前言

 

艾默生機(jī)械自動(dòng)化解決方案在精密制造業(yè)一直有非常大的影響力，與西門子和施耐德的方案都在同一水平。我愛方案網(wǎng)觀察到，“控制工程”（Control Engineering）里艾默生的自動(dòng)化解決方案自頂向下的構(gòu)架，非常適合IDH（方案商）的細(xì)分領(lǐng)域技術(shù)方案參與項(xiàng)目分包，發(fā)揮IDH電子元器件，控制主板和軟件編程的“電子工程優(yōu)勢”，成為工廠自動(dòng)化的有機(jī)技術(shù)服務(wù)商，幫助傳統(tǒng)工廠實(shí)現(xiàn)數(shù)字化與智能化的蛻變。

 

艾默生數(shù)字化轉(zhuǎn)型五段論：學(xué)習(xí)，監(jiān)控，診斷，預(yù)測和優(yōu)化。這是學(xué)習(xí)型組織機(jī)構(gòu)的典型要素。

 

全球制造業(yè)正在經(jīng)歷數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的浪潮。中國是全球最具規(guī)模的電子制造業(yè)中心。我愛方案網(wǎng)認(rèn)為，艾默生的自動(dòng)化解決方案對于IDH有重要的借鑒意義。我愛方案網(wǎng)平臺(tái)匯聚10萬+IDH服務(wù)商，為幫助IDH服務(wù)商在數(shù)字化與自動(dòng)化轉(zhuǎn)型升級(jí)中更好地形成自己的核心競爭力，我們特別選取了艾默生數(shù)字化轉(zhuǎn)型架構(gòu)的案例以及IDH方案商的案例。

 

在當(dāng)今復(fù)雜的全球環(huán)境下，只有練好內(nèi)功，潛心學(xué)習(xí)，形成自己的核心競爭力，才能更好地把握好機(jī)遇，高質(zhì)量發(fā)展。

 

讓我們一起在學(xué)習(xí)進(jìn)取中得到成長！

 

01

數(shù)字化轉(zhuǎn)型思維模式

 

數(shù)字化轉(zhuǎn)型是利用各種可用技術(shù)如自動(dòng)化和數(shù)據(jù)科學(xué)帶來的融合力量來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)關(guān)鍵績效指標(biāo)（KPI）。它是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，制造商選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)啟動(dòng)，不僅購買控制系統(tǒng)，而且必需具備轉(zhuǎn)型思維模式和各級(jí)人員配合。

 

這個(gè)過程由學(xué)習(xí)，監(jiān)控，診斷、預(yù)測和優(yōu)化構(gòu)成。

 

艾默生DX的五個(gè)階段

 

數(shù)字化轉(zhuǎn)型首先要由數(shù)字鏈路支撐，它通過智能傳感器向智能可編程邏輯控制器（PLC）提供數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集和數(shù)字化的數(shù)據(jù)處理體系。收集的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在云端，也可以使用企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)管理軟件如Emerson Plantweb DataLake。這些數(shù)據(jù)可以通過不同的自定義或現(xiàn)成的機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）算法進(jìn)行處理，有助于獲得過程和設(shè)備數(shù)據(jù)建模。邊緣技術(shù)在虛擬化PLC（邊緣控制）或工業(yè) PC（邊緣計(jì)算）上執(zhí)行算法過程，從而就近直接在設(shè)備邊緣提供控制干預(yù)和決策。這些決策可以是關(guān)于過程效率、設(shè)備故障，甚至可以在部署之前模擬過程。

 

02

數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決OEE問題

 

數(shù)字化轉(zhuǎn)型幫助高管解決的典型業(yè)務(wù)的KPI 包括提高設(shè)備利用率、優(yōu)化生產(chǎn)流程、減少浪費(fèi)以降低運(yùn)營費(fèi)用和不間斷運(yùn)營以提高整體設(shè)備效率（OEE）。工廠廠長感興趣的是預(yù)測故障，根據(jù)狀況數(shù)據(jù)主動(dòng)安排設(shè)備維護(hù)，而不是基于計(jì)劃的被動(dòng)維護(hù)，以及對每班產(chǎn)量、庫存控制和其他制造參數(shù)進(jìn)行更確定的控制。

 

