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一個已經(jīng)存在的生產(chǎn)線要進行智能化改造 

? 如何開始？

1、從哪里開始？

2、要經(jīng)過多少步驟才能構(gòu)建出智能生產(chǎn)線（智能系統(tǒng)）的規(guī)劃？

任何投資和改變都是有目的的。對于企業(yè)、工廠、生產(chǎn)線的智能化改造也是有目的的。它的目的就是如何提升效率、質(zhì)量和能力，降低成本，減輕勞動強度，減員增效，減少能耗，提高安全性和穩(wěn)定性。 
智能化、信息化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化和大數(shù)據(jù)云計算等都是達成目的的手段，而不是目的本身。信息化、自動化和智能化都是用軟的辦法解決問題達成目的。用軟的方法解決問題是******明的解決問題的辦法。任何軟的辦法都需要硬件的支撐、數(shù)據(jù)信息的支持和高明的算法。只有軟和硬的平衡才能***終實現(xiàn)我們的目標(biāo)。

智能化改造的步驟

要想通過信息化、自動化、智能化解決問題，首先必須要清楚我們要達成的目標(biāo)。目標(biāo)定了，我們才能針對目標(biāo)找到解決問題的思路和方法，設(shè)計出方案，確定投資額度。這是一個從上往下設(shè)計的思路。如果沒有頂層設(shè)計和系統(tǒng)的規(guī)劃，沒有基于對當(dāng)前軟硬環(huán)境的實際狀態(tài)、情況的掌握，是不可能給出一個智能化的整體解決方案的。 
如果不進行這一步的整體規(guī)劃，那么我們得到的解決問題方法步驟就有可能出現(xiàn)以偏概全，斷章取義的情況。從而造成整體方案的功能缺失或冗余，數(shù)據(jù)、信息的不足或浪費，重復(fù)投資等一系列的問題。 
針對一個企業(yè)、工廠、生產(chǎn)線，尤其是正在運行的生產(chǎn)線的信息化、自動化、智能化的設(shè)計、升級與改造，是不可能一次完成的。這要經(jīng)過一個長時間應(yīng)用的過程，這是一個持續(xù)改進的過程。必須要做長期的規(guī)劃和計劃，而不能沒有長期規(guī)劃盲目行動。任何一個信息化、自動化、智能化系統(tǒng)的構(gòu)建都要涉及到設(shè)備流、物料流、能源流這三流的狀態(tài)、檢測等信息，也會涉及到標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則、規(guī)程和制度，更會涉及到流程和職責(zé)，牽一發(fā)而動全身。我們必須系統(tǒng)的、******的、綜合的構(gòu)建升級規(guī)劃，才能避免走彎路，避免犯錯誤，規(guī)避不能達成目的的風(fēng)險。

一般對生產(chǎn)線的改造大致分為以下七個步驟：

1、崗位分解——人崗，機崗 
智能化、信息化和自動化根本目的是為了生產(chǎn)線指標(biāo)好，為了減員和降低勞動強度，改善勞動環(huán)境。指標(biāo)的提升、人的勞動強度和環(huán)境的改變，從某種意義上講就是如何使用軟件系統(tǒng)來幫助崗位工作。

所以我們提出了人機合一的理念。我們將每一個崗位分解成人崗和機崗。

●機崗的職責(zé)是幫助人工作；

●人崗的職責(zé)是如何利用軟件系統(tǒng)及時、科學(xué)的給出指令并執(zhí)行。 
工廠的運行是由很多流程、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和崗位職責(zé)構(gòu)成。這些流程、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、崗位職責(zé)則是由若干個崗位構(gòu)成。如果每個崗位不能優(yōu)化，做到******，那么這個生產(chǎn)線就不能優(yōu)化和做到******。但并不是說每個崗位好了整個工廠運行就會好。所以在構(gòu)建人機合一崗位職責(zé)也就是構(gòu)建智能化系統(tǒng)時，既要從頂層全局的指標(biāo)優(yōu)化設(shè)計入手，又要從每一個崗位存在的問題入手。從上到下，從下到上必須同時考慮。

2 、指令的歸納、總結(jié)與優(yōu)化

生產(chǎn)線的運行的好壞，就本質(zhì)來講是由人來決定的。人是通過各種指令來決定生產(chǎn)線如何運行的。如果我們能夠讓各種指令是優(yōu)化的，那么生產(chǎn)線的運行就是優(yōu)化的。智能化的根本目的就是想盡一切辦法讓指令優(yōu)化。因此，必須從指揮生產(chǎn)的、工廠運行的所有的指令歸納和總結(jié)開始，找出指令的特點、本質(zhì)，設(shè)計出指令的智能編輯工具。

