企业依法参与举办职业教育。鼓励职业学校与社会资本合作共建职业教育基础设施、实训基地,共建共享公共实训基地。   (九)协同推进产教深度融合。各级政府要统筹职业教育和人力资源开发的规模、结构和层次,将产教融合列入经济社会发展规划。以城市为节点、行业为支点、企业为重点,建设一批产教融合试点城市,打造一批引领产教融合的标杆行业,培育一批行业领先的产教融合型企业。积极培育市场导向、供需匹配、服务精准、运作规范的产教融合服务组织。分级分类编制发布产业结构动态调整报告、行业人才就业状况和需求预测报告。   四、创新校企合作办学机制   (十)丰富职业学校办学形态。职业学校要积极与优质企业开展双边多边技术协作,共建技术技能创新平台、专业化技术转移机构和大学科技园、科技企业孵化器、众创空间,服务地方中小微企业技术升级和产品研发。推动职业学校在企业设立实习实训基地、企业在职业学校建设培养培训基地。推动校企共建共管产业学院、企业学院,延伸职业学校办学空间。   (十一)拓展校企合作形式内容。职业学校要主动吸纳行业龙头企业深度参与职业教育专业规划、课程设置、教材开发、教学设计、教学实施,合作共建新专业、开发新课程、开展订单培养。鼓励行业龙头企业主导建立全国性、行业性职教集团,推进实体化运作。探索中国特色学徒制,大力培养技术技能人才。支持企业接收学生实习实训,引导企业按岗位总量的一定比例设立学徒岗位。严禁向学生违规收取实习实训费用。   (十二)优化校企合作政策环境。各地要把促进企业参与校企合作、培养技术技能人才作为产业发展规划、产业激励政策、乡村振兴规划制定的重要内容,对产教融合型企业给予“金融+财政+土地+信用”组合式激励,按规定落实相关税费政策。工业和信息化部门要把企业参与校企合作的情况,作为各类示范企业评选的重要参考。教育、人力资源社会保障部门要把校企合作成效作为评价职业学校办学质量的重要内容。国有资产监督管理机构要支持企业参与和举办职业教育。鼓励金融机构依法依规为校企合作提供相关信贷和融资支持。积极探索职业学校实习生参加工伤保险办法。加快发展职业学校学生实习实训责任保险和人身意外伤害保险,鼓励保险公司对现代学徒制、企业新型学徒制保险专门确定费率。职业学校通过校企合作、技术服务、社会培训、自办企业等所得收入,可按一定比例作为绩效工资来源。   五、深化教育教学改革   (十三)强化双师型教师队伍建设。加强师德师风建设,全面提升教师素养。完善职业教育教师资格认定制度,在国家教师资格考试中强化专业教学和实践要求。制定双师型教师标准,完善教师招聘、专业技术职务评聘和绩效考核标准。按照职业学校生师比例和结构要求配齐专业教师。加强职业技术师范学校建设。支持高水平学校和大中型企业共建双师型教师培养培训基地,落实教师定期到企业实践的规定,支持企业技术骨干到学校从教,推进固定岗与流动岗相结合、校企互聘兼职的教师队伍建设改革。继续实施职业院校教师素质提高计划。   (十四)创新教学模式与方法。提高思想政治理论课质量和实效,推进习近平新时代中国特色社会主义思想进教材、进课堂、进头脑。举办职业学校思想政治教育课程教师教学能力比赛。普遍开展项目教学、情境教学、模块化教学,推动现代信息技术与教育教学深度融合,提高课堂教学质量。全面实施弹性学习和学分制管理,支持学生积极参加社会实践、创新创业、竞赛活动。办好全国职业院校技能大赛。   (十五)改进教学内容与教材。完善“岗课赛证”综合育人机制,按照生产实际和岗位需求设计开发课程,开发模块化、系统化的实训课程体系,提升学生实践能力。深入实施职业技能等级证书制度,完善认证管理办法,加强事中事后监管。及时更新教学标准,将新技术、新工艺、新规范、典型生产案例及时纳入教学内容。