制造业数据管理的挑战

当自动化和工厂IT团队克服分歧并有效地一起工作时,会发生什么?公司有机会在竞争中胜出,并在工业4.0项目上取得进展。

最近由Tech-Clarity进行的研究(来自自动化的世界订阅者)的报告,“制造业数据挑战:来自顶级表现者的教训”,显示制造业的顶级表现者更有可能拥有自动化或运营技术(OT)团队与工厂IT密切合作。事实上,超过一半的公司在同一个组织中拥有这些学科,或者紧密地整合在一起。

然而,除了OT和IT一起工作的组织问题之外,每个人都需要解决制造数据管理的许多其他方面。

投资重要的东西
大多数制造商都希望创造一个新的、更数字化、更精简的未来。无论他们称之为工业4.0、智能制造、数字化转型,还是其他什么,工业正在转向新的工作方式。

无论使用什么术语,工厂数据管理都是核心。关于实际生产的完整且相关的数据集是连接、自动化和分析能够成功的基础。通过我们的研究,我们确定了七个与制造业数据相关的项目:

  • 以多种格式从多个分布式来源收集数据;
  • 清理数据以消除错误;
  • 使数据规范化,以达到一致和连贯的画面;
  • 存储最有助于决策和改进的数据;
  • 确保存储的数据足够一致以供使用;
  • 用上下文丰富数据——通常来自其他数据流;而且
  • 分析即时工厂行动和离线数据。

我们进行的调查的大多数受访者认为,这六个因素对他们在工业4.0中取得成功至关重要。

超过一半的受访者积极使用这两种工厂数据管理程序:

  • 集成设备、工厂和企业系统(54%)
  • 将OT数据与工厂IT数据相结合(52%)

在这两种情况下,都有超过80%的人认为这些工厂数据管理程序很重要。一旦公司认识到它们的重要性,他们就必须投资于这些工厂数据管理程序。但这仅仅是最重要的两个领域——大多数生产公司还没有积极实施工厂数据管理的其他方面。

整合:一个长期的挑战
几十年来,工厂底层数据源之间的集成一直是人们谈论的话题。尽管如此,这仍然是一个消耗大量资源的挑战。我们询问整合和维护MES、质量、维护、调度、IIoT和其他设备或机器数据之间的集成需要多少。超过80%的受访者表示需要适度(29%)、大量(28%)或大量(28%)的时间、专业知识和努力(图1)。

Slide1集成的部分挑战来自植物数据的多样性。格式、粒度和时间段的变化是不可避免的。结果是在关联各种流和数据类型时产生了巨大的复杂性。

然而,这是工业4.0成功的基本要素。让数据在整个设施中流动,将为深入了解流程和分析整体生产操作创造重要机会。

表现最佳的结果
我们的研究方法确定了一组用于比较的回答,我们称之为最佳表现者。在这项研究中,这些表现最好的人是那些给自己打了至少9分(满分10分)的人,其中敏捷性和持续改进(CI)各占5分。表现最好的人约占受访者总数的35%。

表现最好的企业在工业4.0方面取得重大进展的可能性是其他企业的三倍。他们不仅有几个项目正在进行,而且他们觉得自己正在走向更大的成功。

稳定地关注总体上要改变什么,以及当情况发生变化时如何应对,这种结合带来了其他好处。例如,在过去三年里,表现最好的员工在一系列关键绩效指标(kpi)上大幅提高的可能性至少是其他人的两倍(超过15%)。

他们更大的进步体现在kpi上,这些kpi表明公司如何让客户满意:上市时间、质量和完美的订单。表现最好的公司也更有可能在运营指标上大幅提高,包括产量、产能利用率和设备可用性。

