IBM是怎么打造智慧工厂的《资讯》

发布时间：2020-08-17 12:23:07 阅读：次来源：保温瓶厂家

2019-05-13 14:45:05来源：数字化企业

在工厂的环境下，有海量的数据无法为业务挑战提供有效的解决方案。如何利用这些数据的价值？随着新技术的发展，IBM有能力让这些数据创造价值。

2019年3月21日，在IBM举行的“慧思无极，践行有道－think 2019服务中国行”认知型制造分会场上，IBM大中华区全球信息科技服务部资深架构师蒋聚旸发表了主题为《智慧工厂实践分享》的演讲，以下为演讲内容整理。

我主要与各位分享IBM在智慧工厂方面的实践。很多制造工厂的实际情况是，企业层的IT人员与工厂的IT人员是两组人，两个部门。其实，现场会有很多生产方面的数据。例如一些传感器的数据、产品的数据、质检的数据、人员的数据、设备的数据。在工厂的环境下，这些海量的数据无法为业务挑战提供有效的解决方案。如何利用这些数据的价值？随着新技术的发展，IBM有能力让这些数据创造价值。

IBM的做法是，首先汇集所有的设备运行工艺参数、质检、生产资源的数据，提倡基于PSB的总线架构，将这些数据全部集成。然后，在总线架构之上，是一个智能制造的AI平台或者大数据平台，以便为那些智能的生产设备，包括质量检测、资源管理，提供一些便利。

IBM的整个智慧工厂实现路径，第一步是开放接口，获取相关数据，包括系统层面的。第二步是通过平台，将这些数据集成，为不同的应用做准备。整个PSB，从PSB本身而言，是与生产无关的，它只是一个数据接口，或者是数据的一根总线。在这之上，可以产生很多应用，而目前整个工业4.0有个很关键的地方，就是需要持续创新、持续改进。在PSB之上，IBM利用IBM认知技术部署很多应用，这些应用非常敏捷，响应非常快速。同时，还能实时分析车间和设备数据。

其实，制造企业在企业层的应用还是比较传统的，当然，很多大型制造企业，一直也在不断优化更新。在生产层这一块，IBM也有很多的应用，包括品质管控、生产管理的应用。在底层，通常又有很多传感器或者生产系统的数据。

整个智能工厂架构中，会遇到很多接口，IBM提出了三层架构。第一层是前端，可以把它考虑成一个系统或者设备。比如一个简单的品质管理系统，就可以认为是最前端。在车间工厂层，IBM建设有PSB，将海量数据收集。然后把这些数据提炼，并送到整个企业的ERP系统，因为ERP系统需要从财务管控上查看。在生产本身，基于认知技术，IBM可以做一些数据分析或者高级应用等。

最后，在企业层是IT和OT的结合。很多时候，企业都将IT技术下移到工厂层。其实，很多技术是共用的，可能在企业层会对财务数据或者市场数据进行大数据预测；在工厂层可能是对设备的一些维护。所以IBM会设有一个共同的资料集，包括整个的底层，因为底层设备的配置管理，安全、可视化等，这些工具是类似的。IBM认为，IBM前端-工厂(车间)-企业的三层架构考虑了每条产线的自治和自供应,并且在前端、工厂和企业之间平衡工作量。同时，智慧工厂是可持续发展的，如果基于PSB总线，可以更加灵活地有一个IT架构，这样就为企业提供了一个很大的发展空间。

2017年，IBM曾帮助德国大众做了基于PSB新智慧工厂的整体设计。通过这个案例，可以看到与传统工厂的区别，通过PSB工厂服务总线，使得新工厂具有将底层生产层的协议，包括一些传感器或者设备信息，集成在一起的能力。我们也内置了一些连接方式，包括连接末端设备的方式。通过这种方式，PSB可以把整个信息系统通过总线全部统一起来。

当然，很多企业在生产上会有很多系统，个人认为，企业有两种选择。第一种是选择一家厂商全部做完，但是系统之间没有接口，数据很庞大，企业可能会越来越依赖这家企业。第二种是采用不同厂商的不同系统，这些系统之间可能会有很多接口，企业有很多新应用。

但是企业想了解一个缺陷，到底是什么原因引起的，这时就很难做一个持续的优化更新，尤其在工业4.0时代。IBM建议，可以通过一根总线吸引企业的灵活应用。我碰到过一个企业，他家的系统是由别家做的，然后别家公司做系统的人员跳槽到另外一家公司，企业不得不解约和另外一家公司签，这非常被动。而PSB的价值，只要接了第一层的前端设备，其他就可以灵活接入。当然，IBM的解决方案，本身也具有一些高端接口，支持接入一些成熟的应用级的系统。这样，企业就有能力，将所有信息集成，并做到可知可感，就可以脱离对供应商的依赖。基于IBM设计的架构，工厂上就可以持续进行创新更新，这本身也是工业4.0的基本属性。

换句话而言，企业如果选用了PSB，可能当时与业务无关，但是一旦出现问题，缺了这根线，就会对很多系统有影响。PSB的高可用性非常重要，IBM也提供了高可用性的解决方案，保证整个数据总线包括数据流的畅通和硬件设备上的高可用性。

IBM如何帮助企业实现PSB？

第一，是要实现互联，这个互联有两方面，一方面是现有的物理系统的互联，这可能需要做一些程序的接口；另一方面是设备的互联，设备从工业4.0的角度而言，也就是一个CPS单元。

第二，可以做应用开发、数据挖掘，这是数据分析的范畴。第三，IBM拥有AI技术，可以进行预测性维护。例如通过采集一些发动机振动的声音，进行故障的预防等。在德国大众的整个工厂系统架构中，IBM针对通过对KUKA机器人的焊钳焊点等重要部位的参数信息监控，智能提供更换建议。

在整个工业总线中，有非常多的自由度，企业可以做很多创新，可以随时部署一些应用。将机器人底层的信息发送到PSB的系统之中，这样一方面做到事件透明化管理，另一方面还可以做预测性维护。例如，戴姆勒汽车公司利用IBM智能制造系统提升生产产量，通过底层的物联网接入传感器，进行一些预测性的模型分析，对生产线做一些考评；或者搜集包括机房的温度、材料等数据，来支持整个预测性的分析，进而做一些决策。再如，波音公司也是利用IBM物联网技术和智能制造技术改善产品质量，提升生产流程效率，通过在产线上收集设备的信息，再借助于IBM预测性的质量模型生产，将一些有问题的工具从产线上移除，从而提高制造产能。