隨著企業(yè)對各類創(chuàng)新技術(shù)的采用以及對不同資質(zhì)人才的聘用，新型的數(shù)字化工廠正悄然指引制造業(yè)的轉(zhuǎn)型，并推動著制造業(yè)的數(shù)字化中心邁向高度定制化的產(chǎn)品和系統(tǒng)。

    自從《中國制造2025》成為國家戰(zhàn)略，國家層面就先后發(fā)布了多達(dá)26項(xiàng)政策文件。當(dāng)前，智能制造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型在企業(yè)內(nèi)部裝配、物流、包裝、過程控制、生產(chǎn)工藝和企業(yè)管理等方面持續(xù)獲得關(guān)注，但許多企業(yè)的老板還是沒有下定決心將工廠進(jìn)行升級優(yōu)化，而傾向于使用現(xiàn)有的設(shè)備和流程，維持現(xiàn)狀不變。

      COVID-19導(dǎo)致很多企業(yè)生產(chǎn)成本越來越高，企業(yè)老板們正在不斷尋求新的技術(shù)面對到來的挑戰(zhàn)，同時迫使企業(yè)在不可預(yù)知的時間和環(huán)境下運(yùn)行和優(yōu)化現(xiàn)有的各種系統(tǒng)。面對日趨嚴(yán)峻的市場形勢，全球范圍內(nèi)越來越多的企業(yè)都不得不在其主營業(yè)務(wù)中使用新技術(shù)，以加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型。在經(jīng)歷了11111初一段時間的混亂之后，各公司和行業(yè)都意識到技術(shù)性人才是公司重要生產(chǎn)力，都在努力招聘和留住合適的員工，進(jìn)而圍繞未來項(xiàng)目投資回報(bào)率的問題受到更多關(guān)注。

      互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（IDC）估計(jì)，在工業(yè)4.0技術(shù)方面的支出，如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和機(jī)器人技術(shù)等，將超過1萬億美元，其中以制造業(yè)和運(yùn)輸業(yè)為首。數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以推進(jìn)業(yè)務(wù)戰(zhàn)略，改善運(yùn)營，并在可持續(xù)性和生產(chǎn)效率方面帶來新的機(jī)遇。為了取得成功，制造企業(yè)需要提高資產(chǎn)和運(yùn)營價值鏈的盈利能力和資本回報(bào)率。

      當(dāng)然，對那些轉(zhuǎn)型速度不夠快的公司，也不乏會出現(xiàn)慢慢被整個市場所淘汰的可能。無數(shù)的圖表預(yù)測工業(yè)4.0將帶來指數(shù)型的增長。但如此類型信息已經(jīng)流傳多年了，它們經(jīng)得起時間的考驗(yàn)嗎？如何獲得真實(shí)的ROI和TTV數(shù)據(jù)？

      讓我們倒退看前幾年的數(shù)據(jù)，一份2017年的報(bào)告預(yù)測，從2017年至2023年，工業(yè)4.0的復(fù)合年增長率（CAGR）為37%（從470億至3100億美元）。而2019年的一份相關(guān)報(bào)告則顯示，2020年至2027年工業(yè)4.0的復(fù)合年增長率被重新預(yù)測為14.6%。

      盡管從這兩個數(shù)據(jù)來看，對工業(yè)4.0的預(yù)期可能過于樂觀，但它們也說明了大量的錯誤信息正在使數(shù)字化轉(zhuǎn)型變得更加復(fù)雜和困難。這種錯誤信息，主要是一些供應(yīng)商企業(yè)為了銷售不必要的硬件和軟件解決方案而導(dǎo)致的，目的是將用戶鎖定在一個獨(dú)特的解決方案中。這些新技術(shù)和概念的真正11111終目標(biāo)是更普及、更開放和更宏大的數(shù)字化愿景。

      為避免此類復(fù)雜情況和不準(zhǔn)確的ROI和TTV計(jì)算，重要的是簡化企業(yè)數(shù)字化規(guī)劃，并將其優(yōu)化為一個可以逐步實(shí)施的計(jì)劃。通過這個過程有助于更好地理解需求，使企業(yè)更好地準(zhǔn)備為每一步選擇合適的技術(shù)合作伙伴。