數(shù)字化轉(zhuǎn)型把MES與ERP整合，從而擁有一個(gè)整體集成的轉(zhuǎn)型系統(tǒng)，包括訂購、庫存管理、生產(chǎn)計(jì)劃和設(shè)備級(jí)別的見解。這允許對工廠的各個(gè)方面進(jìn)行持續(xù)的整體改進(jìn)，并能夠更好地監(jiān)控和協(xié)調(diào)生產(chǎn)以及其他工廠系統(tǒng)，以確保最佳的工廠性能。

 

03

精密制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和自動(dòng)化特點(diǎn)

 

精密制造業(yè)，特別是半導(dǎo)體制造業(yè)的資本支出非常密集，設(shè)備精密度和復(fù)雜程度高，橫跨化學(xué)、半導(dǎo)體、超凈廠房和精密機(jī)械多行業(yè)。半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)過程使用大量的腐蝕性氣體和超純水的各種混合物，必須滿足潔凈室的極高標(biāo)準(zhǔn)，包括電和水的功耗和再循環(huán)需求必須滿足。用于潔凈室環(huán)境的HVAC 系統(tǒng)必須非常可靠，以確保潔凈的環(huán)境，并且不會(huì)因雜質(zhì)混入和溫度波動(dòng)而對在制品造成損害。連接不同子系統(tǒng)并支持廣泛協(xié)議以提供工廠中央視圖的集成監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)也非常重要。

 

落實(shí)到執(zhí)行層面，數(shù)字化轉(zhuǎn)型依靠傳感器、閥門、執(zhí)行器、調(diào)節(jié)器、邊緣控制器和工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC）的上位和下位配合。艾默生等一線自動(dòng)化服務(wù)商都有支持主流協(xié)議和第三方驅(qū)動(dòng)程序，由可視化中央監(jiān)控，容易接納方案商的數(shù)字和圖像數(shù)據(jù)采集設(shè)備和網(wǎng)關(guān)等數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。

 

04

半導(dǎo)體晶圓制造的數(shù)字化轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)

 

能源節(jié)約和不間斷運(yùn)行是半導(dǎo)體晶圓制造業(yè)的第一數(shù)字轉(zhuǎn)型需求。制造一平方英寸微芯片需要大約46 升超純水，用電量約為7.5 kWh，還使用到大量的腐蝕性氣體。一個(gè)半導(dǎo)體工廠通常消耗相當(dāng)于一個(gè)中等城市每天的用水量。

 

半導(dǎo)體工廠的可持續(xù)發(fā)展舉措涉及降低成本和運(yùn)營連續(xù)性。隨著技術(shù)變得越來越復(fù)雜，該過程中的電、水和氣的消耗量也在增加。由于這種運(yùn)營連續(xù)性因素，比較汽車制造等其他資源消耗型傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型更迫切，包括跟蹤設(shè)備級(jí)別的能耗指標(biāo)、減少原材料浪費(fèi)和其他運(yùn)營效率參數(shù)方面。

 

05

提升整體設(shè)備效率的核心要素

 

整體設(shè)備效率（OEE）提升的三個(gè)核心要素：生產(chǎn)流程，設(shè)備可用性和原材料元器件的供應(yīng)鏈銜接。

 

流程好，缺少原材料不行；上道工序完成預(yù)定的模組生產(chǎn)，下道工序的設(shè)備故障卡殼葉不行。過去30年，有的工廠導(dǎo)入準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)制，有的通過設(shè)備冗余提升生產(chǎn)連續(xù)性。現(xiàn)在艾默生認(rèn)為最好的辦法是提高工廠各個(gè)流程和設(shè)備的累積可用性，用可視化可編程平臺(tái)的手段實(shí)現(xiàn)。例如，艾默生Emerson PACSystems PLC數(shù)據(jù)處理平臺(tái)有如下特點(diǎn)：

 

不間斷工作，即使在固件和硬件升級(jí)期間也能提供過程連續(xù)性；

邊緣計(jì)算功能， 部署在PLC或IPC端；

網(wǎng)絡(luò)安全，PLC　Archilles 2級(jí) 安全認(rèn)證，加密通信等；

能源管理功能,監(jiān)控資源利用率,工廠分析、精益制造、減少浪費(fèi)；

中央監(jiān)控、隨時(shí)隨地的警報(bào)調(diào)度，以及高級(jí)報(bào)告生成。

06

艾默生平臺(tái)接入多種服務(wù)商方案商

 

