什么是智能运营?

Lynne Sampson | 资深作者,制造业 | 2024 年 4 月 4 日

全球制造业设施预计在未来五年内将面临前所未有的变化。面对竞争压力和劳动力短缺问题,制造商需要扩大运营自动化范围,开发全新的产品线并制定新的上市策略。要取得这一进展,制造商必须具备以下能力:

  • 将实时运营数据与业务数据连接起来的能力
  • 利用基于 AI 的数据分析以获取洞察和推荐方案的能力
  • 提高供应链和制造的自动化程度的能力
  • 为员工提供实时洞察以做出智能和及时的执行决策的能力。

未来的工厂将能够整合来自互联设备、员工和供应链的数据,从而提供实时推荐方案,在无需人工干预的情况下调整生产,让人才可以专注于完成更高价值的工作。

欢迎来到智能运营新时代。

什么是智能运营?

智能运营将制造商的信息技术 (IT) 和运营技术 (OT) 与人工智能 (AI) 相结合,创造了一个可改善运营的持续性反馈循环。

来自工厂生产线、专用设备和物联网 (IoT) 传感器的 OT 数据,将与来自制造执行系统 (MES)、企业资产管理 (EAM) 系统以及财务、人力资源、销售、营销和供应链应用的 IT 数据混合在一起。这些整合数据经过 AI 分析后,所生成的洞察会反馈给能够自动调整运营的系统。这种连续性反馈循环将自动化注入到生产过程中,有助于提高效率并推动持续进步。

关键要点

  • 智能运营打破了运行制造商工厂和生产线的 OT 系统与运行其他业务的 IT 系统之间的壁垒。
  • 整个企业的数据都可以整合在一起,并使用基于 AI 的分析来进行分析。
  • 智能运营还可以自动执行低级任务,例如生成维修工作总结,让员工可以专注于更高价值的任务。
  • 只有将基于 AI 的分析应用于统一数据,才能实现这种级别的自动化操作。

智能运营阐述

在大多数制造企业中,IT 和 OT 是相互独立的。一般上,IT 由用于运营业务和保护财务、采购、销售、营销、人力资源、MES 和供应链数据的软件和硬件组成。OT 则通常包括运行工厂和生产线的系统和机器,例如监控和数据采集 (SCADA) 系统、可编程逻辑控制器 (PLC)、机器人、数字孪生、传感器和物联网系统。

智能运营弥合了 IT 和 OT 之间的鸿沟。当有关机器、零件、生产线、原材料和成品的数据,与来自财务、采购、供应链和其他业务系统的数据相结合时,制造企业可以识别和缓解生产瓶颈,提醒管理人员有关潜在的机器故障,并使用传感器数据来提高零件和成品的性能。以汽车制造商的零部件提供商为例,该公司可以从他们的产品中收集传感器数据,以了解零部件在真实世界中的性能。

智能运营的工作原理

智能运营以创建数字孪生为起点。数字孪生是工厂生产线的虚拟表示形式,可在工作站监视器或移动设备上显示。为了创建数字孪生,传感器必须连接到用于组装产品的工厂设备,例如铣床、焊接站、车床和机械臂。传感器还可以附着在成品以及制造产品的组件上。数字孪生通过这些传感器收集各种信息,例如每分钟转数、温度、吞吐量和机器稳定性等数据,并将其显示在“可视化浏览器”上,让员工和主管可以对工厂车间纵览全局。可视化浏览器可提醒员工注意机械问题,例如某个摇晃的车床或超出设定参数移动的机械臂。

对于采用了工业 4.0 实践,包括智能制造和智能工厂的企业来说,这些都是他们非常熟悉的概念,只是智能运营更进一步。

在智能运营中,AI 可从智能工厂(OT 系统中)获取信息,分析信息,并向运行业务的 IT 系统发送警报。然后,这些警报可以自动触发更复杂的任务。如果没有 AI,这些任务就需要人工介入,例如自主生产调整或执行人力资源任务,因为企业需要确保技术人员和操作人员具备相关资格来执行分配给他们的任务。

