什麼是智慧營運?

Lynne Sampson | 製造業資深撰稿人 | 2024 年 4 月 4 日

未來五年,全球製造設施預計將發生前所未有的變化。面對競爭壓力和人力短缺,製造商將實現更多營運自動化,並開發全新的產品線和開拓市場的方法。這項進步的關鍵在於製造商的能力,其中包括:

  • 將即時營運資料與業務資料連結。
  • 運用 AI 型資料分析取得洞察力並提出建議。
  • 推動整個供應鏈和製造領域的自動化。
  • 為員工提供即時洞察力,以做出明智且及時的執行決策。

未來的工廠將結合來自互連設備、人力和供應鏈的資料,提供即時建議,無需人工介入即可調整生產,並讓企業人才專注於更多的高價值工作。

歡迎來到智慧營運時代。

什麼是智慧營運?

智慧營運將製造商的資訊技術 (IT) 和營運技術 (OT) 與人工智慧 (AI) 結合,建立持續的意見回饋循環,有助於改善營運。

來自工廠生產線、專用設備和物聯網 (IoT) 感測器的 OT 資料與來自製造執行系統 (MES)、企業資產管理 (EAM) 系統以及財務、人力資源、銷售、行銷和供應鏈應用程式的 IT 資料混合在一起。企業可使用 AI 對組合資料進行分析,其中得出的洞察將饋送至自動調整營運的系統中。這種持續的意見回饋循環將自動化融入生產流程中,有助於提高效率並持續改進。

重點精華

  • 智慧營運打破了營運製造商工廠和生產線的 OT 系統與營運其他業務的 IT 系統之間的鴻溝。
  • 使用 AI 型分析來合併及分析企業上下的所有資料。
  • 智慧營運還可以自動化低階任務 (例如彙總維修工作),讓員工能夠騰出時間來執行更高價值的任務。
  • 只有將 AI 型分析應用於統一資料時,才能達到這樣的自動化營運水平。

智慧營運說明

在大多數製造業企業中,IT 和 OT 是相互脫節的。IT 通常由用於營運業務並保護財務、採購、銷售、行銷、人力資源、MES 和供應鏈資料的軟體和硬體組成;OT 則是運行工廠和生產線的系統和機器,包括監控和資料收集 (SCADA) 系統、可程式邏輯控制器 (PLC)、機器人、數位分身、感測器和物聯網系統。

智慧營運彌合了 IT 和 OT 之間的鴻溝。當有關機器、零件、生產線、原料和成品的資料與來自財務、採購、供應鏈和其他業務系統的資料相結合時,製造企業不僅能有效識別和緩解生產瓶頸,提醒管理者有關潛在的機器故障問題,還能使用來自感測器的資料來提高零件和成品的效能。例如,為汽車製造商供應零件的企業可從其產品中收集感測器資料,以瞭解產品在實際環境中的表現。

智慧營運如何運作?

智慧營運從建立數位分身開始,也就是在工作站監視器或行動裝置上顯示工廠生產線的虛擬表示。為了建立數位分身,感測器被連接到用於組裝產品的工廠設備上,例如銑床、焊接站、車床和機械手臂。感測器也可能被連接到成品以及製造產品的組件上。數位分身從這些感測器收集資料,例如機器的每分鐘轉數、溫度、傳輸量和穩定性等資料,並將其顯示在「視覺瀏覽器」上,讓員工和主管能夠鳥瞰工廠車間。視覺瀏覽器會提醒員工注意機械問題,例如搖晃的車床或超出設定參數的機械手臂。

對於採用工業 4.0 實務 (包括智慧製造功能和智慧工廠 ) 的企業來說,這些概念一點也不陌生,而智慧營運是更進一步的提升。

在智慧營運中,AI 從智慧工廠獲取資訊 (包含在 OT 系統中),對其進行分析,然後將警示傳回執行業務的 IT 系統。這些警示可自動觸發更複雜的任務。如果沒有 AI 的協助,這些任務就需要人力介入,像是自主生產調整或人力資源任務。系統需確保技術人員和操作員擁有適當的認證,才能將工作指派給他們。

