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通信世界的演化很快,幾乎10年就是一個時代,從上世紀90年代的2G,到2010年左右興起的4G。近代人類社會的演進伴隨的就是通信技術的演進,從最開始的電報,電話,到近代的移動通信技術,正是溝通便捷讓加快了歷史的進程。但通信行業本身也很尷尬,這是一個基礎設施行業,承擔著為應用提供管道的角色。今天的移動互聯網風口很大程度上就是移動通信技術的進步挖出來的。所以通信技術本身的貢獻需要從應用通信技術的應用體現出來,當然5G也不例外。隨著5G的到來,在5G環境下企業MOM應用,將會發揮更為巨大的作用,將會加快企業數字化轉型升級的步伐。
一、5G的特點
5G在工業互聯網應用方面,相對與4G、WIFI、工業以太網,有著3個方面的特點:高速率、大容量、低延時。
1、高速率
5G依托4G良好的技術架構,在其基礎之上構建新的技術。5G一個顯著的特點就是網絡速率,最大速率從4G的100Mbps提升到5G的10Gbps。
2、大容量
5G提供更大的容量,在1平方公里范圍內將支持100萬臺設備同時高速上網,5G的容量是4G的1000倍;
3、低延時
5G提供更低的延時,時延低于1ms,延時比4G縮小了10倍。
二、J-CLOUD MOM介紹
1、MOM的由來
美國儀器、系統和自動化協會ISA從2000年開始陸續發布的ISA-95標準,之后被等同采標為IEC/ISO62264國際標準,而后又被我國等同采標為GB/T20720國家標準。
ISA-95最早提出了MOM(Manufacturing Operations Management)概念,并定義為:“通過協調管理企業的人員、設備、物料、能源等資源,把原材料或零件轉化為產品的活動”。MOM的范圍主要包含了四大部分,分別是生產執行、質量控制、維護管理和庫存控制。
2、J-CLOUD MOM 制造運營管理總體架構
J-CLOUD MOM采取四部分并重的新架構,生產是制造企業最核心的職能,質量、庫存、維護對于制造企業是不可或缺的。雖然生產、維護、質量和庫存的具體業務過程有一定的獨立性,但是只有這4個部分相互作用、彼此協同,才能使得企業得以有機地運轉。
J-CLOUD MOM使用統一的框架,單一的數據源,覆蓋ISA-95、IEC/ISO62264、GB20720標準所定義的生產執行(MES)、質量控制(QMS)、庫存控制(WMS)、維護管理(EAM)四大領域的制造活動,并對這些領域之間的協作進行管理。
3、J-CLOUD MOM2.0 制造運營管理方案擴展
生產型企業在實際生產過程中,除了標準所定義的制造活動,還涉及到更多的制造活動,例如安全管理、環境管理、人員健康、采購協同等。以采購為例,制造企業的采購是為生產服務的,采購分為“采”和“購”,“采”關注于戰略尋源,而“購”關注于購買,為了更好支撐實現精益生產,更多企業開始實施JIT采購,將采購納入MOM有助于更好實現JIT采購,保證準時供應,同時降低庫存。
對J-CLOUD MOM 制造運營管理的架構進行了擴展,J-CLOUD MOM 2.0 將安全環保、采購協同納入了MOM中,J-CLOUD MOM 2.0將制造活動擴展到六大領域:生產執行(MES)、質量控制(QMS)、庫存控制(WMS)、維護管理(EAM)、安全環保(HSE)、采購協同(SRM)等。
三、5G+J-CLOUD MOM助力企業實現數字化轉型升級
5G是新一代移動通信技術,不僅可以帶來良好的移動互聯網體驗,還將成為智能制造、智能醫療、智能政務、智慧城市以及自動駕駛等領域的關鍵支撐技術;5G+J-CLOUD MOM是工業互聯網平臺的典型應用,也代表了新一代信息技術與制造業深度融合創新大方向的頂級生態系統,既包括生產設備、材料和產品等硬件領域,也包括企業制造運營的各種管理軟件、數據和服務領域。5G開啟萬物互聯的數字化新時代,工業互聯網是5G最主要的應用場景,“5G+J-CLOUD MOM”將是產業融合的重要方向,可進一步促進各生產要素間的高效協同,助力企業實現數字化轉型升級。
