数澜科技_汪国强_制造工厂数字大脑建设与应用

工厂数字大脑建设与应用 演讲者：汪国强 数澜科技智能制造部总监 让数据用起来 目录 CONTENTS 从灯塔工厂看数字大脑 01 LookingAtTheDigitalBrainFromTheLighthouseFactory 02 数字大脑的建设路径 TheConstructionPathOfDigitalBrain 03 数字大脑的应用场景 ApplicationScenariosofDigitalBrain 04 未来工厂展望 TheFutureoftheDigitalBrain 让数据用起来 让数据用起来 01 从灯塔工厂看数字大脑 FromLighthouseFactoryToDigitalBrain 让数据用起来 中国工厂数字化和智能化前路漫漫 2022工业增加值 33.2%GDP 中国工厂总数中国智能工厂总数万分之三，9808亿 中国灯塔工厂总数全球132家灯塔工厂 让数据用起来 不同灯塔工厂关注重点不同 电子行业 设备自动化水平柔性生产模式绿色发展 汽车行业 端到端价值链打通柔性制造 商业模式创新机器人替代人提高效率 消费品 钢铁石化 成本下降、精益生产能耗/排放减少 灯塔工厂关注重点 医药成本控制生产效率提升快捷交付质量控制 工业机械 产品敏捷开发、个性化定制、快捷交付库存管理 柔性生产模式缩短交付周期提高生产效率实时排程运维 不同的“灯塔工厂”的建设侧重点有所不同，以服装、日用品、食品饮料为代表的消费品行业，注重产品敏捷开发、个性化定制、快捷交付、库存管理;以钢铁、石化为代表的流程行业“灯塔工厂”更关注精益生产，提高能源使用效率，实现可持续发展;电子行业“灯塔工厂”关注设备自动化水平、柔性生产模式和绿色发展;医药行业倾向于通过数字化智能化技术降低成本，提高生产效率，打通端到端价值链促进快捷交付，使用突破性技术降低质量波动。 让数据用起来 众多制造企业选择建设智能工厂或灯塔工厂 电子设备 医药制造 三一集团 成飞集团 汽车及零部件 机械装备 冶金化工 制造其他 让数据用起来 灯塔工厂切实降本增效，实现精益生产 数字化赋能的人机匹配 劳动生产效率 ↑200% 端到端实时供应链可视化平台 包装材料 ↓40% 富士康（成都） 基于历史和传感器数据的预见性维护数据整合 设备综合效率 ↑17% 物联网赋能的制造质量管理 质量警报时间 ↓99% 利用高级分析优化生产计划数字化赋能的自动加叫料系统 库存生产库存 ↓25%↓35% 人工智能引导的机器人性能优化 生产效率 ↑100% 三一重工（北京） 协作机器人与自动化 模型更改时间 ↓83% 基于5G的双台重型物流AGV 平均运输时间 ↓50% 人工智能引导的机器人性能优化 机器效率 ↑31% 灯塔工厂通过部署多样化用例改进生产，有的侧重于工厂内部的数字化生产，有的侧重于打通端到端的价值链。工厂内部的生产数字化用例包括：数字装配与加工、数字设备维护、数字化绩 效管理、数字质量管理、数字化可持续发展；端到端价值链用例包括：供应网络连接性、端到端产品开发、端到端规划、端到端交付、客户连接性。通过拓展合适的用例，企业生产效率，产品质量、交付速度、节能等指标有了大幅改善。 让数据用起来 工厂升级进化路线 信息化工业4.0 传统工厂数字工厂智能工厂 将会发生什么 预测 自适应 如何实现自我响应自我进化 透明化 正在发生什么了解现状 发生的原因什么理解现状 防范未然 1 2 3 4 5 6 计算机化 链接 可视化 多数制造企业所处阶段 领先制造企业已开始先行先试 让数据用起来 智能工厂的核心科技 ⑤工厂数字大脑 ①智能设备 ②业务流程信息系统 ③泛在感知的工业互联网 ④大数据开发管理平台 让数据用起来 让数据用起来 02 数字大脑建设路径 TheConstructionPathOfDigitalBrain 让数据用起来 工厂升级遇到的种种挑战 