制造業(yè)如何開展高效的數(shù)據(jù)分析

實(shí)施自動化、減少一線員工以及設(shè)備的智能化正在讓工業(yè)產(chǎn)生越來越多的數(shù)據(jù)，而隨之不斷出現(xiàn)的基于數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用也在加快工業(yè)的數(shù)字化進(jìn)程，這種“良性循環(huán)”使得數(shù)據(jù)正在成為工業(yè)革命的真正“驅(qū)動力”。當(dāng)然，這是理想狀態(tài)的“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，事實(shí)上當(dāng)前絕大部分工業(yè)企業(yè)并不能有效的利用工業(yè)數(shù)據(jù)。一個真正的工業(yè)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用應(yīng)該至少在采集數(shù)據(jù)、清理和上下文化數(shù)據(jù)、計算KPI指標(biāo)、提供基于角色的可視化和儀表板以及優(yōu)異的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺等方面具備卓越的能力。01卓越工業(yè)數(shù)據(jù)分析特點(diǎn)a采集數(shù)據(jù)首先應(yīng)用必須具有直接從工廠車間設(shè)備收集數(shù)據(jù)的能力，它應(yīng)該能夠直接獲取到PLC、傳感器、DCS等所有現(xiàn)場硬件和軟件的一手?jǐn)?shù)據(jù)，并能夠從中提取有意義的信息。同時針對工業(yè)體系中必不可少的人，包括操作工、班組長、主管等，應(yīng)用也應(yīng)該為其提供便捷的數(shù)據(jù)錄入渠道。因為，人作為工業(yè)體系中最“智能”的角色，能夠提供給應(yīng)用一種“設(shè)備數(shù)據(jù)無法達(dá)到”的具備上下文意義的數(shù)據(jù)。b清理和上下文化數(shù)據(jù)提到工業(yè)數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)，很多人想到的可能是“海量”、“各種各樣”等等，似乎工業(yè)數(shù)據(jù)分析就是一個“大籮筐”，什么都能裝。事實(shí)上并非如此，數(shù)據(jù)分析應(yīng)用從設(shè)備收集數(shù)據(jù)時，必須對其進(jìn)行清理和過濾。因為來自工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)如果不放到有意義的上下文環(huán)境中，就是毫無意義的。比方說一個溫度值可以是一個鍋爐的參考值，也可以是車間溫度值，當(dāng)不為這些數(shù)據(jù)提供上下文環(huán)境時，他們可以說毫無意義。同時，還有一些數(shù)據(jù)可能對于數(shù)據(jù)分析應(yīng)用來說毫無價值，可能在現(xiàn)場就被過濾掉了。這樣做是為了減少“噪聲”，以及實(shí)現(xiàn)更好的資源優(yōu)化，畢竟“大數(shù)據(jù)”也是需要計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源的，并確保數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好用于顯示和計算。所謂的上下文化數(shù)據(jù)，也就是采集數(shù)據(jù)時，應(yīng)添加與相關(guān)工廠、部門、班次，產(chǎn)品、操作工和生產(chǎn)線等相關(guān)的上下文。比如質(zhì)量問題、停機(jī)時間等數(shù)據(jù)在收集設(shè)備參數(shù)和設(shè)置、壓力、速度等相關(guān)支持?jǐn)?shù)據(jù)，以幫助診斷問題，還應(yīng)盡可能的添加大概原因，以幫助后續(xù)的分析。這一點(diǎn)似乎超出了很多人的想象，因為在他們眼里“大數(shù)據(jù)”就像魔棒，能夠讓隨便一堆數(shù)據(jù)“化腐朽為神奇”，然而，事實(shí)上大數(shù)據(jù)也需要“有意義的數(shù)據(jù)”。c計算KPI指標(biāo)精確的KPI指標(biāo)是任何持續(xù)改進(jìn)項目的關(guān)鍵，但是在開始追蹤KPI之前，企業(yè)必須制定一套行之有效的指標(biāo)體系。在這方面企業(yè)可以參考一些傳統(tǒng)經(jīng)典的指標(biāo)體系，比方說ISO22400指標(biāo)體系實(shí)用性就比較廣。當(dāng)然，這些可參考指標(biāo)體系只是一個基礎(chǔ)，最重要的是企業(yè)能夠在這些基礎(chǔ)指標(biāo)之上，根據(jù)自身的業(yè)務(wù)體系摸索一套適用自身的指標(biāo)體系，進(jìn)而通過相關(guān)應(yīng)用實(shí)時計算諸如OEE、吞吐量、周期時間、停機(jī)時間等指標(biāo)。d基于角色的可視化就當(dāng)前來看，可視化也存在一些誤區(qū)，很多人都被當(dāng)前一些酷炫大屏所吸引，但實(shí)際上數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的可視化最重要能力是以有意義的方式可視化數(shù)據(jù)，簡單來說，就是可視化的數(shù)據(jù)應(yīng)該“在正確的時間為正確的人提供正確的數(shù)據(jù)”。比如，寄云科技為麥格納-格特拉克、金明精機(jī)等知名高端制造企業(yè)提供的可視化部分，就包含工廠級“大屏”、部門級“中屏”以及現(xiàn)場級“小屏”，分別對應(yīng)不同的角色，從操作工到班組長、主管和工廠經(jīng)理等每個人都有對應(yīng)的“可視化”數(shù)據(jù)接口。e優(yōu)異的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺無論是以上幾種核心能力，還是最終的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，都應(yīng)該建基在優(yōu)異的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺之上。