一個指令是由目的、目標(biāo)、編輯、執(zhí)行、結(jié)果、結(jié)果評價和改善組成，它是一個持續(xù)改進的過程。智能化系統(tǒng)就是從目標(biāo)開始到指令的持續(xù)改進作為根本任務(wù)去設(shè)計。

當(dāng)前很多企業(yè)工廠的指令都是存在人腦中，而沒有固化成系統(tǒng)。指令的好壞經(jīng)常受人的經(jīng)驗、能力、水平、責(zé)任心的影響，幾乎沒有辦法保證每一條指令是******的。如果我們的智能化系統(tǒng)能夠把這些指令固化并持續(xù)改進，那么就大大降低了人的勞動強度和素質(zhì)要求，從而確保工廠優(yōu)化運行。指令系統(tǒng)是智能化系統(tǒng)的一個核心。

每一個崗位以及崗位對應(yīng)的指令都存在正反兩個方面。反的方面是指令的過、欠、早、遲、漏、錯，正的方面是如何使指令更優(yōu)化。所以在設(shè)計智能化系統(tǒng)的時候必須從崗位職責(zé)和崗位所負責(zé)工作的本質(zhì)機理、原則入手，******負面的提高正面的。這需要花大量時間進行調(diào)研的。

3 、 圍繞指令進行功能設(shè)計

通常指揮工廠運行的指令按照崗位可分為長時間的計劃類，中時間的排產(chǎn)類，短時間的調(diào)度類和當(dāng)前的操作類以及事后的評估、追溯、優(yōu)化、固化類的指令。我們也可以按指標(biāo)劃分各個智能系統(tǒng)，如質(zhì)量系統(tǒng)，成本系統(tǒng)，安全系統(tǒng)，能效系統(tǒng)，能耗系統(tǒng)等。每個系統(tǒng)由若干個相關(guān)指令構(gòu)成。這是我們設(shè)計智能化工廠的關(guān)鍵的一步。圍繞著我們操控生產(chǎn)線的各種指令而設(shè)計的針對指令的編輯、傳遞、評估、優(yōu)化、固化工具是智能化系統(tǒng)的關(guān)鍵核心部分。這一步可能就要改變?nèi)说穆氊?zé)，改變流程，所以流程再造也是信息化、自動化、智能化的關(guān)鍵。

4 、指令的動態(tài)和靜態(tài)管理

生產(chǎn)線的智能化系統(tǒng)必須具備自我更新、自我學(xué)習(xí)的能力。要具有這種能力僅需要抓住指令這個關(guān)鍵點，每條指令的自我更新和固化就是整個生產(chǎn)線的自我更新和固化。所以我們要進行指令的動態(tài)和靜態(tài)的管理。

工廠的管理是通過指令的靜態(tài)管理來體現(xiàn)的。指令靜態(tài)管理得越好，意味著工廠管理越好。指令的靜態(tài)管理主要針對指令的形成、崗位、流程運行管理。主要包括指令的類別、指令的目的、指令組成的基因、指令發(fā)出的條件、指令發(fā)出的周期、指令的內(nèi)容形式、指令的原則標(biāo)準(zhǔn)、指令的規(guī)則、指令的優(yōu)化升級、指令的傳遞路線，以及每一個崗位設(shè)置、該崗位需要執(zhí)行多少條什么樣的指令、需要發(fā)出多少條什么樣的指令和流程設(shè)置。

指令動態(tài)管理就是發(fā)現(xiàn)工廠生產(chǎn)實際的問題，指令動態(tài)管理得越好工廠問題便越少。指令的動態(tài)管理主要針對指令在實際中的應(yīng)用效果。主要包括指令在生產(chǎn)過程中發(fā)出的次數(shù)、出現(xiàn)的早、遲、過、欠、漏、錯的次數(shù)和頻率、指令的考核、指令的評估、指令的優(yōu)劣、指令的執(zhí)行率、指令的完成率、指令的響應(yīng)時間、指令的復(fù)用度、指令的指標(biāo)分析。通過動態(tài)指令管理中發(fā)現(xiàn)的問題來完善和優(yōu)化指令的靜態(tài)管理。

5、 構(gòu)建整體智能化系統(tǒng)的軟硬件需求

想讓指令能夠達到我們想要的效果就需要大量的數(shù)據(jù)、信息以及分析、判斷、預(yù)測、預(yù)判等優(yōu)化算法。根據(jù)數(shù)據(jù)、信息和優(yōu)化算法可以設(shè)計出我們需要的采集和錄入的信息。這些信息一方面來自于硬件系統(tǒng)，一方面是派生的和人工錄入的信息。算法、經(jīng)驗需要智能化的技術(shù)，如尋優(yōu)、模糊量化、自學(xué)習(xí)等技術(shù)。這一步要考慮到硬件需求又要考慮軟件的可實現(xiàn)?；谒械闹噶顦?gòu)建出來的軟硬需求，就能構(gòu)建出整體智能化系統(tǒng)的軟硬需求。

