人們普遍認為，減少計劃外停機時間或將廢品減少哪怕幾個百分點，都可以為制造商節(jié)省數(shù)百萬美元。問題是，您的組織是否具備必要的組織和技術成熟度來開展工業(yè) 4.0 和預測分析項目？

一旦您觀看了 Mo Abuali 所做的演講，您將能夠更好地回答這個問題。Mo Abuali 是辛辛那提大學的兼職教授。他的重點是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā) (IIoT) 和工業(yè) 4.0 的實際應用，以對核心制造流程實施預測分析。

Abuali 還討論了以系統(tǒng)化方法支持工業(yè) 4.0 的“行業(yè)數(shù)字工具”，重點關注連接和數(shù)據(jù)管理，以及可從維護和質量 4.0 項目中獲得的投資回報。

演講結束后，阿布阿里回答了觀眾的問題。正如您將在下面看到的，這些問題和他的答案都很好。

問題：一旦解決了識別和優(yōu)先考慮預測分析最引人注目的可能性的挑戰(zhàn)，下一步就是證明經濟業(yè)務案例的合理性。您如何計算業(yè)務案例？

Abuali：計算預測分析的業(yè)務案例是關鍵的一步，首先要進行詳細的數(shù)字評估，考慮公司的制造戰(zhàn)略、連接性、生產/質量/維護支柱、網(wǎng)絡、布線的 IT 基礎設施需求，以及所需的傳感器和硬件。與正常運行時間、備件、勞動效率、平均故障前時間和平均維修時間相關的關鍵指標是業(yè)務案例成本效益計算的關鍵指標部分。

問題：如何最大限度地利用現(xiàn)有技術，例如制造執(zhí)行 (MES) 或企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP)，以更好地補充我的預測分析計劃？

Abuali：互操作性是預測分析技術實施的關鍵要素，可以最大限度地與公司內的現(xiàn)有技術集成。這包括出于數(shù)據(jù)收集目的與車間（OT 層）上的各種資產類型、流程和 CNC/PLC 控制器的互操作性，以及頂層（IT 應用層）的互操作性，以實現(xiàn)可能的集成MES 和 ERP 系統(tǒng)以及其他遺留解決方案所需的。互操作性需要具有開放式架構的軟件技術，其中包括驅動程序、應用程序編程接口 (API)（例如 REST-API），以實現(xiàn)從車間到頂層的 IT/OT 系統(tǒng)的標準化數(shù)據(jù)通信。

問題：基于物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)的維護和生產系統(tǒng)集成有哪些好處？我如何衡量成功？

Abuali：我們的愿景是利用預測分析實現(xiàn)零停機、零缺陷、零浪費的制造。進行數(shù)字評估并制定您的短期（試點）和長期（規(guī)模）戰(zhàn)略，并實施正確的軟件和硬件技術來支持您的業(yè)務案例。衡量人員、流程和技術方面的成功因素，從而實現(xiàn)最終的成本效益和投資回報率工廠。您的員工使用成功的技術實施來改進維護流程，最終將改善正常運行時間、勞動效率、備件和維護計劃等 KPI。

問題：將預測分析與維護或生產調度系統(tǒng)集成的一些關鍵挑戰(zhàn)是什么？

Abuali：關鍵的集成挑戰(zhàn)通常圍繞著與遺留/紀念碑 IT 系統(tǒng)集成的困難，這些系統(tǒng)不允許互操作性，并且由于其年齡和年份而不支持 API 接口。另一個集成挑戰(zhàn)在于許多維護或調度系統(tǒng)可能沒有得到很好的維護或實施，例如舊版本；主數(shù)據(jù)丟失或缺失；以及工廠團隊沒有很好地使用解決方案。

問題：在制造業(yè)中是否還有其他基于物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)的預測分析集成，演示中未提及？

Abuali：預測分析用例多種多樣，從預測性維護（零停機）到預測性質量（零缺陷），以及基于物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)的與維護系統(tǒng)以及調度或高級規(guī)劃系統(tǒng) (APS) 的集成工具。預測分析工具主要根據(jù)用例（維護、質量、調度等）與 MES、CMMS 或 ERP 解決方案等 IT 系統(tǒng)集成。在 OT（車間）連接層，預測工具可以與歷史學家和 SCADA 系統(tǒng)集成。此外，還可以與一些利用 IO-Link、MQTT 和其他開放標準協(xié)議的傳感器技術直接集成。