      為了簡化和優(yōu)先考慮數(shù)字化規(guī)劃，首先考慮數(shù)字化制造如何集成3個關(guān)鍵業(yè)務(wù)功能系統(tǒng)：

?監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）、可編程邏輯控制器（PLC）、過程控制系統(tǒng)（PCS）和專家系統(tǒng)（APC）；

?制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），包括生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、能源管理、過程監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)行和質(zhì)量管理等；

?企業(yè)資源規(guī)劃（ERP），包括財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、銷售管理系統(tǒng)、和物資管理系統(tǒng)等。

      實(shí)現(xiàn)盈利的能力和競爭優(yōu)勢，需要這3個業(yè)務(wù)功能系統(tǒng)的無縫集成。重要的是從設(shè)備基礎(chǔ)自動化開始，然后整合MES，再結(jié)合ERP。遵循此路徑，除了數(shù)據(jù)需求之外，還因?yàn)樗?1111簡單的開發(fā)路徑。

      由于PLC控制系統(tǒng)是制造業(yè)中有名且易于理解的系統(tǒng)之一，因此許多非常好的工業(yè)4.0解決方案，可以添加到現(xiàn)有的PLC控制系統(tǒng)平臺中，企業(yè)選擇PLC控制或者電氣控制完全是不同的效果。中控技術(shù)就是一個很好的案例，該公司成立1993年，是中國先進(jìn)的自動化與信息化技術(shù)、產(chǎn)品與解決方案供應(yīng)商，30年來一直致力于流程工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，幫助他們實(shí)現(xiàn)工廠的數(shù)字化。

      中控技術(shù)有一款GCS平臺產(chǎn)品，整個平臺是基于UCP通用通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行構(gòu)架，使得產(chǎn)品適應(yīng)現(xiàn)場分散的使用場合，滿足了連續(xù)或半連續(xù)工業(yè)過程，以及大型基礎(chǔ)設(shè)施場所的控制需求。這款PLC產(chǎn)品一經(jīng)推出，便得到了市場大量的應(yīng)用采購，如能源、冶金、水泥、隧道以及市政工程這樣的領(lǐng)域，由于性價比較高，正逐步取代進(jìn)口產(chǎn)品，從而為各應(yīng)用行業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了一定比例的平均投資回報(bào)率和即時的TTV。

      這個例子說明了對使用PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換的企業(yè)來說，相對較容易計(jì)算有吸引力的ROI和TTV。無論是集成的交鑰匙解決方案，還是與集成商合作，或與自動化供應(yīng)商合作，都很容易確定并量化獲得特定收益所需的投資。然而，隨著向上層通訊集成的MES和ERP，ROI和TTV變得比較難以量化。

      提到專家系統(tǒng)，可以舉一個例子進(jìn)行說明。我們都知道汽車的自適應(yīng)巡航和定速巡航的區(qū)別，自適應(yīng)巡航可以根據(jù)當(dāng)前的路況、障礙物等情況進(jìn)行速度調(diào)整，而定速巡航只會按照我們設(shè)定好的速度進(jìn)行駕駛，不能調(diào)整速度。

      回到工廠的控制系統(tǒng)來說，很多企業(yè)都會疑惑，已經(jīng)有如PLC基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)了，為何還要要求上專家系統(tǒng)？那這里我們就不得不討論一下專家系統(tǒng)能夠解決的問題，能為企業(yè)帶來哪些效益?；A(chǔ)自動化系統(tǒng)和專家系統(tǒng)的區(qū)別就如同前面介紹的定速巡航和自適應(yīng)巡航的區(qū)別。其實(shí)專家系統(tǒng)也是自動化系統(tǒng)的一種，從控制原理上來說是針對某一工藝環(huán)節(jié)開發(fā)的更高一級別控制系統(tǒng)，它實(shí)質(zhì)上解決的是生產(chǎn)指標(biāo)尋優(yōu)操作的問題，可為工廠解決如穩(wěn)定指標(biāo)、提產(chǎn)增效的一種控制方式。但是對那些需要上專家控制系統(tǒng)的企業(yè)來說，它對現(xiàn)場實(shí)施的基礎(chǔ)自動化提出了更高的要求，必須滿足專家系統(tǒng)要求的各工藝段檢測功能的實(shí)現(xiàn)，這將導(dǎo)致企業(yè)更高的投資。

