新工業(yè)時代技術(shù)賦能“智造”轉(zhuǎn)型

一、智能制造“終極三問”按照百科定義，智能制造是一種由智能機器和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，通過人與智能機器的合作共事，去擴大、延伸和部分地取代人類專家在制造過程中的腦力勞動，它把制造自動化的概念更新，擴展到柔性化、智能化和高度集成化。然而，由于各國工業(yè)發(fā)展水平不一，這一概念并沒有得到普遍的認(rèn)可。就目前中國的工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀而言，筆者對智能制造的簡單理解是，利用先進的數(shù)字化和智能化技術(shù)賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型，從而推動工業(yè)化與智能化的深度融合。那么，推進智能制造的目的是什么？其實可歸納為六個字：提質(zhì)、增效和降本。隨著人力成本和資源成本的快速攀升，在國家大力推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的背景下，產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和政策方向的調(diào)整導(dǎo)致企業(yè)的運營成本持續(xù)上升，要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，企業(yè)不得不探索新的出路。隨著新興技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前最可行的途徑就是通過數(shù)字化技術(shù)和智能化手段革新傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式和業(yè)務(wù)模式，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的提質(zhì)、增效和降本。自2015年國家發(fā)布中國制造2025戰(zhàn)略，到以智能制造為手段推動工業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型。在國家工業(yè)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的牽引下，經(jīng)過幾年的探索，智能制造體系和推進方式也在深入的實踐中不斷豐富和完善。從智能制造實踐方向看，主要從縱向和橫向兩個方向打通企業(yè)內(nèi)部和外部的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)鏈，縱向打通企業(yè)自上而下的業(yè)務(wù)體系，如研發(fā)、運營、生產(chǎn)和銷售等企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務(wù)系統(tǒng)；橫向打通跨企業(yè)間的物流及供應(yīng)鏈、客戶關(guān)系等連接上下游企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，從而構(gòu)建數(shù)字化端到端的全數(shù)據(jù)鏈和價值鏈的生產(chǎn)交付體系，實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提升，構(gòu)建智能化的產(chǎn)品及服務(wù)，強化企業(yè)的核心競爭力。二、技術(shù)賦能智能制造轉(zhuǎn)型智能制造實踐是一個復(fù)雜的過程，智能制造的實現(xiàn)需要將智能化技術(shù)與傳統(tǒng)工藝制造過程進行融合，不同于以往信息化時代相對標(biāo)準(zhǔn)化的軟件及系統(tǒng)實施，工業(yè)的生產(chǎn)流程不但復(fù)雜，而且不同行業(yè)，甚至不同的企業(yè)的生產(chǎn)過程差異化太大。推動智能制造的發(fā)展，必須全面評估企業(yè)的工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和需求，針對性智能制造轉(zhuǎn)型過程的具體問題和需求分步驟規(guī)劃和實施。不僅需要對行業(yè)需求有著非常深入的理解，更要能結(jié)合需求構(gòu)建系統(tǒng)化的實施方案，因此，企業(yè)需要邀請擁有專業(yè)智能制造咨詢和實施背景的技術(shù)合作方共同參與才能完成。近年來，為幫助制造企業(yè)推動智能化轉(zhuǎn)型，戴爾易安信通過與海爾、GE、西門子以及飛機設(shè)計企業(yè)合作，為這些企業(yè)智能制造轉(zhuǎn)型提供專業(yè)的技術(shù)和服務(wù)支持，得到了客戶的高度認(rèn)可。為支撐企業(yè)的數(shù)字化設(shè)計，戴爾易安信為企業(yè)的CAD、CAE等應(yīng)用提供高性能的硬件平臺，大大加速了企業(yè)的產(chǎn)品研發(fā)過程。