连接工厂：IIoT 如何重塑车间数据管理

随着 IIoT 从理论走向现实，车间数据管理愈发重要

不久前，工业物联网（IIoT）还听起来很理论化。通过智能手机、平板等设备管理工厂机器的概念备受关注，问题在于它能多快普及。随着技术进步和业务需求推动，答案是：非常快。

“我涉足制造业 40 多年，”Zoller Inc.（密歇根州安娜堡）刀具管理解决方案经理 Gregg Bigleman 说，“起步时，厂长是资深专家，是制造业全知全能的‘神’。”

汽车、航空航天、能源等行业客户“要求逐年降本”，他说，“你必须掌握车间信息，且必须准确。不能再像过去靠厂长脑子里装一切那套做法了。”

甚至小型制造商也“想参与其中”，Predator Software Inc.（俄勒冈州比弗顿）自动化总监 Mike Rogers 说。

“他们听到的全是工业 4.0、IIoT、万物互联，”Rogers 说。

“工业 4.0 的收益——极致效率、更高质量、更高盈利——归根结底是让制造更快、更好、更省，”5ME LLC（密歇根州沃伦）执行副总裁 Pete Tecos 说，“现在标准已制定采纳、技术已演进、实惠已显现。”

航空航天是拥抱互联工厂的典型行业，Forcam Inc.（辛辛那提）美洲区 CEO Mohamed Abuali 表示。

“波音 787 需要 230 万个零件，涉及 5500 家供应链工厂，单机交付周期 10 年，”他说，“这给供应链带来巨大压力和积压。技术和数字化是实现显著绩效提升的关键战略。”

车间数据管理公司表示，客户正在做技术功课。

“工业 4.0、IIoT 和数据驱动制造的界限已大幅模糊，在客户眼中它们实质是一个概念，”Memex Inc.（安大略省伯灵顿）总裁兼 CEO David McPhail 说。制造商“汇编大量优质信息，形成更懂行的潜在客户”，Memex “可专注于支持性技术采纳创造的价值。”

技术进步加速了此类技术采纳。

“计算处理速度提升，能分析海量数据的硬件人人可及，”Cimco Americas（伊利诺伊州斯图姆伍德）CEO 兼合伙人 Jody Romanowski 说，“此外，人们在生活中见到大量数据被处理，将其延伸到制造流程很合理。”

“如果戴个设备就能采集活动数据获取指标，理应也能精确掌握机床全天的运行数据。”

尽管如此，仍需车间数据管理厂商说服客户。“工业 4.0 这词‘给了我们即时分类我们业务的方式’，”Wintriss Controls（马萨诸塞州阿克顿）产品经理 Jim Finnerty 说，“介绍容易了，但似乎没帮成交更多订单。”

以下探讨企业如何适应变革。

“同一张乐谱”

Zoller 定位为客户“单一合作伙伴解决方案”，理清海量数据。

管理者“被锁在办公室试图从未排序、未过滤的信息洪流中找出相关内容，”Bigleman 说，“真正的数字化刀具管理需要单一数据源高效运作；一个数据库，全厂通用。制造交响乐团从同一张乐谱演奏。”

“我们正演进为：谁能把信息整理成让制造商基于实时数据做明智决策的格式，”他说。

Zoller 传统上是预调设备和测量装置制造商，现转型为“解决方案”公司，其设备助客户制定计划，减少机床库存同时最小化停机。

“整个制造系统均可通过 Zoller 数据库控制，”Bigleman 说。

公司提供预调机、刀具检测设备、软件、自动售货解决方案和数据传输工具。

Zoller 在 2007-2008 年衰退期未裁员，而是筹划“解决方案”转型。

Zoller 母公司由创始家族第二代 Eberhard Zoller 领导，Zoller Inc. 由第三代 Alexander Zoller 掌舵。“他的愿景是领先客户一步，”Bigleman 说，“始终聚焦基于解决方案的方法。”

Zoller Inc. 正招聘程序员等员工，在安娜堡建设更大总部。

管理层“可随时随地在车间获取真正相关、可理解格式的实时信息，”Bigleman 说。

“公司架构”

Predator 产品线包括 Tracker 软件，监控车间“所有刀具”，含量具和夹具，Rogers 说。其他产品有用于自动数据采集的 Predator MDC、机器人单元制造的 Predator RCM、3D 机床仿真的 Predator Virtual CNC。