      榮托昆普公司是一家專注于礦業(yè)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展，致力于“數(shù)字礦山”軟硬件產(chǎn)品及整體解決方案研發(fā)和推廣的企業(yè)。他們?yōu)榈V山開發(fā)的RIG-MS專家系統(tǒng)，目前已經(jīng)在多家企業(yè)得到好評的應(yīng)用，這套系統(tǒng)是為磨礦優(yōu)化定制開發(fā)的，可以解決生產(chǎn)過程中確保溢流粒度指標(biāo)的同時，提高磨機(jī)處理能力，從現(xiàn)場應(yīng)用的情況來看，取得了很好的效果，為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。對投用這套系統(tǒng)的企業(yè)來說，不論何種規(guī)模，ROI和TTV計(jì)算相對較容易，按照我們的經(jīng)驗(yàn)，正常情況下6~12個月即可收回投資。

      對于MES和ERP系統(tǒng)來說，ROI比較難計(jì)算，因?yàn)?strong>估算ROI需要關(guān)于成本和收益的詳細(xì)信息，而對于這些系統(tǒng)來說可能是一個挑戰(zhàn)。對于其中的每一項(xiàng)，用戶都幾乎可以肯定：數(shù)字化轉(zhuǎn)型會帶來好處，但實(shí)際好處是什么呢？有多少效益？不確定。此外，ROI計(jì)算可能會遺漏許多看不見的效益。

      如果MES和ERP系統(tǒng)相對龐大，需要規(guī)劃系統(tǒng)后續(xù)擴(kuò)容和迭代升級的過程，以實(shí)現(xiàn)更好的利益目標(biāo)。這個過程允許用戶專注于一個特定的問題，并發(fā)現(xiàn)即時的硬性節(jié)約和軟性節(jié)約。對于MES的硬性節(jié)約，一個典型的起點(diǎn)是低質(zhì)量，而ERP則是低效的調(diào)度。這兩個問題會導(dǎo)致返工、報(bào)廢和生產(chǎn)時間損失，從而導(dǎo)致成本過高。正確量化這些成本，將為MES和ERP提供一個明確且有意義的投資目標(biāo)。

      下一步是評估潛在的軟性效益。這是MES和ERP系統(tǒng)蓬勃發(fā)展的地方，也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的真正目的。在此階段，工廠設(shè)備實(shí)現(xiàn)全流程的自動化控制手動任務(wù)非常重要。通過允許MES和ERP系統(tǒng)即時做出關(guān)鍵決策，來消除人工干預(yù)的時間、挑戰(zhàn)和限制，自動化決策將提高企業(yè)的競爭力。然而，對于ROI計(jì)算，企業(yè)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注節(jié)省的時間和可以消除的冗余任務(wù)。

      在反復(fù)進(jìn)行ROI 評估的過程中，需要始終考慮企業(yè)當(dāng)前的問題及其解決方案。從長遠(yuǎn)來看，數(shù)字化轉(zhuǎn)型肯定會帶來好處，要避免試圖適應(yīng)工業(yè)4.0的各個方面的陷阱。努力尋找有助于企業(yè)轉(zhuǎn)型的技術(shù)合作伙伴。在每個階段，適合的合作伙伴可能不盡相同。選擇有能力并專注于將設(shè)備全流程自動化控制、MES 和ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一為信息的合作伙伴，以解決生產(chǎn)效率低下的問題，持續(xù)支持員工參與創(chuàng)新，并建立在標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)硬件、軟件和通信協(xié)議之上。