1、實時管理生產過程(MES)
隨著5G技術與制造業日益深度融合,工業生產朝向數字化轉型升級的趨勢愈發明顯,數字化的知識和信息數據已成為企業的關鍵生產要素。
5G可支持每平方公里內百萬級別“物”的連接,并提供工業級的可靠性和實時性,這些能力使得5G能夠成為支撐工業互聯網戰略順利實施的關鍵基礎設施。正是這種“大規模連接”能力的升級,才使得生產資源、信息數據、物品物料、生產設備和員工能夠全面實現互通互聯。通過全面的互通互聯,云計算、大數據和區塊鏈等新技術將與自動化技術結合,使得生產工序實現縱向集成,設備與設備之間、員工與設備之間的協同合作將整個工廠內部全部連接起來,可以相互之間發出請求并及時響應,還可以調整利用資源的多少及產品的生產率,開展個性化的柔性生產。
在5G技術下,企業可以實時識別生產過程的各種異常情況,監控生產安全,及時進行設備維修、儲備并補充庫存、發現并提前解決質量問題;通過感知,企業能夠基于歷史數據與實時采集數據的對比分析,預測產量和銷量,從而提高生產效率、產品產量與質量,及時調整生產調度和供銷存體系,同時預防生產安全等問題。
2、實時管理設備狀態(EAM)
通過“5G+J-CLOUD MOM”,企業能夠進一步增強對設備狀況的把握,并通過實時監控追蹤、報警等手段,確保生產調度等決策更加合理、精準,管理系統可預見即將出現的問題與挑戰,并提前主動應對,而非等待問題發生后再被動響應。
相對于Wi-Fi以及4G,5G更具低時延和高穩定性。相對于工廠生產線大規模停止,部分關鍵工序短時間停止的損失更大,而那些精度要求較高的工序,關鍵就在于快速響應(低時延)。也就是說,關鍵生產任務需要保證網絡的穩定性、可靠性、靈敏度以及大流量數據分析和處理所需的高網速。
傳統的工廠很難敷設光纖,而無線通信技術Wi-Fi難以擴展,速率以及抗干擾性能都不強。制造車間因Wi-Fi的延遲可能導致高昂的代價,如限制了生產力的提升,并降低了利潤。
5G技術有效的解決了4G、WIFI及工業以太網等傳統網絡延時、速率、抗干擾及容量的問題,實時管理大數量設備的運行狀態,以應對設備的異常狀況,并快速采取相應的措施。
3、全生命周期質量管理(QMS)
5G還可用于改善企業的質量管理。人工智能的視覺識別系統會以百萬量級的圖像數據集進行訓練,以確保其能夠識別所有潛在的缺陷,使得企業能夠迅速識別那些可能影響產品質量的問題。
5G帶來的不僅是萬物互聯,還有所有信息數據的追蹤溯源,使得生產環節所使用的原材料或零部件都具有信息屬性,會根據信息自動進入下一道工序或環節。員工的工作不是搬運物品物料,也不是操作機器設備,而是與帶有唯一標識的原材料、生產設備、產品進行信息數據的交互。同時,借助工業互聯網,產品和原材料及零部件的全部數據都可通過5G網絡直接傳輸到各類相關的知識和經驗數據庫中。一旦產品發生故障,可快速診斷,快速故障問題精準定位,快速開展售后維修服務,從而實現產品質量的全生命周期管理。
基于產品全生命周期管理,企業能夠實現并行設計、柔性制造、敏捷制造、協同制造等先進的生產管理方式。
隨著5G覆蓋到企業各個流程,產品將實現研發設計—制造—銷售—售后服務—報廢回收—再生利用的全生命周期質量管理。
4、全面提升物流準確率(WMS)
通過合理的倉儲布局,專業的倉儲管理系統(WMS),覆蓋物料及盛具的入庫、出庫、庫內管理全部業務,在5G技術下,基于條碼技術等物聯網技術,有效提高工作效率、實現庫位精確定位管理、狀態全面監控、實時掌控庫存情況,實現倉儲物流的數字化,全面提升物流準確率和效率。
5G+條碼掃描,反應速度更快,有效的提高工作效率。
5G+AGV,物流路線調整更加柔性。
5G+電子貨架,庫位定位更精準。
綜上所述,隨著5G和工業互聯網(J-CLOUD MOM)的深度融合和廣泛應用,實時管理生產過程、實時管理設備狀態、全生命周期質量管理、全面提升物流的準確率,才是企業數字化轉型所追求的目標。
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