让数据用起来 工厂数字大脑需要具备数据整合与应用的能力 故障预测 销售计划 图像质检 路径优化 关键因素识别 产品数据 运行异常预警 设备数据 工艺参数推荐 制成品性能分布预测 供应链优化 异常预警 图像质检 库存分析 良率预测荐 工艺参数 能耗数据 健康指数监测 物流数据 管理数据排班数据经营数据 多维参数分析 设备效率监测 关键参数监测 调度优化 参数推荐 实时参数推荐 工艺组合推荐 设备故障预警 产能效率分析 排产优化 让数据用起来 工厂数字大脑架构 研发数字大脑 工厂数字大脑 制造数字大脑 决策数字大脑 数据治理体系 客户需求分析设计分析 能耗分析计划排产 销售分析产能分析 数据治理规划 产品健康评估 产品健康监控 智能排程 物料管理 供应链分析 人效分析 数据治理机制 仿真建模测试分析 智慧供应链质量溯源 双碳分析产品分析 数据治理组织 统一数据采集平台统一数据开发平台统一数据治理平台统一数据服务平台 数据质量管理 关系型数据存储 宽表数据存储 搜索数据存储 键值数据存储 图数据存储 文档存储 图片/视频存储 时序存储 对象存储 事件存储 结构化 湖仓一体 元数据管理 半/非结构化 数据标准管理 外部数据 手动上传数据 信息化系统数据（LIMSMESERP等） IOT数据 传感器数据 SCADA数据 数据治理PDCA 让数据用起来 人脑运作机制参考 人脑神经网络神经元 让数据用起来 关键一：通过指标体系构建“神经网络”，建立感知能力 监控战略目标及决策 工厂决策层 关键指标 成本库存采购指标指标指标 风险预警 经营绩效 质量车间人力指标指标指标 ··· 战略目标 ··· 人效主题模型 质量主题模型 产供销主题模型 采购主题模型 仓储主题模型 成本主题模型 运营管理层 反馈 业务运营层 运营策略 生产日报 库存日报 质量月报 设备 OEE 报表 能耗报表 ··· 让数据用起来 关键一：工厂数字化运营管理指标体系 数字工厂指标体系 计划类物料类成本类质量类工艺类设备类效益类能耗类 计划完成率订单合格率 销售订单兑现率计划延迟率 产销率产能利用率 材料消耗率物料收得率产量损失率工序产量在制品数 投入产出比单位成本日成本 陈本差异率质量成本采购成本 产品合格率一次通过率工序返工率产品返工率SPC分析投诉类分析 工艺合格率关键工艺指标值 工时准确率工时利用率 停机时间分析停机原因分析备件库龄分析巡检执行率维修及时率 维保计划执行率 设备效率人员效率一次通过率 关键设备OEE 能耗标煤能耗成本单品能耗 万元产值能耗单项能耗占比能耗同环比 让数据用起来 关键二：通过AI智能算法实现自我进化 深度学习无监督学习 聚类分析 神经网络 贝叶斯随机森林算法 研发生产过程积累的海量多维数据AI智能算法 高阶智能场景 让数据用起来 关键三：工厂数字大脑需要基础夯实的基建 平台：大数据能力的基础 TheFoundationofBigDataCapability 工厂数字新基建 数据：从数据到资产 FromDatatoAsset 应用：数据能力的表现 PerformanceofDataCapability 让数据用起来 关键三：基于数据生命周期实现数据价值应用 ①数据源 ②采集③汇聚 ④开发与治理 ⑤分析⑥共享服务 ⑦数据应用 数据来源 实时数据源 IOT数据 实时营销数据 数据采集平台 实时采集 消息 CDC 实时数据预处理 汇聚区（ODS） 工厂数据湖 实时区实时标准数据 基础区 实时指标计算 数据应用 管理驾驶舱 财务资金全链 供应链控制塔 智能排产 产能预测 质量溯源 供应商画像 客户标签画像 预测性维护 · 数据共享服务 指标服务API 标签服务API 报表服务API 数据检索服务API 知识图谱服务API 风控预警服务API 数据安全服务API 文件共享 API 订阅/编排 · 主题区集市区 实时物流数据 · 离线数据源 