智能运营会创建由“感知、响应、决定和行动”组成的自动反馈循环,帮助制造企业朝着“熄灯工厂”方向迈进。只有使用在统一的云技术平台上提供基于 AI 的分析功能,才能收集、整合和解释运营数据并执行复杂的任务。

智能运营的特点

智能运营包含了单一的用户界面,可提供操作人员执行任务所需的一切。这种设置甚至可以取代传统的 MES,这些系统通常是无法与其它企业系统良好集成的单点解决方案。

智能运营有四个关键特征。

  • 互联:从设计到工厂车间,智能运营需要单一的“数字线程”,将来自制造成品生命周期中各个环境和阶段的数据编织在一起。通过这种连接,员工和经理可以了解制造运营的实际情况。
  • 统一:在智能运营中,制造任务(例如工作单)的数据与产生该任务的业务事务处理(例如客户订单)连接在一起。智能运营使用单一数据模型来统一业务和生产数据,有助于确保订单按照正确的规范构建,以满足客户需求。
  • 智能:智能运营使用基于 AI 的数据分析,在质量保证和控制、生产线性能、最终产品性能以及现场资产的可用性(如租用的飞机或通信塔)等领域提供前所未有的洞察。
  • 自动化:通过智能操作,上游驱动的变更(例如订单优先级或生产计划的变更)可以在工厂车间快速实施。相反地,诸如设备故障或失效等问题都可以快速识别,并据此来调整上游业务流程(例如规划和维护),提高生产力并帮助员工做出更明智的决策。

智能运营的业务优势

制造商在合适的时间为员工提供合适的数据和洞察,从而获得竞争优势。智能运营可以提高员工的敬业度,让他们可以专注于为业务创造更多价值。智能运营的优势包括:

  • 提高整体运营绩效:智能运营的持续监控和反馈循环有助于制造商提高生产力,提高质量,扩大生产可见性并提高工厂产量。
  • 改善员工招聘流程,提高员工保留率:大多数人都希望加入并留在能够有所作为的公司。通过自动化低级别任务,智能运营可以让员工腾出时间来帮助企业解决更大的业务问题,从而提高敬业度。
  • 更具弹性的供应链:通过将基于 AI 的分析用于 OT 和 IT 数据,供应链经理可以自动收到可能会发生的工作停工警报,并通过快速更换计划、供应商或物流来解决问题。
  • 降低成本和风险:根据供应和需求信号调整生产仍然是许多制造商面临的挑战。与此同时,不断上升的材料、人工和间接费用等成本使得企业难以维持利润率。智能运营可以降低需求风险,因为供应链经理可以更快地收到潜在中断警报,并可以快速响应并采用替代方案。智能运营可以通过更高的自动化水平降低成本(从而提高利润率)。
  • 提高发展速度:智能运营有助于充分提高产能,让制造商可以更快地生产更多产品,以满足不断增长的需求。例如,如果制造商希望支持新的业务模式,例如为现有产品添加定制服务,智能运营可以提供更快速、更准确地生成定制订单所需的自动化功能,并预测产品何时需要进行维护。
  • 嵌入可持续发展:智能运营的持续反馈循环有助于企业实现可持续发展目标,并在面临无法实现目标的风险时迅速采取纠正措施。制造商的可持续发展目标包括减少能源和自然资源的消耗,减少产品对环境的负面影响,以及提高员工和产品安全。

智能运营的挑战

智能运营面临的一大挑战是,制造商的 IT 和 OT 通常由不同的部门进行管理,而每个部门都有自己的优先事项。这些部门甚至可能运行独立的网络以及采购和预算流程。其它挑战包括:

