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数字线程和数字孪生技术可以帮助优化运营,推动产品设计和制造过程的改进,但前提是企业要避免形成新的数据孤岛并提升互操作性。
根据IDC美国公司的数据,随着企业对数字化转型的拥抱,企业每年产生的数据量超过64泽字节(ZB)。随着来自企业内信息量的不断增大,一个能够在正确的时间以正确的格式访问正确数据的现代数字化企业,可以提高从数据中获得的业务价值。
数字线程这一术语通常是对整个组织内所有数据流的累积效应的简称。数字线程有助于优化运营,并助力产品设计和制造过程,同时降低成本并增强合规性。数字线程也是创建数字孪生的基础,数字孪生是物理资产的数字副本,因此企业可以可视化、预测和控制流程,使其运行在最佳模式下。
这些综合的数字化能力是转型成功的基础。然而,只有当组织能够克服孤立的、无法连接或连接不当的数据处理时,才有可能实现这些。
01 为何采用数字线程和数字孪生?
随着越来越多的企业着手实施数字化转型,越来越多的员工远程办公,更多的企业实现功能的在线化,数字化业务也在不断增长。考虑到任何现代组织中产生的大量数据,具备在正确的情境中访问正确数据的能力已成为企业的“必选项”。
可以在企业的信息技术(IT)或运营技术(OT)架构中的任何位置访问和分析数字线程,以提供更高层次的智能和决策支持。这种智能是可操作的,可用于识别潜在问题、优化运营并实现生产或供应链的持续改进。同时,数字孪生提供了竣工实物资产和所有相关流程的虚拟表示,以反映企业的工作流、机械、控制和系统。
数字孪生有助于加强整个企业的运营模式、现金流及其相互关系。尽管具有这些优点,但创建数字线程和运行数字孪生说起来容易做起来难。在规划和实施过程中,许多企业在尝试同步系统、技术和数据存储库时,面临着棘手的挑战,因为这些存储库通常是分散和孤立地遍布在整个组织内。在企业能够充分利用数字线程和数字孪生技术之前,必须先解决这些问题。
02 解决组织的孤岛和标准化问题
企业在实施数字线程时所面临的难题和障碍多种多样,这可能导致所谓的概念验证陷阱。当数字化工作分散在整个组织中,成为有限的、不协调的试点工作的集合时,就会发生这种情况。各个团队都在实施小型项目以将一小部分业务数字化,但这些项目很多都是孤立进行的,组织中可能没有人对此进行战略协调。
此外,企业缺乏与价值相关的战略。无论是产品开发、制造、现场服务还是其它职能部门,一个组织可能会有数十个小型试点项目。可能同时开展十多个项目,但很少有人将这些分散试点协调起来,以使结果、改进方法和规模实现与数据标准化和可用性水平保持一致,而这是在整个组织中创建数字线程所必需的。
一些数字化转型计划也存在缺陷,由于战略宏大,需要巨大的资金,有时会导致头重脚轻。很多企业可能缺乏充分的规划和后续行动,无法实施真正的解决方案,甚至无法成功进行试点。此类计划往往未能考虑在实际系统中创建数字线程和数字孪生所需的运营问题和专业知识。
03 生产制造数字化:提升互操作性
企业必须小心避免由于错误的技术投资所造成的新的孤岛和限制。理想情况下,业务应该推动投资决策,在选择供应商和定制服务方面具有最佳的灵活性,以满足组织的特定业务需求,但现实情况并不总是这样。企业有可能被局限在专有技术中,从而限制了选择范围,使转型团队只能在特定的供应商生态系统中,进一步限制了解决方案和互操作性的选择。
在我们审视这些挑战以及如何应对这些挑战的过程中,越来越清楚的是,组织的孤岛不仅仅局限于数据集,业务流程和员工角色也可能是孤立的。例如在刚开始时,转型工作可能被标记为高层优先事项,但随着项目的执行则失去了优先性,有时还缺乏持续的跟进,不清楚谁负责转型工作和结果。
04 成功实施数字线程的关键
“离职潮”和这个时代前所未有的人才短缺让这些挑战显得更难应对。许多组织寻求战略转型合作伙伴,他们能够提供适当的专业知识和人员以支持现代化的努力,以避免过度依赖有限的专有供应商生态系统。
当企业识别或消除潜在障碍时,他们可以将数据和流程整合到一个统一的数字线程中,该线程为整个组织提供了一个集成和统一的数据流,将整个价值链中的所有流程连接起来。
这在一定程度上有助于企业克服挑战,并将其更好地定位于实现数字线程和数字孪生。接下来的挑战是:从哪里开始?虽然每家公司都必须定制其战略和优先级列表,以适应组织独特的业务需求,但在一些关键用例中,数字线程和数字孪生功能已被证明具有特别 的价值。重要的是从高价值、高优先级的用例开始,并增加扩展能力。
05 从OEE和现有传感器开始
整体设备效能(OEE)是数字线程和数字化转型的常见用例。这是因为生产系统可能已经安装了传感器、流量计和其它IoT设备,这些设备已经可以进行数据分析。人们对收集数据并将其聚合到有用的模型已经有了充分的认识,现在的技术和方法正在加速并提供解决方案和价值。
此外,随着生产设施越来越多地使用5G连接,将进一步加快IoT系统的速度和带宽,同时减少延迟并促进边缘计算,未来将是简化和降低成本的好时机。这会增加为OEE的数字线程和数字孪生模型提供数据的数量、种类和速度。
现场服务是数字线程和数字孪生可以带来巨大差异的另一个领域。许多产品在现场保持连接,这使得原始设备制造商(OEM)可以比较产品或其组件在客户环境中的运行情况。数字线程和数字孪生可以利用传感器数据和其它遥测技术执行远程诊断(通常是实时的),以评估产品或组件是否按照其设计意图运行。该技术甚至可以协助指导远程维护和性能调整工作。
06 支持可持续发展
可持续性是数字线程和数字孪生的另一个日益增长的应用。随着越来越多的组织将可持续性作为业务重点,他们发现这些技术可以监控和优化运营中的能源使用和效率。实施这些操作并生成相关的能耗报告,有助于提升法规遵从性。它还可以简化兑现碳汇碳信用或其它行业能效激励措施的过程。
如果整合得当,数字线程和数字孪生技术可以提供显著的好处,包括从简化材料或工艺数据流,到在设计和建造阶段评估产品概念,再到围绕系统和设备的验证、检查和校准加强操作实践。
现在,越来越多的企业正在学习和拥抱数字线程和数字孪生技术,以更好地实现现代化,从而为企业带来更高水平的生产力、价值和持续创新。(作者 | Rod Walters)
关键概念:
■ 数字化企业需要在正确的时间以正确的格式访问正确的数据。
■ 数字线程和数字孪生可以简化物料和数据流过程。
思考一下:
数字线程和数字孪生技术如何改善您的设施?