成功实现工业 4.0 项目的 5 步方法

在我上一篇博文“工业 4.0 在亚太地区获得动力”中，我分享了对亚太地区工业 4.0 现状的见解。今天，我想仔细研究为工业 4.0 项目创建成功的概念验证 (POC) 所需的步骤。 POC 项目展示了工业 4.0 技术的可能性，同时带来低风险和可管理的资本投资。在确定您当前制造过程中要解决的具体痛点之后，这应该是实施的第一步。

第 1 步：设定业务目标

大多数工业 4.0 项目都是运营经理试图解决问题或改善他们在车间的日常工作而开始的。因此，该方法的第一步涉及识别和理解他们经常面临的运营问题。工业 4.0 解决了哪些运营问题？是否存在需要严格衡量的独特业务目标或客户需求？然后需要确定明确的指标作为比较的基准。

第 2 步：创建原型

下一步涉及制定计划，以有限的预算执行试验性 POC 项目。在试验过程中，目标是通过基于分析结果的手动流程改进来实现优化。这些收益的量化是是否应该更广泛地扩展试验的关键指标（在验证阶段）。

对于 POC 项目而言，利用云平台从传感器收集数据以及处理和分析该数据至关重要。云计算实现了从传感器到平台的方便且经济实惠的连接。在公共云上使用工业 4.0 云平台进行试验，可以在短时间内以最低成本创建小型部署，无需投资服务器和设备。

第 3 步：验证结果

在 POC 项目启动并运行后，可以对试验结果进行量化和验证，以供管理层批准。传感器从试点机器收集的数据可用于识别效率低下的区域或可能导致更严重错误的问题。管理人员可以应用此信息来定义流程改进和减少浪费。然后应在车间实施这些改进，以进行另一轮数据收集和验证。使用在业务目标阶段定义的基线，团队可以对与基准相比的新状态和情况进行彻底分析。参考制造运营确定的首要问题，一些潜在指标包括：

第 4 步：复制成功的用例

在团队验证数据并检查用例之后，如果 POC 达到了项目目标，则可以认为 POC 是成功的。现在该系统适用于传感器和设备的试点集，下一步是将设置扩展到更多机器和生产线。

在这一步中，系统复杂性的规模可能会急剧增加，因此制造商与值得信赖的工业 4.0 合作伙伴合作非常重要。该合作伙伴可以与制造商合作制定一个整体的工业 4.0 实施愿景，旨在满足扩展的目标和指标，并分阶段部署，以便运营不会中断。最初的 POC 项目可能在几个连接的系统上运行良好，但是如果新的扩展实施将其增加到数百或数千怎么办？还可能收集更多类型的数据，从简单的温度或扭矩设置到位置、湿度或光照等数据。

增加数据点、传感器和连接机器的数量将导致数据量急剧增长。抵消这一点的一个简单方法是使用云部署来扩展计算和存储容量。然而，存储在中央服务器上的数据的增加也要求采取更严格的安全措施来保护和保护数据，这是任何公司的重要资产。同时，这些措施必须确保授权人员可以轻松获得所有数据。

第 5 步：进行全球推广

一旦您设计并测试了您的概念验证，就可以进行最后一步了。在这里，我们的目标是通过将工厂外的工业 4.0 互联系统扩展到更广泛的生态系统来获得更高的效率和可见性。

通过互联生态系统减少库存

通过将通信和数据可用性扩展到相关供应链合作伙伴，工业 4.0 系统可以链接信息孤岛，形成互连的供应链。结果是一个集成的工作流，该工作流效率更高，但仍然与业务需要的一样敏捷。互联生态系统可以确保原材料和备件的准时化 (JIT) 交付，并通过物流渠道高效地编组成品。这减少了多余的库存并降低了物流成本，同时也加快了向客户的交货速度。它还使运营商能够快速应对市场变化，例如订单数量的突然下降或激增。

追踪高价值易腐烂物品

加入更广泛的生态系统的另一个好处是能够确保敏感货物在指定的参数和时间表内正确交付。以食品和饮料行业为例，长期以来，将新鲜农产品从田间追踪到消费者的过程的复杂性和成本一直是一个主要问题。迫切需要有关供应链交易的实时洞察力和信息。智能设备现在被放置在产品批次之间，以在关键价值链参与者之间传输重要信息，确保新鲜产品以最佳状态到达正确的目的地。

将工业 4.0 扩展到互联工厂

最终目标是连接多个工厂以从工业 4.0 系统中获得最大利益。随着更多机器连接到系统，将从生产中收集更多数据，从而创建更全面的数据集。这为管理层提供了全球运营的综合视图和生产的完整图景，以支持更好的决策。这些决定可能会导致优化手动流程以提高效率，或通过预测性故障检测来防止停机。另一个优势是，对这一更大数据集的分析将能够识别类似机器中的故障，从而制定越来越准确的预测性维护计划，最终减少计划外停机时间。

通过向一个团队学习来改进流程

现在所有系统都整合在一个统一的平台上，团队可以轻松分析显示成功指标和最佳实践改进的流程，然后共享它们以在世界各地的其他工厂实施。同样，也可以共享和实施为克服问题而采取的解决问题的步骤。