6、流程再造

傳統(tǒng)意義上指令是靠制度、流程、審批來執(zhí)行的，注重傳遞。指令傳遞的路線圖既長又復(fù)雜。其實質(zhì)是一種責(zé)任的推卸。沒有建立起每個崗位的自我約束機制，責(zé)任不明。如果通過指令來考核、評估、評價每個崗位的優(yōu)劣好壞，就可以改變層層傳遞的現(xiàn)狀，形成指令的發(fā)出、執(zhí)行兩維結(jié)構(gòu)。由第三方監(jiān)督、評價所有指令的執(zhí)行好壞。這就解決了傳統(tǒng)流程過于復(fù)雜的問題。這也是我們在執(zhí)行完以上工作步驟后***重要的工作 - 流程再造。

7、構(gòu)建實現(xiàn)路線圖

并不是所有的崗位、所有的指令都需要馬上進行智能化改造和升級。我們應(yīng)該遵從輕重緩急的原則來分步實現(xiàn)，這就是我們智能化系統(tǒng)的實現(xiàn)路線圖。 
我們要實現(xiàn)上述智能化系統(tǒng)，傳統(tǒng)意義上的的ERP、MES等系統(tǒng)是有弊端的、是不能持續(xù)改進的。我們采用的是以 數(shù)據(jù)中心-模型中心-信息中心-功能中心這4個中心的思路和方法來構(gòu)建智能化系統(tǒng)。這種方式的好處是每個中心都可以單獨開發(fā)又相互關(guān)聯(lián)。為以后系統(tǒng)的改進提供全新的思路。

4個中心概念模型

【數(shù)據(jù)中心】數(shù)據(jù)中心是企業(yè)、生產(chǎn)線******手數(shù)據(jù)的集中存放地，具有多種雙向的數(shù)據(jù)接口。可以根據(jù)實際情況的需要，通過數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)定義工具自由的增減數(shù)據(jù)標(biāo)簽和修改標(biāo)簽的各種屬性。通過內(nèi)置的數(shù)據(jù)源配置工具，建立多個單向或雙向的數(shù)據(jù)傳輸通道并與生產(chǎn)線各檢測、控制等系統(tǒng)等進行數(shù)據(jù)的實時交互。通過數(shù)據(jù)中心管理工具監(jiān)視通訊狀態(tài)，監(jiān)視實際數(shù)據(jù)的值的狀態(tài)變化，查看歷史數(shù)據(jù)趨勢及記錄等一系列功能。 

【信息中心】信息是直接或間接可供決策的依據(jù)。信息中心提供了對信息的定義工具，可以根據(jù)需要增減信息點，編輯修改信息屬性和內(nèi)容。信息中心管理工具提供了對信息動態(tài)內(nèi)容的瀏覽，歷史信息內(nèi)容的查看等功能。信息的來源主要由模型中心經(jīng)過算法生成的信息和功能中心各功能應(yīng)用生成的信息組成。 

【模型中心】對模型定義的過程，其實質(zhì)上可理解為對一條生產(chǎn)線靜態(tài)虛擬建模的過程，在模型中心可以建立設(shè)備模型、標(biāo)準(zhǔn)模型、指令模型、指標(biāo)模型、安全點模型、成本點模型、質(zhì)量點模型、效率點模型、能力點模型、能耗點模型、點檢點模型、潤滑點模型等。在運行過程中，根據(jù)模型算法的需要，將數(shù)據(jù)中心內(nèi)相關(guān)的單個或多個數(shù)據(jù)通過算法加工成可供決策用的信息，并將動態(tài)的數(shù)據(jù)和信息與模型連接，從而使靜態(tài)模型轉(zhuǎn)換為可供功能中心直接使用的動態(tài)模型。 

【功能中心】功能中心承載的是根據(jù)崗位定制的多個功能應(yīng)用。每個功能應(yīng)用均可從數(shù)據(jù)中心，信息中心，模型中心取得所需的內(nèi)容，也可將功能應(yīng)用生成的數(shù)據(jù)和信息返回。

利用4個中心的思想來建設(shè)智能化系統(tǒng)，可以將建設(shè)過程變成一個真正的可持續(xù)的過程。數(shù)據(jù)、信息、模型、功能的劃分方式確保了高耦合，低內(nèi)聚的設(shè)計原則。為持續(xù)的系統(tǒng)擴展升級夯實了基礎(chǔ)。