Данные как основа цифрового производства

На международной научной конференции «ЦИСП'2018» Тао Фэй - профессор и зам. декана в Школе автоматизации науки и электротехники, Университет Бейхан, Пекин, Китай - поделится своим опытом в сфере умных производств и моделирования цифровых двойников. 

Большие данные сегодня являются основой для создания умных производств. А вы знаете как использовались производственные данные в различные промышленные эпохи? Вот несколько интересных наблюдений из статьи Тао Фэй. 

 

Источники данных

Сбор данных

Хранение данных

Анализ данных

Передача данных

Управление данными

Эпоха ручного труда

Человек

Вручную

Память человека

Произвольный

Вербальная

N/A

Эпоха машинного производства

Человек и машины

Вручную

Письменные документы

Систематический

Письменные документы

Оператор

Информационная эпоха

Человек, машины, информационные и вычислительные системы

Полуавтоматический

Базы данных

Обычные алгоритмы

В цифровом виде

Информационные системы

Эпоха больших данных

Машины, продукты, потребители, информационные системы,

Автоматический

Облачные сервисы

Алгоритмы больших данных

В цифровом виде

Облака и искусственный интеллект

 Эпоха больших данных характеризуется появлением новых гибких и экономически-эффективных способов сбора, обработки, хранения и анализа данных. Как результат - предприятия могут получать углубленное понимание взаимосвязей, полученных из больших объемов данных. Но данные сами по себе бесполезны, пока они не "переведены" в понятный для пользователя вид. То есть, чтобы превратиться в конкретную информацию, данные должны преодолеть длинный путь: сбор, передача, хранение, первичная обработка, фильтрация, анализ, накопление, визуализация и применение. Этот путь можно назвать жизненным циклом данных.

Модель цифрового производства

Умное цифровое производство подразумевает, что все собранные данные пройдут полноценный жизненный цикл и будут преобразованы в информацию для принятия решений. Модель умного цифрового производства, управляемого данными, может быть представлена в виде следующих модулей (см. рис.):

  • Модуль производства: здесь происходит преобразование материалов в конечную продукцию с помощью различного оборудования и информационных систем, усилиями машин и персонала.
  • Модуль управляющих данных: получает на вход данные с производства, которые обрабатываются в облачном дата-центре и передаются в виде информации для принятия решений обратно на производство или в модули мониторинга и обработки проблем.
  • Модуль мониторинга в реальном времени: отвечает за качество производства в реальном времени. Получает информацию из модуля управляющих данных, на основании которой осуществляется операционное управление производством.
  • Модуль обработки проблем: здесь происходит оценка рисков, поиск причин и предотвращение аварийных ситуаций. Принимая во внимание исторические данные и данные мониторинга в реальном времени, модуль выдает информацию для проактивных действий обслужиавющего персонала или систем безопасности и обеспечивает гладкое функционирование производства.

Характеристики цифрового производства

Основанное на больших данных цифровое производство обладает следующими признаками:

  • Клиентоориенированность: использование каналов обратной связи, исторических данных, данных каналов сбыта для более отзывчивого и персонифицированного производства и разработки новых продуктов.
  • Самоорганизация: использование массива данных о ресурсах и задачах производства для умного планирования.
  • Исполнительность: использование разнообразных данных от производственных процессов для точного операционного управления.
  • Саморегуляция: использование онлайн данных для мониторинга технологических процессов.
  • Самообучаемость: использование исторических и онлайн данных для предиктивного обслуживания и контроля качества.

Таким образом, умное производство основанное на больших данных окружено большим набором услуг и сервисов, которые повышают его эффективность и улучшают производительность.

В оригинальном тексте статья Тао Фей вы также найдете варианты использования больших данных на производстве, а также описание умного производства кремниевых пластин.

Полный текст статьи: Tao F, et al. Data-driven smart manufacturing. J Manuf Syst (2018), https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2018.01.006

Article in Journal of Manufacturing Systems