把职业技能等级证书所体现的先进标准融入人才培养方案。强化教材建设国家事权,分层规划,完善职业教育教材的编写、审核、选用、使用、更新、评价监管机制。引导地方、行业和学校按规定建设地方特色教材、行业适用教材、校本专业教材。   (十六)完善质量保证体系。建立健全教师、课程、教材、教学、实习实训、信息化、安全等国家职业教育标准,鼓励地方结合实际出台更高要求的地方标准,支持行业组织、龙头企业参与制定标准。推进职业学校教学工作诊断与改进制度建设。完善职业教育督导评估办法,加强对地方政府履行职业教育职责督导,做好中等职业学校办学能力评估和高等职业学校适应社会需求能力评估。健全国家、省、学校质量年报制度,定期组织质量年报的审查抽查,提高编制水平,加大公开力度。强化评价结果运用,将其作为批复学校设置、核定招生计划、安排重大项目的重要参考。   六、打造中国特色职业教育品牌   (十七)提升中外合作办学水平。办好一批示范性中外合作办学机构和项目。加强与国际高水平职业教育机构和组织合作,开展学术研究、标准研制、人员交流。在“留学中国”项目、中国政府奖学金项目中设置职业教育类别。   (十八)拓展中外合作交流平台。全方位践行世界技能组织2025战略,加强与联合国教科文组织等国际和地区组织的合作。鼓励开放大学建设海外学习中心,推进职业教育涉外行业组织建设,实施职业学校教师教学创新团队、高技能领军人才和产业紧缺人才境外培训计划。积极承办国际职业教育大会,办好办实中国-东盟教育交流周,形成一批教育交流、技能交流和人文交流的品牌。   (十九)推动职业教育走出去。探索“中文+职业技能”的国际化发展模式。服务国际产能合作,推动职业学校跟随中国企业走出去。完善“鲁班工坊”建设标准,拓展办学内涵。提高职业教育在出国留学基金等项目中的占比。积极打造一批高水平国际化的职业学校,推出一批具有国际影响力的专业标准、课程标准、教学资源。各地要把职业教育纳入对外合作规划,作为友好城市(省州)建设的重要内容。   七、组织实施   (二十)加强组织领导。各级党委和政府要把推动现代职业教育高质量发展摆在更加突出的位置,更好支持和帮助职业教育发展。职业教育工作部门联席会议要充分发挥作用,教育行政部门要认真落实对职业教育工作统筹规划、综合协调、宏观管理职责。国家将职业教育工作纳入省级政府履行教育职责督导评价,各省将职业教育工作纳入地方经济社会发展考核。选优配强职业学校主要负责人,建设高素质专业化职业教育干部队伍。落实职业学校在内设机构、岗位设置、用人计划、教师招聘、职称评聘等方面的自主权。加强职业学校党建工作,落实意识形态工作责任制,开展新时代职业学校党组织示范创建和质量创优工作,把党的领导落实到办学治校、立德树人全过程。   (二十一)强化制度保障。加快修订职业教育法,地方结合实际制定修订有关地方性法规。健全政府投入为主、多渠道筹集职业教育经费的体制。优化支出结构,新增教育经费向职业教育倾斜。严禁以学费、社会服务收入冲抵生均拨款,探索建立基于专业大类的职业教育差异化生均拨款制度。   (二十二)优化发展环境。加强正面宣传,挖掘宣传基层和一线技术技能人才成长成才的典型事迹,弘扬劳动光荣、技能宝贵、创造伟大的时代风尚。打通职业学校毕业生在就业、落户、参加招聘、职称评审、晋升等方面的通道,与普通学校毕业生享受同等待遇。对在职业教育工作中取得成绩的单位和个人、在职业教育领域作出突出贡献的技术技能人才,按照国家有关规定予以表彰奖励。各地将符合条件的高水平技术技能人才纳入高层次人才计划,探索从优秀产业工人和农业农村人才中培养选拔干部机制,加大技术技能人才薪酬激励力度,提高技术技能人才社会地位。