以寄云NeuSeer工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺為例，它覆蓋了邊緣端，到邊緣物聯(lián)網(wǎng)平臺，數(shù)據(jù)治理平臺，到數(shù)字孿生平臺，有全流程的數(shù)據(jù)生命周期平臺，提供從傳感器到數(shù)據(jù)收集到分析的完整解決方案，提供對機(jī)器、設(shè)備和人員數(shù)據(jù)的可視性，并將其全部置于上下文中，幫助客戶實(shí)現(xiàn)平臺和應(yīng)用的構(gòu)建，幫助客戶管理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)價值。02工業(yè)企業(yè)如何使用數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用，理論上來講是沒有界限的，比如，可用性、質(zhì)量和產(chǎn)量等等都能通過數(shù)據(jù)分析來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。我們僅從可用性這個場景來展現(xiàn)真正有效的數(shù)據(jù)分析的思路和應(yīng)用?？傮w來講，不同的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用需要充分的考慮相關(guān)工藝、流程等特點(diǎn)，對問題進(jìn)行分步拆解，結(jié)合多方面的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)超過傳統(tǒng)OEE等分析能力的應(yīng)用。其中，可用性衡量與計劃時間表相比設(shè)備運(yùn)行的時間。尤其高端制造企業(yè)必須對其進(jìn)行測量以減少停機(jī)時間。比如寄云科技服務(wù)的汽車零部件制造商麥格納-格特拉克、高端裝備制造商寶雞石油機(jī)械等，為了確定設(shè)備或單元的可用性，寄云科技通過基于數(shù)據(jù)分析的智能制造、預(yù)測性維護(hù)等應(yīng)用，采集告警信息、PLC信號等信息，并支持操作工等人員手工錄入擴(kuò)充信息，最終匯總計算停機(jī)時間。減少停機(jī)時間意味著需要匯總所有的停機(jī)時間，在這方面，以寄云科技服務(wù)的格特拉克為例，以往產(chǎn)線對設(shè)備的運(yùn)行狀況了解并不全面，到底幾臺機(jī)床在運(yùn)轉(zhuǎn)，哪些是有故障的，哪些是處于等待，哪些是停機(jī)狀態(tài)，等等，借助物聯(lián)網(wǎng)以及MDAS系統(tǒng)應(yīng)用，不但能夠?qū)崿F(xiàn)全產(chǎn)線的設(shè)備狀態(tài)可視化實(shí)時展現(xiàn)，還能實(shí)現(xiàn)結(jié)合上下文的分析和報告，比如，停機(jī)時間原因是輪班還是暫時停止，每種原因占比多少，如何減少相應(yīng)的停機(jī)，有哪些多發(fā)的停機(jī)原因，停機(jī)現(xiàn)象呈現(xiàn)的趨勢等等，都能通過相應(yīng)的分析可視化圖像展示。03數(shù)據(jù)分析洞察優(yōu)化生產(chǎn)力生產(chǎn)績效指標(biāo)分析和優(yōu)化。比如，寄云科技與全球知名汽車零部件制造商麥格納·格特拉克工廠協(xié)作推進(jìn)智能制造項目落地，通過寄云NeuSeer工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采集數(shù)據(jù)，構(gòu)建工藝流程監(jiān)控、關(guān)鍵指標(biāo)監(jiān)控，覆蓋設(shè)備端、工廠層、產(chǎn)線層到集團(tuán)層等不同層面的指標(biāo)，打通MES、ERP等OT/IT系統(tǒng)和應(yīng)用，最后的效果是每一條產(chǎn)線減一人，OEE指標(biāo)從83%提升到92%，然后MTBF優(yōu)化了6%，效果非常明顯。質(zhì)量溯源和預(yù)測分析。彩虹集團(tuán)某產(chǎn)線生產(chǎn)手機(jī)蓋板玻璃，產(chǎn)品加工工藝復(fù)雜，會經(jīng)過很多道工序，其中很重要的一個質(zhì)量挑戰(zhàn)是翹曲，就是玻璃在一定面積內(nèi)不平整，而翹曲又關(guān)系到很多道工序，以往很難精確追溯翹曲的源頭，靠人工的方式大概需要四到五周，這種時間窗口對產(chǎn)能和質(zhì)量的影響是嚴(yán)重的。寄云科技為其提供生產(chǎn)質(zhì)量溯源和預(yù)測分析，基于寄云NeuSeer工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺對全流程工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成虛擬量測模型，開發(fā)相關(guān)數(shù)據(jù)智能應(yīng)用，最終把時間從四到五周縮到三到四天，并可以在某參數(shù)發(fā)生變化時預(yù)測幾小時之后該變化會不會影響產(chǎn)品質(zhì)量，從而助其實(shí)現(xiàn)總體良率提高百分之三到五。預(yù)測性維護(hù)。某石油機(jī)械智能裝備項目采用寄云預(yù)測性維護(hù)方案，整合鉆機(jī)設(shè)備的設(shè)計、運(yùn)行、環(huán)境、運(yùn)維檔案等數(shù)據(jù)資源，深入分析并挖掘基于機(jī)理的機(jī)組失效模型，掌握故障和性能退化趨勢，形成具有遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能報警、預(yù)測性維護(hù)、健康報告為一體的智能預(yù)測性維護(hù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)有效減少維修成本，關(guān)鍵故障提前預(yù)警，有效減少事故，減少由于故障造成的損失。04平臺+數(shù)據(jù)智能應(yīng)用雙輪驅(qū)動工業(yè)數(shù)據(jù)分析從技術(shù)角度來看歸根結(jié)底其實(shí)是“平臺+數(shù)據(jù)智能應(yīng)用”，正如寄云科技提出的“平臺+數(shù)據(jù)智能應(yīng)用雙輪驅(qū)動”戰(zhàn)略：“以NeuSe