第九届云计算大会 智能製造從數字化做起 by Jeffery
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智能製造，從數字化（數位化）開始，這不是口號，需要的是強大的基礎設施。
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- 3. • 62-60=4 • 26-60=4 • 64-60=4 Ans:
- 5. 工业的演进
- 6. 第一次工业革命 (1760-1830) (1750-1850) 第二次工业革命 (1870-1914) 第三次工业革命 (1970年代2010) 第四次工业革命 (工业4.0) (2011至30年后) 技术革命 蒸汽动力技术革命 电气技术革命 信息(IT)技术革命 计算机化/数字化/智能化集成技术 革命 -网实融合系统 (Cyber-Physical System, CPS)及物联网 -积层制造技 术革命． 生产力 (机械化) 蒸汽动力带动机械 化生 产 (电气化) 电气动力带动自动 化生 产 （信息化) 电子设备及信息技 术 (IT) 带动数字化 生产 (智能化) 智能意识化生产 产业经济创新 • 蒸汽机动力机械 • 工厂制代替了手 工工 场(工厂式生 产模式兴 起) 纺织 机械替代手工纺 织产品 • 以煤炼铁，带动 煤业、 铁业 • 铁器取代木器， 基本 机械工具兴 起 • 发电机、内燃机 、电 动机、电灯 、有线电话、 各 类电气产品 • 电力工业、电器 制造 业、钢铁、 铁路、和化 学品 等重工业兴起 • 电可传递讯息 • 原子能技术、航 天 技术、电子计 算机技术、 生物 工程技术的发明 与应用 • 集成电路 • 电子设备 • 建构出一个有智能意识的产业世 界 • 集成计算机化/数字化/智能化技 术，发展具 备有适应性、资源效 率、及人因工程的智 慧工厂，以 贯穿商业伙伴流程及企业价值 流 程，创造产品与服务客制化供应 能力。 互联网 • M2M • 巨量分析 人才 工艺人才 科学技术人才 分科专业人才 • 跨域人才(domain knowledgy+ICT+工程科 技) • 巨量分析跨域人才(domain knowledgy+资 讯工程科技+数学 统计学)
- 8. 新技术技术平台
- 9. 利用大数据创造价值
- 10. 智能互联产的功能 监测 传感器和坏不数据能 让产品实现以下能力： -产品的状态 -外部环境 -产品运行和使用状况 简社可以对变化发出 通知或警告 控制 产品内置或云搭载 的软件能实现以下 功能： -产品各亇功能的控 制 -用户体验的个性化 优化 利用算法对产品的运 行和使 用进行优化, 从而实现: -产品性能的提升 · -获取数据,以进行问 题诊 断、服务和维 修。 自动 结合上述3类能力,产 品 可以: -自动运行 -与其他产品和系统 进行协 调配合 -自动产品性能强化 和个性化 -自动进行问题诊断 和服务
- 12. 减少产品缺陷 49% 不良率从4.9% 降低到2.5% 减少宕机时间 48% 计划外的宕机时间 从11% 下降到5.8% OEE改善 16% 平均OEE从74%提高 到86% 改善库存 35% 库存周转次数从14 提高到19 减少能源消耗 18% 每年的能耗成本从 $8.4M 降低到$6.9M 未来10年，IIOT的商业价值达到4万亿美元 新产品发布 23% 新产品发布周期从 15个月缩短到11个 月 IIOT传递巨大的商业价值 来源：SCM 世界/思科联合针对 17 个垂直行业 418 名制造业高管和工厂经理的“智能制造和物联网”调查。
- 13. 实现IIOT制造成果 减少宕机 时间 减少 缺陷 降低 能耗 加快 NPI 最大限度地 提高 OEE 降低 库存 降低 风险 • 工厂网络 • 分析和大数据 • 基于位置服务 (LBS)的工厂 无线 • 工厂无线 • 互联机器 • 工厂网络 • EnergyWise • 工厂网络 • 工厂车间 虚拟化 • 工厂无线 • 工厂协作 • 工厂安全 “将标签 错误率 减少了 16%” “能耗降低了 20%，同时提供 实时可视性” “将 NPI 周期 缩短了 10-20%” “将 OEE 从 75% 左右提高 到接近 90%” “将轮胎缓冲层 组分磨损率降低 了 20%。” 跨国 酿酒厂 “通过减少宕机时 间为客户避免了 4000 万美元的 损失” 产生收入 节省资金 远离问题 “显着减少了工 厂安全漏洞。”
- 14. IIOT是客户实现智能制造最关注的环节Industrial INTERNET of Things 工业物联网 被关注的新技术 成百上千万没有联网的设备 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% Big data analytics (eg. Maintenance, quality) Connectivity technologies (connecting plant floor…) Factory automation Mobile devices (eg. Ruggedized handheld devices…) Modern plant-floor IT (eg. MES, PLM, etc.) Cloud computing Wireless plant-floor networks (eg. WiFI, M2M…) RFID / Location technologies Plant-floor video (process monitoring, real-time…) Source: SCM World survey of 483 Industrial customers 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
- 15. C 上传下达 标准接口 ITE PLC CNC WirelessHARTFCS Smart Meter 智能设备 智能仪表 传感器与变送器 企业应用 流程优化 Cloud 大数据分析 数据可视化 网 联 互 边界计算 分析 通知分析 通知收集 操作 IIoT解决方案架构