    教育部公布现代学徒制第三批试点验收结果的通知

    各省、自治区、直辖市教育厅(教委),新疆生产建设兵团教育局,有关单位:   根据《教育部关于开展现代学徒制试点工作的意见》(教职成〔2014〕9号)和《关于做好2020年现代学徒制试点验收工作的通知》要求,按照“试点总结、省级验收、结果复核”的工作程序,我司组织专家对现代学徒制第三批试点单位、第二批延期验收和暂缓通过的试点单位进行验收,经过会议审议、实地考察以及复核,确定178家通过验收、13家暂缓通过验收、5家不通过验收,同意2家放弃试点(见附件)。   暂缓通过的试点单位须于本通知发布后半年之内完成整改任务,并向我司申请复核;未通过验收的试点单位,终止试点。   联系人:程智宾、吴智兵,010-66096266

    【职教新闻】 2021-10-14

    广东省教育厅发布关于第二批省高职院校高水平专业群拟立项名单的公示

    根据《广东省教育厅关于组织开展广东省高职院校高水平专业群建设工作的通知》(粤教职函〔2019〕135号)、《广东省教育厅关于组织开展第二批省高职院校高水平专业群建设项目申报工作的通知》等文件要求,经学校申报、专家评审等程序,拟确定广东科贸职业学院园艺技术专业群等129个专业群为第二批省级高水平专业群建设项目。现予以公示。   公示期自2021年10月14日至10月18日止。公示期内,如持有异议,可通过传真、电子邮件等形式向省教育厅提交书面反映材料。以个人名义反映的应签署本人真实姓名和提供联系方式,以单位名义反映的应加盖本单位印章。   联系电话:(020)37629455,传真:(020)337627457,电子邮箱:zzcgzjy@gdedu.gov.cn,地址:广州市东风东路723号广东省教育厅职业教育与终身教育处。  

    【职教新闻】 2021-10-14

    安徽省教育厅关于公布安徽省首批优秀中等职业学校名单的通知

    各市、省直管县(市)教育局,省属中专学校: 为贯彻落实全国职业教育大会和国家关于职业教育发展的有关文件精神,推进中等职业学校达标和“双优”建设,根据《安徽省教育厅关于做好2020年中等职业学校办学水平评估工作的通知》(皖教秘职成〔2020〕66号)要求,经评估审定,安徽省汽车工业学校、合肥市经贸旅游学校、亳州中药科技学校、阜阳职业技术学校、安徽金寨职业学校、马鞍山理工学校等6所学校达到A类中职学校办学标准,认定为安徽省首批优秀中等职业学校。 希望获得首批认定的安徽省优秀中等职业学校进一步增强荣誉感、使命感,再接再厉,深化改革,锐意创新,将学校建设成办学条件优、办学质量强、办学效益高、社会声誉好,适应社会和经济社会发展需要,在办学和改革各方面起骨干和示范作用的高水平中等职业学校,并努力跻身国家“双优”中等职业学校行列。同时要积极发挥示范辐射作用,扩大优质资源共享,主动引领全省中等职业教育高质量发展。 希望各市认真贯彻习近平总书记关于职业教育的重要指示和全国、全省职业教育大会精神,切实履行好职业教育“市统筹、县整合”职责,持续加大对区域内优秀中等职业学校的支持力度,推动建成全国一流中等职业学校,积极为全国提供可复制、可借鉴的经验和模式,为打造“三地一区”和建设新阶段现代化美好安徽提供高素质技术技能人才支撑。 安徽省教育厅 2021年9月22日

    【职教新闻】 2021-10-14

    包头市3235万元专项资金 扶持中等职业教育

    近日,包头市财政局下达2021年中等职业教育专项资金3235万元,主要用于改善办学条件、推动学科专业建设、推进教育教学改革、提升教师能力素质、推进产教融合和开展师生技能竞赛活动、推动该市公办职业教育改革试验区建设。 包头市加强中等职业教育基础能力建设,重点推动学位不足、基础能力薄弱地区改善办学条件,增加学位供给。支持各公办中等职业学校提升办学质量,持续完成高中阶段教育普及攻坚任务。继续实施现代中等职业教育质量提升工程,重点支持2019年启动的县域标准化学校项目,结合规划继续开展骨干特色创新型专业建设。启动实施《职业教育提质培优行动计划》,对提质培优行动计划承接项目任务给予支持,确保项目任务的顺利实施。推动开展技能大赛,重点奖补技能大赛获奖学校,推动相关品牌专业建设。支持各学校打造优质专业,发挥优质专业带动辐射作用;推动1+x证书制度试点工作,保障试点效果;推动自治区现代学徒制制试点学校开展试点工作;巩固国家级示范校建设成果,发挥示范作用;奖补中等职业教育经费绩效较好单位。

    【职教新闻】 2021-10-14
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