建造未來的工廠 - 化工行業
簡介
建立工業 4.0 智慧工廠需要時間、計劃、金錢和員工的買入。建議公司在開始之前制定路線圖，顯示他們想做什麼。透過數位平台改善溝通，確保人員、流程和技術之間的一致性。
智慧工廠是使用電腦技術，將每台機器的即時狀態傳輸到中央樞紐的設施。這些資料用於現場決策，避免生產延誤，並提供提高效率的機會。
在這些工廠，連線到電腦網路的電子感測器組合，提供了持續的資訊串流。當與人工智慧軟體相結合時，電腦會做出自主決策，從而改善化工廠的生產。
僅在美國，86% 的製造商認為，到 2025 年，智慧工廠將成為競爭的主要驅動力。
它是如何工作的
加強機器之間的溝通意味著：接收告訴採購哪些原材料到達，以及何時到達。採購部知道手裡有什麼供應品，必須訂購什麼。 機器 A 擁有創造產品所需的材料。B 機器正在開發不同的產品，而不是在等待 A 機器時閒置。機器 A 到 Z 被可程式為執行他們的工作，並讓人類工人知道何時可能出現潛在問題。銷售人員知道哪些成品可供運輸，哪些正在生產中。客戶知道他們什麼時候，可以期待他們需要的時間和數量的交貨。最重要的是，這些資訊是即時的，所以每個人都知道潛在的問題，以及如何解決這些問題。
從支援工業物聯網（IIoT）的裝置獲取資料，並快速分析它，將標準工廠變成智慧化工廠。
這些工廠可以快速檢視，從庫存到生產再到銷售的整個供應鏈。能夠追蹤生產流程，並確保供應鏈順利流動，是 Microsoft Dynamics 供應鏈管理等專業軟體的功能。
然而，使用舊的手動裝置轉換現有工廠需要時間、精力和金錢。要將模擬工廠逐步提升到這個水準，需要深思熟慮和大量的規劃。
關鍵的智慧技術包括感測器、工業物聯網（IIoT）連線、工廠車間網路連線和佈線等硬體元件，以及數百萬（可能是數十億）資料集的資料儲存。公司電腦 —— 無論是在本地還是透過雲端連線 —— 都需要能夠使用人工智慧組織和管理資料的軟體。其中一個產品是微軟動力供應鏈管理。
圖：1互聯工廠的工作
工業 4.0
作為第四次工業革命（俗稱工業 4.0）的一部分，在 20 世紀中葉的第三次工業革命中，智慧工廠建立在電腦化的基礎上，增加了製造工藝。
除了自動化單個機器外，工業 4.0 智慧化工廠還有：
- 大幅增加資料收集，從而做出更準確的決策。
- 提高自動化，以涵蓋整個生產執行。這可以更有效地生產商品，包括在人類不在場的時候。
- 提高了靈活性，允許工廠從一個單元開始批次生產任何尺寸的批次。
5%的工廠完全「聰利」。
30%的工廠正在更新到智慧狀態。
65%的工廠沒有朝著智慧地位取得進展。
智慧工廠挑戰
工廠業主在將現有設施轉換為智慧工廠方面，面臨著幾個潛在的障礙，以最少的停機時間和缺陷，更有效地執行。這些障礙可能包括：
- 接受持續培訓並發展所需技能的員工。德勤估計，僅在未來十年，美國就出現 200 萬工人短缺。
- 更新工廠地板機器的成本，包括感測器和資訊共享功能。一些現有的機器可以修改，而另一些可能需要更換。
- 將所有資料收集點聯網，以確保流暢、持續的資訊流。資訊可以流向場所的中央伺服器或遠端傳輸。
- 接受智慧工廠覆蓋整個公司的概念，而不僅僅是生產工廠。
- 確保所有更新的裝置都是相容的，並且可以整合到一個完整的網路中。
引領轉換變化
一些公司任命「變革冠軍」，帶領他們的公司進入智慧工廠 4.0 時代。 這些人通常負責使技術更新與工人相關。
德勤的研究顯示，變革冠軍應該從上而下（例如，上層管理）和自下而上（例如工廠工人），幫助獲得員工的支援。
他們的主要重點是回答「這對我有什麼好處？」這個問題。在潛在問題發生之前解決這些問題。生產過程中的問題較少意味著產出更多，也可能銷售額增加，這有利於整個公司。
變革冠軍還向員工解釋，他們將如何透過獲得智慧工廠所需的新技能而受益。額外的培訓等同於更多的技能，這轉化為改善薪酬和工作保障的更多機會。
化工廠自動化裝置
現有工廠成為「智慧化」工廠，必須採取的一個步驟是更新裝置。例如，工廠工人手動開啟和關閉的閥門，應被自動開啟和關閉的半導體增強閥門取代。
為智慧工廠技術提供所需資訊，所需的許多化學處理儀器包括：
- 智慧壓力變送器配有微處理器和半導體壓力感測器，可以直接測量管道中的壓力。
- 配備微處理器的差壓變送器，用於測量氣體、流體和蒸汽的流量、壓力和液體水準。
- 用於測量氣體、蒸汽和液體的流量計，包括允許校正溫度和壓力的渦流模型。
- 液位變送器配有微處理器感測器，用於測量液體中的液位。
- 控制閥，如偏心三向旋轉閥，用於混合或分割流體。
- 溫度控制器，以確保溫度在裝置的執行範圍內，並在潛在的裝置問題發生之前通知人員。
像這樣的機電裝置與監控軟體相結合，讓工人從任何地方觀察智慧工廠地板上的狀況：工廠的辦公室或海灘上的膝上型電腦。
電腦定位器讓訓練有素的工人知道，固定閥門開口和實際閥門開口之間的偏差。這些知識有助於工人在閥門故障發生之前，檢測到即將發生的閥門故障的跡象。
建立成功的路線圖
想要將其工廠更新為智慧化工廠的公司可能希望遵循一條類似於這條路徑的公司：
1. 根據每家公司的具體行業動態繪製智慧製造策略。當真正的價值開始出現時，要敏捷，能夠改變方向。
2. 建立一個智慧試點專案，並提供概念證明，以證明專案對公司的價值。擁抱失敗，從錯誤中吸取教訓。
3. 使用可擴充的資料模型定義所需的功能。確保一個區域使用的技術與其他地方使用的技術通訊。
4. 確定適合公司的智慧製造見解，例如跨職能資料分析團隊。在團隊之間共享資訊，以避免重複工作，同時獲得額外的見解。
5. 將新方法制度化，以防止舊、效率較低的方法重新進入更新的操作。向員工展示技術升級，如何對化工廠營運產生顯著影響的具體例子。
數位：2
建立成功路線圖
關鍵的要點
- 將現有工廠轉變為智慧化工廠需要時間、精力、金錢和耐心。工廠老闆和經理必須克服實現目標的障礙。
- 最重要的任務之一是任命最高（行政）和底層（工廠工人）級別的變革冠軍，他們共同努力，讓整個員工加入進來。
- 進入工業 4.0 時代意味著更新裝置，以提供持續的資料串流。公司應該制定一個路線圖，顯示他們將如何從目前的位置轉變為智慧工廠。
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