【51CTO.com原創(chuàng)稿件】伴隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)在制造行業(yè)中得到越來越廣泛和深入的應(yīng)用，智能化的未來工廠已經(jīng)成為了眾多制造工廠轉(zhuǎn)型升級的目標。
想象一下：在工廠中機器人操作設(shè)備，執(zhí)行各種任務(wù)，設(shè)備之間高度互聯(lián)，協(xié)同工作。發(fā)生異常的時候，設(shè)備自動呼叫生產(chǎn)人員，并能自動預測下一次的可能故障……人類和機器在工廠中并肩作業(yè)，這種看似不可思議的未來場景已經(jīng)在世界各地的工廠中悄然發(fā)生了。

作為擁有30多年的工業(yè)制造經(jīng)驗的企業(yè)，華為走在智能制造轉(zhuǎn)型的前列?；谌A為云的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺FusionPlant，聯(lián)合生態(tài)合作伙伴創(chuàng)新工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)云模式，打造高度智能的未來工廠，東莞松山湖工廠就是其中的典范。那么，松山湖工廠有哪些超能力？讓高度智能化的未來工廠成為現(xiàn)實，又需要哪些核心能力呢？

在華為近期推出的政企專家首個對外交流的線上平臺《懂行人在線》欄目中，華為中國政企智能制造業(yè)務(wù)部資深專家鄺繼雙（炳哥），帶來了《未來工廠新特征》的分享，揭秘未來工廠背后的故事。據(jù)鄺博士介紹，企業(yè)建設(shè)數(shù)字工廠或智能工廠，需要打造九項核心能力。分別是：設(shè)備自治、設(shè)備協(xié)同、全流程貫通、多層級聯(lián)動、多業(yè)務(wù)協(xié)同、決策自動化、人機泛在交互、空間神游與時間穿越。

一、設(shè)備自治能力（OT側(cè)）

設(shè)備自治能力就是設(shè)備能夠進行自我管理。以往的老舊設(shè)備不具備通訊接口，無法自動檢測，報警故障。在未來工廠中，通過給設(shè)備加裝傳感器、數(shù)據(jù)采集接口、監(jiān)控分析預測等軟硬件工具，進行感知信息的收集和狀態(tài)的分析，讓設(shè)備可以自己管理自己。同時，設(shè)備還可以給生產(chǎn)人員發(fā)消息，提醒相關(guān)操作，如加潤滑油，換軸承之類。實現(xiàn)設(shè)備自治的能力，相當于給設(shè)備賦予了智慧。

二、設(shè)備協(xié)同能力（OT側(cè)）

設(shè)備協(xié)同能力是指設(shè)備間自主交互，工作協(xié)同，過站互檢防錯，誤差自動修正。

鄺博士在分享中列舉了生產(chǎn)設(shè)備與檢測設(shè)備協(xié)同的場景。當生產(chǎn)設(shè)備加工出現(xiàn)偏差時，質(zhì)量檢測設(shè)備會自動識別誤差，并判斷出如何調(diào)整工藝參數(shù)來消除誤差，并把這些信息轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)設(shè)備的控制指令，從而達到實時反饋消除誤差的目的。

另一個場景是在搬運大的工件時，往往需要重載AGV。重載AGV的成本非常貴，而且利用率不是很高。此時可以利用設(shè)備協(xié)同能力，讓若干小的AGV共同協(xié)作搬運，來提升資產(chǎn)的利用率，并降低成本。

三、全流程貫通（IT側(cè)）

全流程貫通是指訂單排產(chǎn)以后，生產(chǎn)前的預防和預測，生產(chǎn)中的過程監(jiān)控與異?？焖偬幚?、生產(chǎn)后的全流程優(yōu)化分析和工藝改進。

生產(chǎn)通過訂單排產(chǎn)結(jié)果來驅(qū)動，排產(chǎn)后就可以確定產(chǎn)品的生產(chǎn)位置、所需物料、工藝方案、質(zhì)量檢測方式等。

生產(chǎn)準備就緒之后，就可以進行實際的開工生產(chǎn)，包括對生產(chǎn)進度進行實時監(jiān)控，確認生產(chǎn)是否可以按時完工；生產(chǎn)過程中發(fā)生異常時要快速診斷分析，快速定位消除異常。

生產(chǎn)結(jié)束后，則需要進行全流程分析和優(yōu)化，如分析生產(chǎn)工藝參數(shù)對質(zhì)量的影響，為工藝過程的改進提供有針對性的指導意見。

四、多層級的聯(lián)動（IT側(cè)）

在使用傳統(tǒng)的IT系統(tǒng)過程中，當在生產(chǎn)監(jiān)控界面發(fā)現(xiàn)異常報警時，往往需要打開其他的業(yè)務(wù)系統(tǒng)去查看數(shù)據(jù)，分析原因；診斷后再打開另一個業(yè)務(wù)系統(tǒng)，下達作業(yè)處理工單，然后下發(fā)到現(xiàn)場去執(zhí)行。在這個過程中，會調(diào)用不同的系統(tǒng)，不同的菜單，不同的功能界面，才能完成這一項工作的完整閉環(huán)。在未來工廠中，監(jiān)控中心會有展示所有領(lǐng)域關(guān)鍵生產(chǎn)運營指標的電子看板，當某個監(jiān)控指標出現(xiàn)異常波動時，可以直接點擊鉆取，出現(xiàn)數(shù)據(jù)分析和診斷的界面，診斷結(jié)果產(chǎn)生后，又可以直接關(guān)聯(lián)調(diào)用執(zhí)行操作的界面。此時，整體監(jiān)控、分析診斷與操作執(zhí)行各層級是上下聯(lián)動的。