問題：您談到了維護和調度系統(tǒng)的集成，我通常假設每天或每周的時間表。是否存在將維護要求集成到 ERP 系統(tǒng)及其長期規(guī)劃功能中的點？

Abuali：預防性維護 PM 計劃以及人工和備件需求等維護要求可以集成到獨立的 CMMS 或 EAM 資產管理工具（例如 IBM Maximo）中，或者 CMMS/EAM 工具可以是 ERP 的一部分組織的系統(tǒng)（例如SAP PM模塊）。評估公司現(xiàn)有的 CMMS 或 ERP 系統(tǒng)的當前架構非常重要，然后制定如何最好地集成預測分析解決方案的策略。一些集成用例包括預測解決方案，可以在 CMMS 系統(tǒng)中自動生成維護（預測）工作訂單，以及備件的預測補充和人工/PM 工作訂單計劃優(yōu)化。這些用例將允許以預測方式對機器、勞動力和備件進行更長期的規(guī)劃。

問題：自動化軟件、機器和設備，甚至軸承供應商等零部件供應商都在推出預測性維護解決方案。誰最有能力占領市場？您如何看待市場的發(fā)展？

Abuali：我相信，在快速發(fā)展的預測維護解決方案市場中取得成功的關鍵是自動化、軟件和供應商組織之間的集成生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴關系。這種生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴關系將利用連接性、互操作性、分析和云基礎設施來支持最終用戶跨多個工廠和資產/流程類型、品牌和年份擴展這些解決方案。為了使這些合作伙伴關系取得成功，設備/機器供應商以及傳感器/硬件供應商必須遵守數(shù)據(jù)通信和互操作性的開放標準，例如利用 OPC-UA、MTConnect、IO-LINK 和 MQTT 通信。

問題： ISA-95 自動化三角形指定了哪些不同的數(shù)據(jù)收集層？

Abuali： ANSI/ISA-95，或更常見的說法是 ISA-95，是國際自動化協(xié)會制定的一項國際標準，用于開發(fā)企業(yè)與控制系統(tǒng)之間的自動化接口。該標準分為五個級別，從車間（傳感器、控制裝置、設備）到頂層 ERP 應用程序）。工業(yè) 4.0 計劃的核心是從這些層進行從車間到頂層的數(shù)據(jù)流融合，以支持人工智能和預測分析。在開始預測分析之旅之前，重要的是評估組織跨這些層的數(shù)字成熟度，并確定最佳的數(shù)據(jù)收集策略來支持正常運行時間/質量和其他改進的業(yè)務案例。

問題：我可以獲得任何 API 來從傳感器讀取數(shù)據(jù)/向傳感器寫入數(shù)據(jù)嗎？

Abuali：不同的傳感器技術以不同的方式進行通信，數(shù)據(jù)可以直接從傳感器捕獲，也可以通過 OPC 歷史數(shù)據(jù)庫或 SCADA 系統(tǒng)捕獲。例如，某些傳感器支持基于 IO-LINK 或 MQTT 或 REST-API 的通信。 IO-Link 是一種獨立于制造商的點對點通信系統(tǒng)，用于將傳感器和執(zhí)行器連接到自動化系統(tǒng)。它是一個開放標準，受到全球許多傳感器和控制公司的支持。

問題：ISO 10816 等標準與歷史數(shù)據(jù)相比對于確定維護活動有多重要？

Abuali： ISO 等標準有助于建立測量和評估數(shù)據(jù)（例如振動）的一般條件和程序，這可能是預測分析實施所需的。歷史維護數(shù)據(jù)（例如停機成本/影響以及故障頻率）可以幫助選擇最初試點的資產/組件以進行預測分析實施。

人工智能（AI）分析工具還可能依賴可用的歷史數(shù)據(jù)（例如數(shù)據(jù)庫和歷史學家中的數(shù)據(jù)）來訓練和驗證模型；這稱為監(jiān)督機器學習。在許多情況下，歷史數(shù)據(jù)可能無法實現(xiàn)，因此分析模型最初可以作為“無監(jiān)督”實施，并且可以使用從資產捕獲的幾天/幾周的基線數(shù)據(jù)進行訓練。