那么,他们使用哪些工厂数据管理实践来实现这一成功呢?毫不奇怪,他们在不同的人员、流程和技术之间做不同的事情。

人们的做法
更多的顶级企业已经解决了IT/OT的分歧。他们更有可能将IT和OT放在同一个组织中,或者紧密集成在一起(超过56%的顶级绩效者这样做,而非顶级绩效者只有36%)。密切的工作关系有助于克服许多最棘手的问题,这些问题一直困扰着这两个控制大多数制造数据、自动化和工厂IT的团队之间的关系。

顶尖的执行者也更有可能配备完整的生产领域专家,并充当IT和OT之间的联络人。这些都是至关重要的立场。有迹象表明,生产中的技能短缺可能会变得更加严重。许多工业4.0和高级分析项目之所以失败,是因为缺乏既了解信息系统问题又了解生产流程需求的人员。联络人可以帮助弥合这种差距。

过程能力
制造数据流程和操作流程最需要在哪里结合在一起?我们确定了数据交付速度、跨学科工作、“单一真相来源”协议、IT和OT系统之间的集成以及将数据放入公共环境中进行分析的六个方面。

表现优秀的人在这两个方面拥有出色能力的可能性是其他人的三倍:

  • 制造、IT和自动化团队之间的协作(最高绩效39% vs.非最高绩效9%)
  • 提供足够快的工厂数据访问以影响性能(39%的最佳表现vs. 12%的非最佳表现)

Slide2这两个问题为最优秀的执行者所享受的更好的表现奠定了基础。跨职能协作可以最大限度地提高他们的能力,从而对业务产生积极的、长期的影响。它还减少了可能阻止数据迅速流向需要的地方的摩擦和分歧。如图2所示,速度也很重要。任何与自动化打交道的人都知道,快速决策和控制循环对一个成功的系统至关重要。

技术的使用
随着人员和流程的排列,技术可以发挥其全部影响。跨职能协作和快速流程通常依赖于技术的巧妙使用。

因此,顶级企业比其他人更广泛地使用商业技术也就不足为奇了。他们使用智能仪表自动化的可能性几乎是前者的两倍(52%对27%)。正是这种技术开启了工业4.0成功的可能性。尽管他们使用了先进的技术,但即使是表现最好的,也有近一半的人仍然有一些OT替换、升级和增强工作要做。

表现最好的人也更有可能使用高级数据方法。其中包括工厂的数字孪生模拟、工业物联网平台和高级分析。

这里需要注意的是,成功的制造数据管理并不全是新技术和新方法。最高绩效者也更有可能使用成熟的商业应用程序,如MES(56%)和PLM(52%)作为制造管理的主要系统。

迎接制造业数据的挑战
为了使工业4.0成为现实,企业必须正面应对制造数据管理的挑战。这需要专注于协调数据集,整合工厂中不同的数据,并将其置于上下文中,将数据转换为信息或分析其以获得见解。此外,所有这些操作都需要足够快才能影响性能。

企业不仅需要认识到这些制造数据管理问题的重要性,还需要在充分解决这些问题所需的人员、流程和技术上进行投资。业绩最好的公司已经在这么做了。他们从目前的基线提高的速度可能会威胁到竞争对手。

尽管表现最好的公司拥有这种优势,但任何制造商都可以进行投资并走上这条道路。现在获得成为优秀员工的好处还为时不晚。制造业数据管理举措是实现工业4.0的明确途径。从战略开始,然后是员工,然后在特定业务最紧迫的方面启动项目。

不要认为技术投资一定要在新技术上。在MES、PLM、有限调度和仪表中拥有正确的主系统,智能自动化是最好的开始。

同样重要的是要注意,即使有投资,这条路也可能并不容易。即使是表现最好的企业也会发现整合制造业数据很困难。所以,要注意新的方法。验证它们是否合适,以及您当前的制造数据基础设施是否支持您未来的需求。

《制造业数据挑战》电子书可免费下载。查阅研究报告,请访问https://tech-clarity.com/manufacturing-data-challenge/9673


朱莉·弗雷泽250 250朱莉·弗雷泽(Julie Fraser)是Tech-Clarity研究、制造和运营副总裁。

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