Predator 收取年度维护费。“若你维护费保持最新，即可获得软件更新，”他说，“客户将继承我们所有新功能……知道能拿到最新最佳版本。”

Predator 根据企业规模调整软件。“全看公司架构，”Rogers 说，“若你有 100-200 人手工操作机器，硬塞 Predator 全套只会制造混乱。我们会学习什么适合你的车间。”

软件公司征求客户机床操作员意见。“我们需知何时换机器。大多数人想工作、为公司创利。”

Rogers 称 Predator 也寻求更详细工位信息。“有助识别隐性瓶颈。”

航空航天兴趣

Forcam 许多客户“推动建立内部数字化举措，为工厂增长重新定位，”Abuali 说。

Forcam 2016 年推出智能工厂入门套件。“旨在证明智能制造不必昂贵、不必漫长无数据无回报，”他说，“我们证明了在三个月试用期内，企业可在三台选定机床上实现至少 10% 生产率提升。”

公司计划今年更新套件。

去年还推出 Forcam 学院，提供信息培训助客户最大化 Forcam Force 软件收益。经培训的客户能自行完成软件更新。

航空航天是 Forcam 增长领域。客户 GKN Aerospace “六个月内零件循环时间降低逾 20%，”Abuali 说。

Forcam 也瞄准大小客户。

“Forcam 认为智能工厂是连接若干节点，”Abuali 说，“若方程平衡得当，将引领大小车间广泛采纳。”

Abuali 提到客户 Richards Industries，150 名员工、30 台机床。“选用 Forcam 前靠人工收集车间数据，”他说，“六个月内生产率提升逾 40%，投资回报率 250%。”

“可扩展”技术

5ME 也在根据客户规模和条件调整产品。

“所以我们尽可能多了解客户运营，”5ME 的 Tecos 说，“了解越多，越能辅以有益信息并提供能转型业务的真实价值……我们获得更多反馈和新功能增强需求。”

“这技术可扩展，”Tecos 说，“车间可从监控单台机器起步——也许是创收主力——随需扩展……实施工业 4.0 方案成本不应成为小车间障碍。”

5ME 推出 Freedom 4.0，旨在补充工业 4.0 系统。应用可从任意浏览器设备访问，也支持制造技术协会 MTConnect 标准。

许多 5ME 客户授权访问其 Freedom 4.0 安装。5ME 在双方约定时间远程部署更新升级。

“我们还从事机器健康、工艺健康、预测性维护及与制造环境内多种业务系统对接的项目，”Tecos 说。

早期采纳者

Memex 称，“我们不再主打‘怎么做’，而是采纳这些理念技术的业务收益与成果，”McPhail 说，“我们称‘为什么要做’法，直接确立业务价值。”

目标客户“仍处早期采纳阶段，但懂行的正快速要求创新方式消费展示采集数据，”他说。

这“要求我们持续创新满足需求，”McPhail 说，“持续创新带来差异化，这是我们追求的。”

Memex 产品之一 Merlin Tempus，提供指标分析能力以削减停机增产。Tempus 荣获 2016 年 Frost & Sullivan 全球机床监控领导力奖。

“Tempus 是我们面向未来的 IIoT 平台，凝聚三年心血和数百万美元投入，”McPhail 说。

“已成主流”

“大小车间都在快速采纳这技术，我认为所有车间面临实施压力，”Cimco 的 Romanowski 说，“我认为此类系统已成主流。”

据 Romanowski，“我们见到更多机床配备 MTConnect 或其他数据采集标准，尽管这些协议已存在多年。客户现在知道要确保机床出厂自带数据采集协议。”

公司去年发布 Cimco V8。

“MDC-MAX V8 亮点包括数据库优化、界面更新、更高效数据处理，”Romanowski 说，“大多数客户将继续扩展 MDC 系统功能，常需我们协助增加分析采集信息的新方式。”

实施

“我们专精停机和效率跟踪软件，”Wintriss 的 Finnerty 说，“这类软件有个怪处：若我们做得好，自己就过时了。

“一旦停机降至最低、效率升至最高，单纯使用维护停机跟踪系统本身就成可衡量的低效来源。”

Finnerty 也说小车间采纳工业 4.0 系统可能更快。

“小车间一旦认定有益，实施更快，”他说，“让大公司投资新事物像驾驶战舰掉头。”