了解未來工廠的5個(gè)屬性。企業(yè)需要更好地融合信息技術(shù)（IT）和運(yùn)營(yíng)技術(shù)（OT），以優(yōu)化成本、縮短價(jià)值實(shí)現(xiàn)時(shí)間并提高效率。

自動(dòng)化仍然是未來工廠設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分。如果你發(fā)現(xiàn)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)停滯或還沒有開始，那么你就會(huì)有動(dòng)力和建議去應(yīng)用智能自動(dòng)化、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)安全。

據(jù)《財(cái)富》商業(yè)洞察的相關(guān)報(bào)告顯示，到2027 年，全球工業(yè)自動(dòng)化市場(chǎng)預(yù)計(jì)可達(dá)326.4 億美元，在預(yù)測(cè)期內(nèi)將以8.9% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）增長(zhǎng)。雖然這種增長(zhǎng)率的激增從某方面來說是由COVID-19 新冠疫情引發(fā)的，但充分說明工廠不會(huì)再像以前那樣。

未來幾年，企業(yè)一半以上的生產(chǎn)任務(wù)都可能會(huì)依賴機(jī)器完成，這意味著管理機(jī)器的運(yùn)營(yíng)流程將變得至關(guān)重要。這對(duì)制造業(yè)來說是個(gè)好兆頭，但首先要解決的是一些懸而未決的問題：制造企業(yè)是否為未來工廠做好了準(zhǔn)備，未來工廠是否嚴(yán)重依賴于人工智能/ 機(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）、流程自動(dòng)化和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）？他們的數(shù)字化轉(zhuǎn)型之旅走了多遠(yuǎn)？

最重要的是，未來工廠的基本原則是什么？一個(gè)好的出發(fā)點(diǎn)是對(duì)當(dāng)前場(chǎng)景、現(xiàn)有制造流程和企業(yè)的近期和長(zhǎng)期業(yè)務(wù)目標(biāo)進(jìn)行清晰的描述。

一旦路線圖和戰(zhàn)略明確，企業(yè)必須努力實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)（IT）和運(yùn)營(yíng)技術(shù)（OT）的協(xié)同，以優(yōu)化成本、縮短價(jià)值實(shí)現(xiàn)時(shí)間并提高效率。

以下5 個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域可幫助企業(yè)向未來工廠轉(zhuǎn)型：

• 智能自動(dòng)化；

• 物聯(lián)網(wǎng)；

• 數(shù)據(jù)分析；

• 數(shù)字化雙胞胎；

• 網(wǎng)絡(luò)安全。

01智能自動(dòng)化：人與機(jī)器人相互賦能

各行各業(yè)，尤其是制造業(yè)的企業(yè)，都在大力投資自動(dòng)化。自從工業(yè)4.0 誕生以來，商業(yè)領(lǐng)袖們已經(jīng)轉(zhuǎn)向AI/ML 和機(jī)器人流程自動(dòng)化（RPA）等新興技術(shù)，以構(gòu)建最小化人為干預(yù)的生態(tài)系統(tǒng)。智能自動(dòng)化，可以更快的來執(zhí)行重復(fù)或可預(yù)測(cè)的工作，而人則專注于更高級(jí)的任務(wù)，如監(jiān)控、故障排除和決策。

隨著AI/ML 的發(fā)展，機(jī)器人變得更加智能，并可從任務(wù)和響應(yīng)中快速“學(xué)習(xí)”。隨著RPA 在工廠車間的應(yīng)用越來越多，機(jī)器人可以輕松地以精確和快速的方式，在裝配生產(chǎn)線上完成重復(fù)性任務(wù)。機(jī)器人的大規(guī)模使用，需要流程進(jìn)化和智能、有洞察力的決策。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，企業(yè)需要升級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施，確保對(duì)流程的無縫支持和運(yùn)營(yíng)的連續(xù)性。

02物聯(lián)網(wǎng)：使用實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)信息

配備智能傳感器的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，通過高速、安全和可靠的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)傳輸和共享數(shù)據(jù)。這些智能、互聯(lián)的系統(tǒng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分析，構(gòu)成關(guān)鍵的運(yùn)營(yíng)和商業(yè)信息，所有這些都可以在用戶友好的儀表盤上查看。然后，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者則可以利用這些見解，來推動(dòng)決策制定和實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)目標(biāo)。

物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)為企業(yè)提供了端到端、全天候的運(yùn)營(yíng)可視化。這確保了供應(yīng)鏈的安全性、透明度、最佳生產(chǎn)率和平穩(wěn)運(yùn)行。此外，高度的可視化使運(yùn)營(yíng)能夠先發(fā)制人，并采取積極的糾正措施。流程效率大幅提升，從而實(shí)現(xiàn)無縫運(yùn)營(yíng)、降低成本和提高生產(chǎn)率。

處理危險(xiǎn)材料的制造企業(yè)（例如化工廠），員工和系統(tǒng)需要遵守最嚴(yán)格的安全規(guī)定；如果不這樣做可能會(huì)造成重大的健康風(fēng)險(xiǎn)。使用物聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)可以加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)流程，提供最佳的安全和業(yè)務(wù)價(jià)值?？蓪?duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和智能傳感器進(jìn)行編程，以在運(yùn)營(yíng)達(dá)到預(yù)先確定的特定危險(xiǎn)級(jí)別時(shí)觸發(fā)報(bào)警。運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)可以預(yù)先阻止故障和預(yù)防災(zāi)害，保護(hù)人員安全和節(jié)省恢復(fù)成本。

