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IIoT入门指南

二月 18, 2022 | Dave Turbide, Dassault Systèmes
IIoT入门指南

(编者注:本文经 Dassault Systèmes North America公司许可转载。)

工业物联网(Industrial Internet of Things,简称IIoT)通过传感器和智能设备收集信息、实现控制,扩展了整个工厂、仓库和整个供应链的可见性,构建了全新的世界。但是安装、集成和管控 IIoT 网络的前景却令人担忧。

开启IIoT技术的实施

一些公司希望先从小范围开始实施,在现有网络中添加一些传感器和设备;而另一些公司希望从更大的项目开始着手,以充分利用IIoT所提供的优势。无论何种实施规模,重要的是先放手去做。IIoT是工业4.0时代的基础支撑技术,也是现代供应链管理的关键组成部分。

什么规模的IIoT最适合你的业务?

每家公司都需要确定将何种程度的IIoT技术引入运营环境当中,以及想要多快实现。本文将针对那些想先从小做起,日后再更大范围地采用IIoT技术的公司,提供一些通用建议。下一篇文章针对那些已经准备好在工厂和/或仓库中全面采用IIoT技术的公司。第三篇和最后一篇文章适用在本地工厂和仓库之外的供应链中考虑采用IIoT技术的公司。

第一步

任何新技术都可能产生可怕的风险,所以谨慎的投资者需要尽可能全面了解相关风险和不确定性,然后再投入大量资金。幸运的是,(大多数情况下)在现有系统添加传感器是非常容易的,这样一来就能积累经验,从而更好地了解这些设备在制造环境中的工作方式。在准备探索IIoT技术之前,可考虑以下注意事项和建议。

  • 切记,这是一项实验,你安装的设备可能不会成为支持IIoT新系统环境的永久组成部分。当然你会希望做出明智的选择,并且从这项投资中获得直接回报,但不要让这些担忧在项目开始之前就阻碍你的选择。
  • 和所有其他项目一样,这个项目需要一个计划。遵循标准的项目管理流程,概述项目想要达成的目标、时间表、预算、参与者的姓名及其职责,以及项目的管理方式,并明确列出状态跟踪、团队会议和报告的流程。
  • 期待回报。虽然听起来可能与上面的第一点矛盾,但针对计划要安装的IIoT设备,应该有一份书面业务目标。但是要保持适度的期望。首次采用IIoT技术时,你的目标应该是用自动化数据收集方式去取代现有的手动报告方式,并实现对工厂和仓库中实时数据的便捷访问。先不要试图开拓新的领域,因为这样做的真正目的是积累IIoT技术的使用经验,了解如何将该技术应用于工作环境当中,开拓新的领域只会掩盖这样做的真正目的。
  • 把你了解到的信息都记录下来,而不是仅仅记录技术细节。注意这些设备会如何改变工作场所的性质和工人的活动。工作人员是不是抗拒这项技术,他们是否欣然接纳新工具?这项技术真的让他们的工作更轻松或更高效,还是带来了额外的负担?一旦这些设备投入使用,实际收益 (ROI) 是多少?当你打算进一步投资IIoT技术时,了解这一点非常重要。

在计划初步进行IIoT技术实验时,切记最重要的一点是:如果你想在行业中保持一定的竞争力和影响力,采用IIoT和工业4.0技术正迅速成为必要条件。从现在开始熟悉IIoT,然后制定计划,将更多连接的设备纳入到现有系统中,完成向工业4.0的转变。

工厂或仓库中的IIoT

每家公司在考虑将IIoT技术纳入其业务时,其出发点不尽相同。有些企业专注改善工厂的工作流程和提高产量,但有些企业则专注工厂和仓库的材料控制和透明度,还有一些对这两方面都有要求。无论何种需求,他们寻求的是能够实时跟踪活动和事件,对整个公司内的信息实现更便捷的访问,建立或扩展支持工业4.0的许多功能所需的数据收集方式和管理基础设施,包括数字制造、数字线程、依赖仿真和机器学习的高阶规划等。

在开始规划实施IIoT技术时,切记以下注意事项和建议:

  • 任何公司都不会(或不应该)在不了解投资会给企业带来怎样的效益的情况下——也就是不了解如何产生投资回报,就投入资金和资源。此外,制定清晰明确的目标有助规划项目、确定管理方向——可以根据每项活动其对整体目标的贡献进行评估。
  • 无法成功完成项目的最重要因素之一,是一种常被称为“范围蔓延”的现象。这种情况发生在项目持续以超出初始目标的方向发展,直到无法实现这些目标,资金耗尽,最终不得不在完成项目前终止,或由于缺乏工作重点而错过计划时间和/或投入大量成本严重超支时,终止项目。毫无疑问,在实施技术过程中会遇到许多诱人的新想法和新技术,这些想法和技术看起来很棒(对原始项目似乎只有一点影响),要抵制这种诱惑。第一个项目如果取得成功,就能为项目第二阶段提供支持,就可以在后续的实施过程中践行一些很不错的想法。
  • 现有系统和网络:除非你打算更换现有的ERP、MES和其他主要系统,否则首要考虑因素之一应该是这些现有系统如何适配支持新IIoT技术。如果当前系统与规划的IIoT数据输入和输出不适配,在开始IIoT计划之前调整规划或更换系统。试图使IIoT强制适应不适配的系统,这个任务比你想象的要困难得多、工作量也大很多。
  • 术问题 更深入地探讨兼容性问题,仔细选择能够满足公司当下需求的供应商、协议和安全性,而且随着需求的增长和技术的发展,这些合作伙伴能够具备与公司一起迈向未来的最佳前景。没有人可以明确预测出技术的发展趋势,因此选择技术和协议不如选择合作伙伴(供应商)重要,因为这些伙伴可以承诺提供最新的产品、提供出色的客户服务和支持,拥有财务实力和稳定的营收情况,从而能够在占领市场取得长期成功。
  • 方面: 始终牢记,你正在投资的工具能帮助公司更顺畅地运营程度、降低成本、改善客户服务并帮助员工和用户完成相应工作。无论新技术声称多么“直观”或“用户友好”,用户还是需要通过培训来了解系统的功能和操作方式。他们需要了解自己看到了什么以及系统传达了什么信息,这样才能够信任系统并有效地使用。对于新事物和不理解的事物,人类的天性是抗拒改变。若想让人们接受某个技术项目并产生热情,最佳方法是在最初设想和规划系统时尽早让用户参与进来。你需要鼓励用户的主人翁意识,从而让他们愿意投资于成功的系统。用户还可以告诉你新系统是否能提高以及如何提高了他们工作的有效性——这些都是非常有价值的信息,尤其是在早期规划阶段。

为取得成功,实施此类系统时需要组建一个跨学科团队——用户、IT、管理、供应商和技术顾问,且管理良好的项目还需要有影响力的项目领导者。

从很多方面来说,在工厂中增加IIoT技术是一种长期运行的流程的延续,这种流程能让系统支持更贴合工厂车间的实际情况。手动报告被条形码扫描仪和触摸屏取代;纸质文档给工作站终端让位;语音识别技术让操作者解放了双手。现在,在不会给员工带来额外负担的前提下,IIoT技术可以收集更多数据,并通过可穿戴设备、平板电脑、智能手机和其他设备提供更多信息。

然而,在工厂和仓库之外,这项技术并不是很明确。当物品发货时——无论是小包封、托盘、集装箱还是货车装载——除了交付通知之外,仓库一般很少或根本没有接到过其他信息,而且就连交货通知也经常收不到,就算收到通常也不及时。

IIoT改变了这一切。位置感知设备加上对每件物品、箱子、托盘和集装箱(以及质量控制所需的环境条件)的详细跟踪,提供了一个全新级别的供应链管理系统,包括将在途货物重新定向到更需要此批货物的位置等功能。此外,还可以通过更准确地了解需求、库存位置和库存水平以及运输进度来更好地管理供应链。

应链中的IIoT

将IIoT添加到供应链中可能比将设备添加到工厂网络更具挑战性。这种操作就属于开辟新领域,因为没有用于报告工作的操作历史和基础设施,也没有现成的网络和系统可以添加;这些设备将安装和运行在工厂/仓库之外的地方,而这些地方的受控程度几乎为零。也就是说,上述关于工厂内IIoT的建议也适用于此:

无法成功完成项目的最重大因素之一是一种常被称为“范围蔓延”的现象。 制定计划

  • 并保持专注——不要被出现在眼前的其他机会分散注意力。将这些机会保留到项目的第二阶段。
  • 现有系统和网络:虽然仍然需要与现有系统的接口,并且整个实施也很有挑战,但供应链数据的情况却有所不同。活动报告一般可以通过集成在大多数系统中的开放接口导入,所以说这部分应该相对简单。更大的问题是要有能真正使用这些数据的软件。现代供应链系统,包括库存优化、需求规划、分析等,依靠近乎实时的数据以及高级算法、仿真和机器学习来规划和管理供应链。

术问题 对于供应链IIoT,最大的技术问题是通信(通常主要依赖蜂窝数据通信)和安全性。与内部数据一样,要仔细选择能够满足当下需求的供应商、协议和安全性,而且随着需求的增长和技术的发展,这些合作伙伴能够具备与贵公司一起迈向未来的最佳前景。

没有人可以明确预测出技术的发展趋势,因此选择技术和协议不如选择合作伙伴(供应商)

  • 重要,因为这些伙伴可以承诺提供最新的产品、提供出色的客户服务和支持,拥有财务实力和稳定的营收情况,从而在所占领市场取得长期成功。
  • 方面: 贵公司可能对上述供应链系统并不熟悉,而它的价值显而易见,所以用户的抗拒程度也应该是最小的,但即便如此,也不要忽视员工培训的需求。无论系统声称多么“直观”或“用户友好”,用户还是需要通过培训了解系统的功能和操作方式。他们需要了解自己看到了什么以及系统所传达的信息,这样才能够信任系统并有效地使用系统。在最初设想和规划系统时,尽早让用户参与进来。鼓励用户的主人翁意识,从而使他们愿意投资于成功的系统。

在当今全球竞争激烈的市场中,现代供应链复杂且不断发展变化。与所有系统一样,为规划和管理这些供应链而开发的系统在很大程度上依赖数据,而这些数据必须要做到尽可能准确和及时。IIoT有助于收集和管理这些数据,因此IIoT已成为供应链管理的重要组成部分。

Dave Turbide是独立顾问、教育家和自由撰稿人,为制造商的软件和系统开发者及用户提供服务。

标签:
#自动化  # 智能制造  # IIoT  # 物联网 

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