比如為提升企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計效率，戴爾易安信為企業(yè)構(gòu)建基于超融合虛擬化架構(gòu)的硬件平臺，通過將融合了服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)等資源的超融合產(chǎn)品部署到企業(yè)數(shù)據(jù)中心，利用SDN實現(xiàn)前端瘦客戶端的遠(yuǎn)程接入，使得工程師能像“云”一樣按需使用資源，即提升了資源的利用效率，保障了數(shù)據(jù)的安全，也極大的降低了IT成本。為支撐復(fù)雜的CAE應(yīng)用，戴爾易安信為企業(yè)搭建基于集群架構(gòu)的HPC，這些HPC基于超融合構(gòu)建，集合了戴爾易安信的服務(wù)器、閃存系統(tǒng)以及高性能交換機，用以支撐大規(guī)模的模擬仿真帶來的海量計算和數(shù)據(jù)傳輸需求，被廣泛應(yīng)用到汽車研發(fā)過程的空流模擬、碰撞試驗，飛機設(shè)計過程的氣動仿真等過程。在生產(chǎn)領(lǐng)域，為實現(xiàn)對工業(yè)設(shè)備的接入以及數(shù)據(jù)采集，戴爾易安信提供工業(yè)級的邊緣計算網(wǎng)關(guān)EdgeGateWay。該網(wǎng)關(guān)擁有多種可擴展的輸入/輸出接口，能與PLC、DCS、SCADA、伺服驅(qū)動器等工業(yè)自動化控制系統(tǒng)對接并進行采集數(shù)據(jù)。對制造企業(yè)而言，最大的難點在于如何高效利用采集的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)從生產(chǎn)線上收集后形成大數(shù)據(jù)湖。一方面需要大量的空間存儲和管理數(shù)據(jù)，另一方面，需要利用智能化手段對數(shù)據(jù)進行分析處理。針對需求，戴爾易安信與中國科學(xué)院自動化研究所合作開發(fā)了“諸葛?深知”企業(yè)級深度學(xué)習(xí)應(yīng)用與服務(wù)平臺，為企業(yè)提供了深度學(xué)習(xí)工具包的統(tǒng)一接口，并提供了眾多成熟算法模型，企業(yè)可輕松調(diào)用，幫助企業(yè)實現(xiàn)基于深度學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)分析。在華南某玻璃制造企業(yè)就采用了戴爾易安信邊緣計算網(wǎng)關(guān)EdgeGateway進行產(chǎn)線數(shù)據(jù)采集，在后端利用“諸葛?深知”企業(yè)級深度學(xué)習(xí)應(yīng)用與服務(wù)平臺對數(shù)進行處理分析，一方面對設(shè)備提供故障診斷以及預(yù)測性維護，另一方面也能對生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量進行分析，比如玻璃是否有損傷、劃痕等，取得非常好的效果。除此之外，MES作為核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，向上對接ERP、APS中傳遞來的數(shù)據(jù)，向下對接工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，是企業(yè)縱向集成的核心“樞紐”。因此，企業(yè)非常重視MES效率的提升。作為運營和生產(chǎn)之間交互的承載系統(tǒng)，MES效率提升的關(guān)鍵是加快數(shù)據(jù)獲取和交互。在國內(nèi)某電子集團企業(yè)，就將原有部署在虛擬主機上的MES遷移到戴爾易安信超融合平臺。企業(yè)原來MESDBOracle部署在實體存儲N3020上，但因IOPS性能低，只有17000，越來越無法滿足業(yè)務(wù)需求。由于戴爾易安信EMC超融合平臺VxRail內(nèi)置了SSD全閃存存儲，實際IO性能可達(dá)45000-50000，是之前的2.5-3倍，使得MES的性能有了極大提升。在數(shù)據(jù)備份方面，由于采用深度集成DDboost將每VM快速備份至DataDomain，如以客戶實際3TB數(shù)據(jù)量計算，可預(yù)估備份時間減少80-90%，原需12小時，現(xiàn)每次完整備份僅需2.5小時；原需3TB備份空間，現(xiàn)消重后完整備份僅需0.15TB；備份網(wǎng)絡(luò)流量減少90%，原需流量3TB，現(xiàn)完整備份僅需0.3TB；恢復(fù)速度增快30%，原完整3TB恢復(fù)14小時，現(xiàn)只需9.8小時。筆者看來，推進智能制造核心要做好三個點，即連接、數(shù)據(jù)和模型。像人的身體一樣，“連接”就是血管，而“數(shù)據(jù)”就是血液，“模型”就是大腦和思維。只有血液通過血管流經(jīng)到各個器官，大腦才能發(fā)揮真正的作用。戴爾易安信智能制造方案的核心優(yōu)勢就在于此。通過邊緣計算網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)工業(yè)設(shè)備互聯(lián)并采集數(shù)據(jù)，利用“諸