1. 半導(dǎo)體設(shè)備制造商會(huì)發(fā)現(xiàn)配備艾默生PACEdge 的IPC 在運(yùn)行相關(guān)核心過程和在設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)邊緣連接方面得心應(yīng)手。使單個(gè)設(shè)備能夠連接到云端并與其他設(shè)備和過程進(jìn)行交互。

 

2. 為工廠提供電、氣、水設(shè)備商喜歡PACSystems 邊緣解決方案，以提高生產(chǎn)力，獲得對設(shè)備和過程的數(shù)據(jù)分析。比如，水撬裝設(shè)備商可以使用邊緣控制器和Movicon WebHMI 遠(yuǎn)程管理星羅棋布的車隊(duì)。系統(tǒng)集成商可以在他們提供的系統(tǒng)中包含PACSystems 控制解決方案。

 

3. 艾默生PACSystems、邊緣計(jì)算、變頻驅(qū)動(dòng)器（VFD）、能源監(jiān)控和SCADA 解決方案等，是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型體系，他們提供性能、可用性、網(wǎng)絡(luò)安全、向后集成，還有一個(gè)跨解決方案的配置工具包，可以實(shí)現(xiàn)快速切換。

 

07

數(shù)字化轉(zhuǎn)型方案商案例：九鼎創(chuàng)展

 

結(jié)合艾默生的數(shù)字轉(zhuǎn)型思維模式，我們介紹一家設(shè)備HMI／顯控和可視化方案商-深圳九鼎創(chuàng)展科技公司（以下簡稱“九鼎創(chuàng)展”。

 

九鼎創(chuàng)展是一家致力于ARM平臺(tái)的技術(shù)方案提供商，專注嵌入式軟硬件方案開發(fā)和PCBA方案產(chǎn)品交付。九鼎創(chuàng)展的方案產(chǎn)品應(yīng)用于智能家居、智能車載、智慧醫(yī)療、3D打印、智能儀器儀表、教育巡考、邊緣計(jì)算等工控行業(yè)等設(shè)備，幫助客戶快速導(dǎo)入智能化自動(dòng)化。客戶無需在主控芯片和指令集上花費(fèi)資源，只要客戶具備一定的硬件設(shè)計(jì)能力，具備一定的系統(tǒng)定制、驅(qū)動(dòng)開發(fā)的能力，具有上層應(yīng)用程序開發(fā)實(shí)力 具備一定的系統(tǒng)定制、驅(qū)動(dòng)開發(fā)的能力，具有上層應(yīng)用程序開發(fā)實(shí)力，具備上層應(yīng)用程序開發(fā)實(shí)力，具備上層應(yīng)用程序開發(fā)實(shí)力。也就是說主控PCBA的技術(shù)問題九鼎創(chuàng)展負(fù)責(zé)，客戶只需在應(yīng)用程序，互通互聯(lián)和被控設(shè)備業(yè)務(wù)流程上做功夫。

 

“九鼎創(chuàng)展成立十余年來，為客戶提供百余行業(yè)非標(biāo)方案產(chǎn)品，聚焦嵌入式技術(shù)，基于三星、瑞芯微全系列，全志和MTK相關(guān)核心SOC開發(fā)了系列成熟解決方案，能夠在最快速度為客戶提供按需定制的行業(yè)解決方案，賦能客戶創(chuàng)新。”九鼎創(chuàng)展總經(jīng)理劉啟明介紹公司產(chǎn)品布局。在數(shù)字化自動(dòng)化方面，九鼎創(chuàng)展有RK核心板，主控板，IPC和網(wǎng)關(guān)支撐產(chǎn)品。

 

九鼎創(chuàng)展在邊緣計(jì)算，工業(yè)網(wǎng)關(guān)和IPC方面有產(chǎn)品布局，有一批智能零售和高速公路管理設(shè)備客戶。

 

“邊緣計(jì)算對GPU、NPU的運(yùn)算能力要求一直呈遞增狀態(tài)，涉及行業(yè)有無人售貨、智慧收銀、高速公路ETC智慧收費(fèi)、智能停車場收費(fèi)、汽車輔助駕駛等，”劉啟明在算力賦能產(chǎn)品方面，采用了瑞芯微高端的RK3588和高性價(jià)比的RK3566/3568方案。

 

來源：我愛方案網(wǎng)  鏈接：https://www.52solution.com/