- 17. 互 联 网 建立逻辑关系 Information Computer Network 主要聚焦在“智能节点”层，是“边界计算”的实 现。3个主要功能： （1）与智能终端节点的互联互通； （2）实现基本的一些客户业务逻辑和数据处理； （3）与“云”互联互通。 Platforms: CGR, 8X9 Series 智能制造云解决方案技术路线概述
- 19. 它是什么 挑战 关键需求 产品、功能 业务成果 “我们曾多次发生过由于停机导致每分钟损失两万美元的情况。 预测服务需求的能力将产生重大影响。”- Rick Schneider – NA CEO FANUC Robotics 缺少对机器数据（温度、扭矩、小时数 等）的可视性，无法监控和预测机器相 关的宕机时间。 • 机器监控、OEE • MTConnect、OPC UA 集成、 • 可扩展数据采集 • 企业安全合规性和策略 • 开放式设备架构 • 对时间敏感的确定性通信 边界计算 设备综合效率 (OEE) 提高 嵌入式交换、安全和计算，实现连接和边缘数据捕捉与分析 宕机时间 减少 • 流式分析 • 安全 • OEE软件 • MTConnect 代理 • MTConnect 适配器 • 定制接口
- 21. 需要 工控机才能实现数据上传 行业分析 CPaaS PC PC PC PC PC PC PC PC PC PC
- 22. 边界计算网络架构 边缘分析(EAF)和数据采集(DDP) OPC-UA CIP MTConnect Profinet 容器 大数据分析 行业应用本地数据库 数据采集/分 析应用 EAF：Edge Analytics Fabric DDP：Data Delivery Platform 边界计算节点
- 24. 计划外宕机 • 计划外的停机时间代价很大 - 经常导致整个生产线停工，直到设备被修复 • 视乎没有很好的应对方式 • 以更大的花费为代价增加备件或附加机器 • 以增加计划停机时间为代价增加预防性维护 • 祈祷不要再来下一次 预防性维护频率 High Low 计划内停机花费 HighLow 计划外宕机花费
- 25. 温度 压力 震动 冷却液 液位 产品 预测性维护 • 实时监控机器的所有信息和状态。 通过损坏预测机制，通知机器什 么时候需要维护，以避免计划外 的宕机
- 26. CPU pop Heat Sink pop CPU de-pop Heat Sink de-Pop • 螺丝槽位之间的畸变 • CPU插槽损坏之前蹦出 • 螺丝位置失准 • CPU插槽损坏 预测即将发生故障的部件 主轴转速 负载 轴承状态 运转周期 工作模式 液压
- 27. 组件替换 -ZERO DOWN TIME- 准备替换组件，协调维护时间 通过数据分析，检测到即将发生故障的组件 数据存储 数据分析 零宕机时间 安全的网络传输 使用华云 IIOT平台传 输数据 数据采集 ZDT
- 28. SPC应用模式 • 事后分析 • 事后发现问题 • 坏件已经发生 数据采集控制图分析原因改善方法现场措施
- 29. 实时采集智能算法实时分析提前预测 预测信息 to MES 可预测质量保障 • 生产过程数据实时收集 • 生产过程数据实时分析 • 提前预测故障点 • 提前调整生产策略
- 30. 能源消耗节省 基于能源可视性缩短机器/变速传动 装置的周期 碳排放和减排报告 用仪表装备工厂车间，连接到雾节点 • 测量工厂每个区域（测试，装配）和各种设备类型（温度、腔室、 冷却装置）的能源使用及使之可视化 • 推进能源效率和降低环境影响 • 基于利用率数据为制造车间确定适合的设备配置 能源管理分析 能耗管理器实现可视性与可控性
- 31. 制造业：一个遭受攻击的目标环境 ▪ 最容易遭受攻击的目标：24% 的网络攻击都发生在制造 部门（赛门铁克）。 ▪ 1000 多个工业控制和自动化系统 (IACS) 系统成为 Dragonfly 的攻击目标。 ▪ 从 2013 年到 2014 年，对工业 SCADA 系统的攻击翻了 一番。 ▪ “在未来几个月乃至几年内，老化的工业机械基础设施 所带来的巨大安全挑战将持续增长”-《戴尔年度安全 威胁报告》 对网络攻击的敏感性： ▪ IACS 中的漏洞 ▪ 物联网的采用快速增长 来源： 1摘自联邦科技商业网在 2013 年 4 月发布的 文章 1BBC，能源公司遭到“网络间谍犯罪团伙 Dragonfly”入侵，2014 年 7 月 1 日， http://www.bbc.com/news/technology- 28106478 1戴尔年度安全威胁报告， https://software.dell.com/whitepaper/dell- network-security-threat-report-2014874708 1戴尔年度安全威胁报告， https://software.dell.com/whitepaper/dell- network-security-threat-report-2014874708
- 32. 确保每一步都保安全无虞 车间 区 DMZ 互联网 VPN 防火墙 雾节点 深度 数据包 检查 基于单元 安全访问 隔离至单台机器级别 身份 情景感知策略 内容感知策略 远程访问策略 边界防御 加密服务 安全客户端 身份 保密性 身份认证
- 34. 联网服务制造系统
- 35. 執行長 ＣＥＯ 統一的 資料部門 財務 人力資源 信息科技 研發 製造 行銷 銷售 服務與 支持 開發運營 客戶成功 管理 由資料長領導，負責整家 公司資料統整與分析，支 援各職能部門的分析工作， 並把資料與見解分享到全 公司 深度協作反映出產品 開發對信息科技的新 需求．可能導致信息 科技團隊納入研發部 門，或是產品設計團 隊有信息科技部門代 表． 納入研發，部資 訊科技，製造與 服服部門的團 隊．監督產品更 新，售後服務和 工能提升，並致 力縮短產品發表 週期． 負責持續的顧客 關係管理，確保 客戶從產品得到 最大價值． 未来组织的改变