智慧營運創造了一個「感知、回應、決定和行動」的自主回饋循環,有助推動製造業走向完全自動化。只有在統一雲端平台上利用 AI 分析功能,才能收集、合併及解譯營運資料,執行複雜的任務。

智慧營運的特性

在智慧營運中,單一使用者介面提供操作員執行工作所需的一切。此設定甚至可以取代傳統的製造執行系統,這些系統通常是單點解決方案,無法很好地與其他企業系統整合。

智慧營運有四個關鍵特性。

  • 互連:從設計到工廠車間,智慧營運需要單一的「數位線程」,將來自不同環境和製造產品生命週期階段的資料匯集在一起,而員工和管理者能夠藉此檢視現實世界中的製造營運情況。
  • 統一:在智慧營運中,製造任務的資料 (例如工單) 與其業務交易 (例如客戶訂單) 連結。智慧營運使用單一資料模型來統一業務和生產資料,協助確保按照正確的規格建立訂單,以滿足客戶需求。
  • 智慧:智慧營運使用 AI 型資料分析,在品質保證和控制、生產線效能、最終產品效能以及現場資產的可用性 (例如租賃飛機或通訊塔) 等領域提供前所未有的洞察力。
  • 自動化:在智慧營運中,企業可在工廠車間快速實施來自上游的變更,例如更改訂單優先順序或生產排程。另一方面,企業還可以快速識別故障或故障設備等問題,並將其用於調整上游業務流程 (如規劃與維護),提高生產力並協助員工做出更明智的決策。

智慧營運的業務優勢

製造商可以透過在適當的時間為員工提供正確的資料和洞察力,進而取得競爭優勢。智慧營運可以讓員工更投入工作,讓他們專注於改進,為企業創造更多價值。智慧營運的優勢包括:

  • 提升整體營運績效:在智慧營運中,受益於持續監控和回饋循環功能,製造商可提高生產力和產品品質,更全面地瞭解生產情況,並提高工廠產量。
  • 改善員工招募,提高留任率:大多數人都希望加入能夠讓自己發揮所長的公司,並繼續留任。透過自動化低階任務,智慧營運可讓員工騰出時間協助解決更重大的業務問題,從而提高他們的參與度。
  • 更具彈性的供應鏈:透過將 AI 型分析應用於 OT 和 IT 資料,供應鏈經理將收到有關潛在停工的自動警示,並對此快速做出回應,改變計畫、供應商或物流。
  • 降低風險和成本:對許多製造商而言,根據供需信號調整生產仍然是一項挑戰。同時,不斷上漲的材料、人力和管理成本讓企業難以維持利潤。在智慧營運中,由於供應鏈經理可以更快地收到潛在中斷的警示,並快速回應及做出替代安排,因此能夠降低需求風險。智慧營運可透過更高水平的自動化來降低成本,從而提高利潤率。
  • 更快速的成長:智慧營運有助於將產能最大化,推動製造商更快地生產更多產品,以滿足不斷成長的需求。如果製造商想要支援新的業務模式 (例如為現有產品新增自訂服務),智慧營運可以提供所需的自動化功能,以更快、更準確地生產自訂訂單,並預測何時需要維護產品。
  • 内嵌永續發展目標:在智慧營運中,持續回饋循環有助企業達成永續發展目標,並在可能無法達成目標時迅速採取糾正措施。製造商的永續發展目標包括減少能源和自然資源的消耗,降低產品對環境的負面影響,以及提高員工和產品的安全。

智慧營運面臨的挑戰

智慧營運面臨的最大挑戰是製造商的 IT 和 OT 通常由不同的部門管理,而每個部門都有自己的優先事項。這些部門甚至可能採用獨立的網路以及採購和預算流程。其他挑戰包括:

  • 傳統應用程式通常在內部部署環境中執行,而且往往是高度自訂的,但現在這些應用程式已過時,需要更改基礎程式碼。然而,進行變革需要投入技術,進而減慢了創新的步伐。
  • 製造商往往很難將 MES 連線至上述數位線程,這是因為他們通常依賴組織內不同團隊所選擇的單點解決方案。由於系統不斷激增,帶來了更多的複雜性,很難簡化營運及實現自動化。
  • 這些解決方案往往彼此獨立運作。例如,大部分產品設計和開發都在產品生命週期管理中進行,但這些工作與 MES 的連接不佳,減慢了最終產品的改進速度。
  • 維護工作往往獨立於營運之外,導致排程效率低下,同時減少了出售或租賃給客戶的資產 (例如建築設備) 的正常運行時間。
  • 另一方面,IT 和 OT 系統旨在滿足系統需求而非使用者需求,通常採用使用複雜且不一致的使用者介面。這不但無法協助員工更好、更快地完成工作,反而會拖慢員工的工作進度。

智慧營運的未來

智慧營運的概念可以應用於製造之外。例如,與製造密切相關的維護領域,也同樣受益於相同的功能,即預測機器可能發生故障的時間,並派遣維修人員進行維修,避免故障發生。從手機訊號塔和噴射發動機等現場資產獲取的資料,可用於改進這些資產,並提高正常運作時間。

其他以產品為中心的產業也可以將智慧營運概念應用於其供應鏈中。例如,在醫療照護業中,將 RFID 標籤應用於醫療用品,並使用自動補貨和機器人揀貨,可大幅節省人力和成本,同時協助改善患者治療效果。或者,電力公司可以使用數位分身來提供故障變壓器內所有零件的分解圖,準確查看故障的零件,派遣維修人員,甚至產生更換零件的採購單。

運用 Oracle 解決方案,迎接智慧未來

Oracle 提供整合式雲端製造應用程式套件。Oracle Smart Operations 提供一組內建於 Oracle Cloud Supply Chain & Manufacturing 中的新功能。新功能有助於提高營運績效,並協助員工及時做出明智的執行決策。此解決方案結合了即時營運資料與業務資料和進階分析,以提供建議、簡化流程,以及提高整個供應鏈和製造的自動化程度。

Oracle 的雲端應用程式套件共用單一資料模型,提供連接 IT 和 OT 所需的統一架構。Oracle 也將生成式 AI 功能新增至其雲端應用程式組合中。適用於工業製造的 Oracle 解決方案,再加上 Oracle 的資料分析解決方案,為製造業企業提供深入的洞察力、自動警示、高度流程自動化,以及直觀的使用者介面,讓員工的工作變得更輕鬆。

智慧營運常見問題

什麼是智慧營運?
智慧營運廣泛利用營運和業務資料來提醒員工需要注意的情況,並可自動執行先前需要人為介入的任務。這是一個「感知、回應、決定和行動」的自主回饋循環。

智慧營運的五大要素是什麼?
這五大要素是連接資訊科技 (IT) 和營運技術 (OT) 的數位線程;操作員工作站可提醒員工潛在問題並提出改進建議;為員工提供直觀的使用者介面;在單一資料模型上使用一組統一的雲端技術;以及採用以 AI 為基礎的分析功能,涵蓋互連的 IT 和 OT 資料。

什麼是智慧營運管理?
智慧營運管理涉及管理和改進智慧營運,其目標是將先前需要人工介入的複雜任務自動化。這是製造業邁向自主、完全自動化的重要一步。

智慧製造的範例是什麼?
智慧製造的其中一個範例是,在製造最終產品時,在生產線的設備、機器和組件上安裝感測器。這些感測器能夠將資料饋送給生產線員工,提醒他們生產線上的潛在問題,像是機器即將發生故障。

工業 4.0 和智慧製造一樣嗎?
不一樣,智慧製造是工業 4.0 中的一部分,其他組成部分還包括智慧維護、智慧供應鏈管理、互連物流、無人機、機器人和網路安全。

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