華為松山湖工廠全球制造運營與指揮中心的監(jiān)控電視墻

五、多業(yè)務(wù)領(lǐng)域協(xié)同

要實現(xiàn)生產(chǎn)過程的平穩(wěn)高效，依靠單一部門是不可能完成的，需要利用數(shù)字工具，來支持人（制造產(chǎn)品的人員）、機（制造產(chǎn)品所用的設(shè)備）、料（制造產(chǎn)品所使用的原材料）、法（制造產(chǎn)品所使用的方法）、環(huán)（產(chǎn)品制造過程中所處的環(huán)境）、安全、檢測等多領(lǐng)域協(xié)同。

六、決策自動化
決策自動化指數(shù)據(jù)收集、信息獲取、知識發(fā)現(xiàn)、決策執(zhí)行的全過程自動化處理。

在松山湖工廠，保存了大量歷史記錄的問題單，每張問題單的內(nèi)容包括：問題現(xiàn)象描述、問題原因分析、問題處理措施、處理的效果反饋。利用這些問題單通過自然語言處理、知識圖譜關(guān)聯(lián)分析、問答機器人與機器學習等技術(shù)手段，把問題現(xiàn)象和后續(xù)的分析診斷等過程做關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)了生產(chǎn)問題的自動診斷。這樣對現(xiàn)場員工的經(jīng)驗要求就大大降低了。這項功能在華為松山湖工廠已經(jīng)全面推廣。除了生產(chǎn)問題自動診斷以外，決策自動化技術(shù)的應(yīng)用場景還有AI質(zhì)檢、高效排產(chǎn)、AGV自動路線優(yōu)化等等。

鄺博士指出，雖然新的技術(shù)和手段可以節(jié)省一部分人力和腦力，但是對于整個制造流程或產(chǎn)業(yè)鏈來說，人的因素不可或缺。一些藝術(shù)性的、需要管理智慧的工作還是需要人來完成。重復性或者依靠經(jīng)驗積累，能夠提取標準模式的工作場景，如決策方面的自動化，可以用人工智能去替代。所以，無人化只能在某些特定的局部場景實現(xiàn)。

七、泛在交互

泛在交互指人與系統(tǒng)的對話式語音交互或動作交互，根據(jù)上下文場景動態(tài)組織反饋信息。隨著自然語言處理、對話機器人、復雜的搜索或者圖的檢索技術(shù)越來越成熟，用語言控制系統(tǒng)成為了現(xiàn)實，這樣工作效率和用戶體驗都能夠得到大幅度提升。

八、空間神游

空間神游是指通過CPS、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等技術(shù)跨越地域的限制，實現(xiàn)遠程監(jiān)控與操作。

當企業(yè)發(fā)展到一定規(guī)模，會出現(xiàn)多工廠、全球化部署的模式。由于地域跨度比較大，完全依賴人工到現(xiàn)場作業(yè)會導致效率低下。而在數(shù)字化系統(tǒng)中，就可以了解到遠程工廠的生產(chǎn)情況并操作處理?？臻g神游能力突破了空間限制，實現(xiàn)了運籌帷幄。

九、時間穿越

時間穿越是指將工廠全息數(shù)字化，并利用模擬仿真技術(shù)，實現(xiàn)用較小的成本，較高的效率，進行歷史事件回放與未來趨勢推演。

時間穿越包括兩個方面：一是回溯。出現(xiàn)故障時，可以利用采集的準全量數(shù)據(jù)重建場景，，分析問題出在哪里，以及出現(xiàn)問題的原因。二是預測，指在虛擬環(huán)境中建立虛擬工廠，在系統(tǒng)里實現(xiàn)虛擬的生產(chǎn)制造過程，提前識別隱患并觀察效果，降低新產(chǎn)品試制或工藝改進的成本。

設(shè)備自治能力的成功實踐

據(jù)鄺博士介紹，在上述九大能力中的細分場景中，華為有很多項目在推進，有些比較成熟，有些還在探索階段。如設(shè)備自治中的設(shè)備智能維護就已經(jīng)在應(yīng)用了。以往設(shè)備的被動響應(yīng)維修和計劃性的維修，有很多不科學、不合理的地方，有些設(shè)備的保養(yǎng)周期設(shè)置的過短，零部件會在健康度還比較完好的情況下進行保養(yǎng)，造成了不必要的浪費。

設(shè)備從正常運轉(zhuǎn)到出現(xiàn)故障，不是一個快速失效的過程，在前期會有一些特征可以識別出來，比如振動的幅度或者頻率出現(xiàn)異常。給設(shè)備加裝傳感器，對溫度、噪音等指標進行監(jiān)控，就能捕捉到這些信號，設(shè)備端監(jiān)測系統(tǒng)就可以分析出現(xiàn)異常的位置和原因，預測設(shè)備使用壽命，并通過類似WeLink的數(shù)字化辦公協(xié)作平臺，自動呼叫設(shè)備維修工程師，告知其異常的發(fā)生。甚至告知備用的零部件放在哪里，用什么樣的工具去維修。維修之后，還可以預測下次發(fā)生故障的時間。在華為松山湖工廠還有很多類似的應(yīng)用場景。

在中國“新基建”的大背景下，制造企業(yè)由“制造”向“智造”轉(zhuǎn)型的需求將更加迫切，華為將一如既往的聚焦云、AI、5G等先進ICT技術(shù)，構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，并聯(lián)合行業(yè)領(lǐng)先的生態(tài)合作伙伴，為未來工廠賦予更多的超能力，助力數(shù)字中國建設(shè)，共建萬物互聯(lián)的智能世界!

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