  • 传统应用一般在本地运行。这种经过高度定制的应用现已过时,需要更改底层代码,但改造的技术工作会减缓创新的步伐。
  • 制造商难以将 MES 连接到上述数字线程。通常,制造商采用的是由公司内部不同团队独立选择的单点解决方案。系统数量的激增产生了更多的复杂性,使得简化和自动化操作变得更加困难。
  • 这些解决方案是相互独立运行的。例如,大多数的产品设计和开发工作都在产品生命周期管理系统中完成,但该系统却无法很好地连接到 MES,减缓了对最终产品的改进速度。
  • 同时,维护与运营也是相互独立的,不仅导致调度效率低下,也缩短了销售或租赁给客户的资产(例如建筑设备)的正常运行时间。
  • IT 和 OT 系统使用复杂、不一致的用户界面,这些用户界面旨在满足系统需求而不是用户需求。它们阻碍了员工的工作,而不是帮助他们更好、更快地完成工作。

智能运营的未来

智能运营的概念可以应用于制造以外的领域。例如,与制造密切相关的维护领域可以预测机器何时发生故障,及时派遣维修人员以防止故障发生。来自现场资产(例如手机信号塔和喷气发动机)的数据可用于改进这些资产并增加正常运行时间。

其它产品导向型行业也可以将智能运营理念应用于其供应链。例如,在医疗卫生行业,企业可以将 RFID 标签应用于医疗用品,通过自动补货和机器人拣选来显著节省人工成本和金钱成本,同时帮助改善患者的治疗效果。或者,电力公司可以使用数字孪生来提供故障变压器内部所有组件的分解视图,准确查看哪个零件出现故障,派遣维修人员,甚至创建替换零件的采购订单。

Oracle 助您拥抱更智能的未来

Oracle 提供了一整套基于云技术的制造应用。Oracle Smart Operations 是 Oracle Cloud Supply Chain & Manufacturing 的一套新增内置功能,有助于提高运营绩效,并帮助员工及时做出明智的执行决策。这套功能将实时运营数据与业务数据和高级分析相结合,从而提供推荐方案,简化流程,并提高整个供应链和制造的自动化程度。

Oracle Cloud Applications 套件共享单一数据模型,提供连接 IT 和 OT 所需的统一架构。Oracle 还在该应用组合中添加了生成式 AI 功能。面向工业制造行业的 Oracle 解决方案与 Oracle 的数据分析解决方案相结合,可为制造企业提供深入洞察、自动警报和高水平的流程自动化,其直观的用户界面可简化员工的工作。

智能运营的常见问题解答

什么是智能运营?
智能运营广泛使用运营和业务数据,据此提醒员工需要注意的情况,并自动执行以前需要人工介入的任务。这是一个自动反馈循环,其中包含了感知、响应、决定和行动。

智能运营的五个基本要素是什么?
智能运营的五个基本要素分别是连接信息技术 (IT) 和运营技术 (OT) 的数字线程;提醒员工注意潜在问题并推荐改进方案的操作人员工作站;面向员工的直观用户界面;一组统一的云技术,采用单个数据模型;以及覆盖互联 IT 和 OT 数据的基于 AI 的分析。

什么是智能运营管理?
智能运营管理是一个涉及管理和改进智能运营的领域,其目标是将以前需要人工介入的复杂任务进行自动化。这是迈向自主“熄灯工厂”的制造运营模式的一项举措。

智能制造有哪些例子?
智能制造的其中一个例子是在生产线中使用连接到用于制造最终产品的设备、机器和组件的传感器。这些传感器可将数据反馈给生产线工人,例如提醒他们注意生产线上的潜在问题(如机器即将出现故障)。

工业 4.0 与智能制造一样吗?
不一样。智能制造属于工业 4.0 的一环。工业 4.0 还包括智能维护、智能供应链管理、互联物流、无人机、机器人和网络安全。

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  1. Oracle专指Oracle境外公司而非甲骨文中国。
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