浅谈制造协同的基础设施 - 阿里云数字工厂

简介: 本文从阿里云的数字工厂产品(工业互联网企业级平台)出发,讨论对支撑制造协同的云上基础设施产品的一些看法

简介

制造企业数字化转型,是近年来越来越流行起来的概念,尤其在《工业4.0》和《中国制造2025》概念的引领下,越来越多的企业服务提供商开始涉足该领域,为广大制造业赋能。阿里云作为一个云上基础设施提供商,也不例外的整合了自己在制造企业数字化转型方面已有的信息化改造能力,以及阿里生态在电商销售平台、供应链平台、金融平台、物流平台等多方面的能力,为制造业数字转型的企业、服务商、行业运营商以及区域运营商提供了一个工业互联网领域全面的支撑平台:阿里云数字工厂

制造业的数字化转型

制造业的数字化转型,是制造协同及智能制造的基础,制造业从传统的作坊式生产方式步入制造协同及智能制造,一般都需要经过以下步骤:

数字化

数字化是基础,简言之就是将纸上的数据,用数字的方式描述出来,将生产经营过程中的所有要素,都用数字及数字间的关系的方式进行表述,这些要素包括:
人 - 生产经营过程中涉及的人员,如下图的客户,人员,供应商等
物 - 生产经营过程中涉及的物品,如生产设备,物料等
事件 - 由人与物的互联,产生的事件,如某某操作员新增了一个物料,某某生产设备的生产活动完成等

数字化的核心就是建模与描述,对以上要素进行建模,阿里云数字工厂产品里的数据管理功能包括主数据管理工厂建模等,都是围绕这个合理建模的目标展开的。

数字工厂运营中心
总的来说,一个典型的工厂的基础数据建模包括:
企业的组织结构:一个企业包括一个或者多个工厂,工厂又细化分割为不同的部门组织,组织则被定义为拥有不同工作职能的业务实体。
人员及角色:人员是生产制程过程中重要的基础性单元,根据员工的角色规划不同的系统权限,根据参数设定区分员工的角色和能力,可根据信息制定完善的人员分配和调度计划。
工作流、操作规范:根据业务实际对产品生产的流程进行定义,即用来定义制造产品的步骤顺序,作为一个标准化的指导。并根据工作流中的每一个工作中心或者工作站的工序标准和要求制定统一化的操作流程,形成唯一的规范。
物料、物料谱系:定义工厂内部的物料属性:材料、组装件、配件、成品等。并归集同系列的物料成物料分组,形成不同的物料谱系信息。
制造 BOM、工艺路线:根据产品搭建产品 BOM 架构,并根据产品设计配合工作流 定义和物理模型的设备定义,合理设计产品的工艺路线。规划定义的范围包括:数据记录、变更、工艺监控等。
在制品状态:定义范围包含在制品数量、产线位置、生产时间、状态等。

信息化

在数字化的基础上,人与人之间,物与物之间以及人与物之间,在一定的规则和流程下,产生关联事件,则产生出来了信息,基于这些信息则可以构建上层应用。
阿里云数字工厂目前有两个官方应用,一个是订单管理,订单管理提供手动、API创建订单、订单查询、订单操作等; 支持面向工厂用户完成生产环节与工序映射, 支持面向生产报工映射;支持导入生产计划单及关联。另一个是产品管理,提供产品创建、编辑,发布产品到主数据、对不再使用的产品进行归档,实现对自己研发、在产及停产的产品进行管理。
目前看来这两个信息化的应用还是主要集中在销售侧的信息化,而在生产侧还不够完善,对于接到订单之后如何联动后端的生产制造协同处理过程的支持度还不够,举个简单的例子,一个相对更完善的工艺路线管理应该包含对产品制造的工艺过程采用流程图等直观的方式进行定义,支持开始,过程,结束工序的定义,能描述返工或异常处理工序流程,能支持工艺路线的嵌套使用,支持多版本定义。
虽然如此,目前阿里云数字工厂接口式的开放能力的设计,可以支持第三方开发者去实现更多行业相关的制造协同细节,这个也比较符合toB的平台产品原则: 颗粒度粗,适用范围就广,与行业的结合就浅;颗粒度细,适用范围就窄,与行业的结合就深,阿里云作为平台,走前者的路线也是合理的。

智能化

智能化就是系统在具备一定的感知与计算能力之后,能够反向输出预警、决策支持等能力,在阿里云数字工厂里,与之相关的模块有集成组态以及经营驾驶舱

集成组态页面为车间操作人员提供了可视化的界面,结合云端能力可以远程,多设备的实时查看设备运行状态,风险预警等
集成组态

经营驾驶舱则在信息化的基础上,按照企业既定的生产经营指标进行统计与计算,为企业经营者的综合决策提供数据支持
经营驾驶舱

总结

从目前阿里云数字工厂的实现程度来说,已经具备了比较完整完善的云上制造协同基础设施的能力,但对于一般小型工厂来说太过于庞大,而对于生产经营过程复杂和特殊的大型工厂来说,需要有配套的实施甚至定制开发支持才能提供结合度更高更完善的支持,这就需要发挥生态优势,多引入优质的第三方深度应用及第三方实施服务商。

引用

阿里云文档 - 工业互联网平台

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