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数据驱动制造的底层逻辑是怎样的?

09-20

2023
浏览量:315

一、数据驱动:驱动制造资源的优化配置

     企业竞争是资源配置效率的竞争,资源配置的核心在于科学、高效和精准的决策,这一决策越来越依赖于数据的自动流动,就是要把正确的数据以正确的方式在正确的时间传递给正确的人和机器。

     伴随着智能产品和设备的广泛普及,未来所有的生产装备、感知设备、联网终端,包括生产者本身都在源源不断地产生数据,这些数据将会渗透到产品设计、建模、工艺、维护等全生命周期,企业的生产、运营、管理、服务等各个环节,以及供应商、合作伙伴、客户等全价值链,并将成为制造的基石。

     数据驱动的本质就是通过生产制造全过程、全产业链、产品全生命周期数据的自动流动不断优化制造资源的配置效率,就是要实现更好的质量、更低的成本、更快的交付、更高的满意度,就是要提高制造业全要素生产率,这将带来数据驱动的创新、数据驱动的生产和数据驱动的决策。

(1)数据驱动的创新
     在数字经济时代,对客户现实需求和潜在需求的深度挖掘、实时感知、快速响应、及时满足水平已成为企业新型能力的分水岭。无论是工业4.0所强调的端到端集成,还是工业互联网所关心的效率提升;无论是传统制造企业在发展电子商务中的去分销商化,还是在互联网思维中孕育的“粉丝经济”,其核心都在于打造面向客户需求、客户体验的感知能力和转化能力,这依赖于需求—数据—功能—创意—产品链条数据联动的速度、节奏和效率。

(2)数据驱动的生产
     在生产过程中,智能装备的自感知、自决策、自执行奠定了从单机智能化到智能生产线、智能工厂的基础。生产线、生产设备的数据可以用于对设备本身进行实时监控,实现工业控制和管理最优化。在采购、仓储、销售、配送等供应链环节上,极大地减少冗余库存,改进和优化供应链。销售数据、供应商数据的实时变化,能够不断地动态调整优化生产、库存的节奏和规模。数据驱动的智能生产模式,带来了个性化定制、服务型制造及分享制造,重构了整个生产体系。

(3)数据驱动的决策
     企业间内部数据的横向集成及企业间数据的纵向集成,带来了数据的完整性、及时性、准确性和可执行性,推动数据—信息—知识—决策持续转化,构建企业运营新机制。数据会成为信息,信息会变成知识,知识会带来服务,数据到服务的转变依赖于数据的准确性、及时性和完整性,而数据的准确性、及时性和完整性来自数据的开放、共享、集成。

二、软件定义:定义数据自动流动的规则

     数据的自动流动是优化制造资源配置的关键,问题是如何实现数据的自动流动,如何把正确的数据以正确的方式在正确的时间传递给正确的人和机器,背后需要一套数据自动流动的规则体系,这套规则体系就是软件。软件的本质是构建一套数据自动流动的规则体系,基于软件打造“状态感知—实时分析—科学决策—精准执行”的数据闭环,解决研发设计、生产制造、运营管理乃至生产制造全过程中的复杂性和不确定性问题,提高资源配置效率。当前,软件定义可以从以下几个方面来理解:

(1)软件定义实现了软硬件的解耦分离
     软件定义最早起源于“软件定义网络”(Software Defined Network,SDN),其核心是利用分层思想将软硬件分离,通过打破过去的一体化硬件设施,实现“硬件资源的虚拟化”和“服务任务的可编程”,即将传统的“单体式”(Monolithic)硬件设施分解为“基础硬件虚拟化及其API+管控软件”两部分:基础硬件通过API提供标准化的基本功能,进而在其上新增一个软件层替换“单体式”硬件中实现管控的“硬”逻辑,为用户提供更开放、灵活的系统管理服务。这一思想以虚拟化技术为基础,既解决了资源的效率过低的问题,也极大地提升了资源的弹性和灵活性。

(2)软件定义重构生产流程和控制模式
     软件定义了生产流程,打破了传统的“设计—制造—测试—再设计”的过程,重构一个与实物制造相对应的虚拟制造空间,实现了研发设计、仿真、试验、制造、服务在虚拟空间并行运行,通过软件定义设计、产品、生产和管理等制造全环节的方式,推动制造过程快速迭代、持续优化和效率提升。软件定义了控制模式,在工业革命300年的历史进程中,控制装置作为技术完备系统(动力装置、传动装置、执行装置、控制装置)重要子系统之一发展最为迅猛,从珍妮纺织机到继电器开关,从电流调节器到数控机床,从嵌入式控制到基于云平台的远程控制,控制系统在核心技术上走过了一条“机械→机电→电子→数字→软件”的技术发展路线,软件技术的发展促使装备控制模式实现从物理控制到数字控制的革命性变迁。

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