數(shù)據(jù)分析對(duì)于過程工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。通過高級(jí)分析，企業(yè)可以實(shí)時(shí)洞察過程，這意味著智能運(yùn)營(yíng)始終是可訪問的。高級(jí)分析軟件可自動(dòng)分析數(shù)據(jù)，確保主動(dòng)監(jiān)控和預(yù)測(cè)，并支持過程的仿真和優(yōu)化。

在高度互聯(lián)的企業(yè)環(huán)境中，決策者需要考慮所有可能性，并為任何可能的工況做好準(zhǔn)備，數(shù)據(jù)分析對(duì)于這一過程至關(guān)重要。利用高級(jí)分析功能，企業(yè)可以通過及時(shí)做出明智的決策來優(yōu)化過程。這也有助于整合運(yùn)營(yíng)并充分利用工程人才。

04數(shù)字化雙胞胎：創(chuàng)建有效的過程模型

過去幾年，雖然數(shù)字化雙胞胎顛覆了制造業(yè)，但其應(yīng)用主要圍繞產(chǎn)品生命周期展開優(yōu)化。在工業(yè)4.0 領(lǐng)域，數(shù)字化雙胞胎功能不僅限于可視化和協(xié)作；它們現(xiàn)在可以用來理解整個(gè)制造運(yùn)營(yíng)，并創(chuàng)建一個(gè)制造過程的數(shù)字化雙胞胎模型。

這對(duì)于過程行業(yè)來說很有價(jià)值，因?yàn)樗匦露x了過程。例如，在食品加工行業(yè)，數(shù)字化雙胞胎技術(shù)可以幫助企業(yè)通過在虛擬場(chǎng)景中復(fù)制物理流程，并進(jìn)行必要的調(diào)整來重塑運(yùn)營(yíng)流程，從而發(fā)現(xiàn)如何調(diào)整可以產(chǎn)生更大的價(jià)值。

當(dāng)與AI/ML、IoT 和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/ 虛擬現(xiàn)實(shí)（AR/VR）相結(jié)合時(shí)，數(shù)字化雙胞胎允許企業(yè)創(chuàng)建全息圖，實(shí)現(xiàn)物理和虛擬模型之間的協(xié)作。過程數(shù)字化雙胞胎，使人和機(jī)器能夠獨(dú)立于物理位置進(jìn)行協(xié)同工作。這從根本上提高了過程效率，縮短了價(jià)值實(shí)現(xiàn)時(shí)間，加快了數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

預(yù)測(cè)性維護(hù)是數(shù)字化雙胞胎的重要領(lǐng)域。數(shù)字化雙胞胎通過主動(dòng)監(jiān)控設(shè)備、識(shí)別問題并提供重要見解，以在問題造成運(yùn)營(yíng)中斷之前進(jìn)行處理，從而提高工廠的可靠性。

在過程工業(yè)中，數(shù)字化雙胞胎可幫助制造商識(shí)別工廠運(yùn)營(yíng)中可能存在的違規(guī)行為。這樣做有助于實(shí)現(xiàn)預(yù)防性和預(yù)測(cè)性維護(hù)，從而降低維護(hù)成本，提高正常運(yùn)行時(shí)間和生產(chǎn)率。

05網(wǎng)絡(luò)安全：確保數(shù)據(jù)安全和保密

在當(dāng)今和未來的工廠里，網(wǎng)絡(luò)安全是非常重要的因素。智能制造本質(zhì)上依賴于安全可靠的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)。強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)安全是工業(yè)通信的基礎(chǔ)。

智能工廠的網(wǎng)絡(luò)安全漏洞可能會(huì)造成災(zāi)難性后果，導(dǎo)致工廠生產(chǎn)停滯，最壞的情況下，可能導(dǎo)致知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）和品牌聲譽(yù)損失，需要多年時(shí)間來恢復(fù)。此外，機(jī)密或敏感數(shù)據(jù)的泄露可能會(huì)對(duì)法規(guī)遵從性造成嚴(yán)重影響。正如政府、執(zhí)法機(jī)構(gòu)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)所強(qiáng)調(diào)的那樣，不遵守這些要求可能會(huì)導(dǎo)致巨額罰款和長(zhǎng)期處罰。

隨著技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)攻擊的復(fù)雜程度也在不斷提高。對(duì)強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)的不斷監(jiān)測(cè)和升級(jí)，可以幫助企業(yè)減輕網(wǎng)絡(luò)威脅。流程進(jìn)化對(duì)于網(wǎng)絡(luò)安全至關(guān)重要。通過引入具備網(wǎng)絡(luò)安全能力的流程開發(fā)人員，企業(yè)可以從整體流程升級(jí)和集成中獲益匪淺。

隨著企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中取得進(jìn)展，不斷向未來工廠的方向前進(jìn)，對(duì)仔細(xì)思考和規(guī)劃流程的需求日益增長(zhǎng)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，企業(yè)必須找到能夠提供跨領(lǐng)域、流程的技術(shù)訣竅和工程能力的創(chuàng)新合作伙伴。過程行業(yè)往往過于依賴技術(shù)解決方案提供商來滿足數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求，因此這對(duì)于該行業(yè)至關(guān)重要。

通過與過程專家建立知識(shí)伙伴關(guān)系，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)IT和OT 的融合。專家們幫助企業(yè)利用成熟和新生的技術(shù)，建立安全、互聯(lián)和自動(dòng)化的工廠，以確保其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

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來源：控制工程中文版