




把工厂的生产设备联网(即工业物联网,IIoT)对制造企业带来的好处是多方面且深远的,它正在深刻改变制造业的面貌,是实现智能制造和工业4.0的核心基础。主要好处包括:
1.提升生产效率和设备利用率 (OEE):
o 实时监控与优化: 实时获取设备运行状态(运行、停机、待机、故障)、速度、产量等数据,管理者可以即时了解产线效率瓶颈。
o 减少停机时间: 快速发现设备异常或故障,缩短故障响应和修复时间。结合预测性维护,可以在故障发生前进行干预,避免计划外停机。
o 优化生产调度: 基于设备的实时状态和产能数据,可以更智能、更动态地安排生产任务和工单,减少设备空闲和等待时间,提高整体设备综合效率。
o 识别性能瓶颈: 通过数据分析,精确找出影响整体产出的关键瓶颈设备或工序,有针对性地进行改进。
2.实现预测性维护:
o 从被动到主动: 传统维护是定期或故障后维修。设备联网后,通过传感器持续采集设备的振动、温度、电流、压力等关键参数。
o 预测故障: 利用大数据分析和机器学习算法,识别设备性能劣化的早期征兆,预测可能发生故障的时间和部件。
o 降低成本: 避免突发性重大故障导致的昂贵维修、生产中断和备件紧急采购成本;优化备件库存;减少不必要的预防性维护(过度维护)。
o 延长设备寿命: 在最佳时机进行维护,避免设备在异常状态下运行导致进一步损坏。
3.提高产品质量与一致性:
o 过程参数监控: 实时监控影响产品质量的关键工艺参数(如温度、压力、速度、配料量等),确保其严格控制在设定范围内。
o 快速追溯与根因分析: 将设备参数与产品质量数据关联,一旦发生质量问题,可以迅速追溯到具体设备、工位、时间段甚至操作员,分析根本原因(是设备参数漂移?还是操作失误?)。
o 减少废品与返工: 通过实时监控和及时干预,减少因设备或工艺参数偏离导致的产品缺陷,降低废品率和返工成本。
o 自动化质量控制: 集成在线检测设备数据,实现更快速、更客观的质量判定。
4.优化能源消耗与成本:
o 精细化管理: 精确监控每台设备、每条产线甚至整个车间的实时能耗。
o 识别能耗异常: 发现异常高能耗的设备或时间段(如待机耗电过高、空转)。
o 优化运行策略: 基于生产计划和能源价格,优化设备的启停和运行模式(如错峰生产)。
o 设定节能目标与追踪: 量化能源使用情况,设定节能目标并追踪成效,降低运营成本,支持可持续发展目标。
5.增强生产可视性与决策支持:
o 实时数据仪表盘: 通过中央控制室或移动终端,管理层和车间人员可以实时查看关键绩效指标、设备状态、生产进度、质量状况、能耗等信息。
o 数据驱动决策: 告别凭经验决策。基于准确、及时、全面的数据,进行生产计划调整、资源分配、工艺改进、投资决策等。
o 远程监控与管理: 管理人员可以在任何地方监控工厂运行状况,提高管理效率和响应速度。
6.提升供应链协同与柔性:
o 精确产能信息: 实时掌握实际产能和订单完成进度,为销售和供应链部门提供更准确的信息,用于接单、承诺交期和物料需求计划。
o 更灵活响应需求变化: 快速洞察生产瓶颈或能力变化,更灵活地调整生产计划以应对市场需求波动或紧急订单。
o 与MES/ERP深度集成: 设备联网数据是制造执行系统和企业资源计划系统的重要输入,实现从订单到交付的端到端数字化管理。
7.改善工作环境与安全性:
o 远程操作与监控: 减少人员进入危险区域(如高温、高压、有毒环境)的需要。
o 设备安全状态监控: 监控安全联锁装置、急停按钮等安全设备的状态,确保其正常工作。
o 预警危险工况: 通过传感器监测环境参数(如有害气体浓度、高温)或设备异常(如过载、过热),提前预警潜在安全事故。
8.支持产品与服务创新:
o 产品即服务: 通过设备联网收集产品在客户现场的使用数据,制造商可以提供基于使用量的收费模式、预测性维护服务、性能优化建议等增值服务,转变商业模式。
o 产品研发反馈: 了解产品在实际运行中的表现和问题,为下一代产品设计和改进提供宝贵数据。
o 数字孪生: 联网设备的数据是构建和驱动产品/产线数字孪生模型的基础,用于模拟、优化和预测。
生产设备联网的核心价值在于将物理世界的设备运行转化为可度量、可分析、可优化的数字信息流。这为企业带来了前所未有的透明度、控制力、洞察力和敏捷性,最终转化为更高的生产效率、更低的生产成本、更好的产品质量、更强的市场竞争力以及创新的商业模式。虽然实施过程涉及投资和技术挑战(如网络安全、数据集成、协议兼容性等),但其带来的长期收益是巨大的,是制造业数字化转型不可逆转的趋势。