业务系统MESPLMERP ERP外 CRM部 数 WMS据 主数据财务数据 · 线下数据 API · 离线采集 文件 数据库 接口 补录填报 · 结构化数据 从库或备库（高可用） 产品数据生产数据销售数据质量数据设备数据 · 半/非结构化数据视频图片 文档 · 客户设计 关系型数据库 对象存储数据库 员工生产 供应商销售 物料物流 产品库存 BOM品控 设备财务 工艺人事 项目· 物料主题质量主题生产主题销售主题库存主题 · 资产体系区标签体系 指标/报表知识图谱 One-BOM 物料拉东质量溯源 供应链全周期产能监控 产供销一体化能耗双碳监控车联网数据分析 · 集团数据湖 集团实时区 集团数据汇聚 从库ODS 集团基础区 集团主题区 集团 资产体系区 集团集市区 让数据用起来 关键三：基于数据中台架构支持多种数智场景 数据安全 数据共享 数据服务 制 经营分析 领导驾驶舱 智慧供应链 质量溯源 知识图谱· 价值输出 造指标模型标签· DWS ADS DWD ODS 架 资产管理 数据资产化数据治理数据清洗 数据中台 力 构 人车间设备 数据资产 研发 财务 供应链 成本 招采电池 销售冲压/焊接 涂装/总装 其他 产线 质检 IOT 物联 数据汇集 运营ERP 售后 BOM MES系统 APS排产 数据源 集团数据各工厂端数据 让数据用起来 让数据用起来 03 数字大脑应用场景 AplicationScenariosofDigitalBrain 让数据用起来 让数据用起来 工厂级驾驶舱管理 让数据用起来 车间级驾驶舱管理 车间生产日报 纵深专题分析 （工程、品控…） 厂区能耗监控 设备健康度画像 调度分析 … 让数据用起来 产线级驾驶舱管理 让数据用起来 设备级驾驶舱管理 运行异常预警，设备状态检测，健康指数分析，参数曲线分析，设备综合效率分析 让数据用起来 能耗动态监控 让数据用起来 能耗动态监控 让数据用起来 碳排放动态监控 让数据用起来 端到端价值场景|基于订单OneID实现端到端拉通 ERP：接单、跑单PLM：新品、更改 ERP：下单 PLM：开发、更改 工程部 APS：计划、排产MES：车间反馈 WMS：送货安排 ERP：接单、下单 PLM：新品、更改装箱单系统：出货 营销部 ERP下单 PLM-ERP对接 生产部 ERP下单 采购部 生产 WMS：接单、退货 ERP：接单 ERP：管理 船务部 One-Order 数据中台 过程 WMS：送货安排 WMS：接单、提货MES：排产、采集 货位系统：管理 条码系统：管理 成品仓 ERP成品入库MES自动推送入库 总车间 ERP配送清单 材料仓 WMS：接单、递货 智能仓库：管理 品控部 MES检验发送APS：配送时间 APS：排产MES：采集、录入 货位系统：管理智能仓库：管理 QMS：品质管理 ERP：领料、退货PLM：资料核对 让数据用起来 端到端价值场景|基于产品全生命周期的质量溯源 质量数据分散在各系统中 PLM系统 MES系统 QMS系统 TPM系统 RMA系统 CRM系统 WMS系统 TMS系统 DMS系统 · 让数据用起来 端到端价值场景|事前-事中-事后质量闭环管理 符合性监控 批次定义 黄金参数 管控区间定义 特征类型筛选 事后分析 事中监测事前控制 良率趋势分析 FTA分析 缺陷地位 检测特征相性分析 根因分析 · 特征参数筛选 研判规则定义 质量知识图谱 · 符合性评价 预测性维护 · SPC异常模型 超时序分析模型批次符合模型 制造质量大数据湖 相关性分析模型 孤立森林模型 决策树模型 设计质量数据设备数据/生产数据管理过程质量数据实验室质检数据供应链质量数据客户反馈缺陷数据其他质量数据 PLMMESERPLSMSRMDMS其他 让数据用起来 端到端价值场景|质量分析预警 让数据用起来 端到端价值场景|工艺参数推荐 推荐参数组1 •