未來的數字工廠,就是讓設備能「說話」

對於許多電子行業的企業來說，產品生產的過程往往牽一髮而動全身，不同工序、不同職能之間的生產數據，需要通過快速的傳遞，才能最極致的提高生產效率。

面臨如今日益高速發展的經濟，原有的生產模式顯然不足以支撐當下的發展剛需，如何提高生產效率的同時為企業降低成本並提升生產質量就變得尤為重要。

電子行業已經邁向數位化方向發展

提到數字工廠，就是產品從研發、生產到上市等全流程的生產過程中都在數位化環境下實現，對於企業的管理者來說，將不再受到時間、空間的限制，在辦公室裡，在出差途中，甚至任何時間和地點，都可以通過IT系統，直觀的了解產品生產細節，快速做出決策。

在廣東惠州的TCL電子工廠裡，一個個設備、一排排機器正忙碌著。廣為熟知的TCL電子是全球電視機行業的領先企業，已有近40年研發、生產及銷售消費電子產品的經驗。對於TCL電子來說，建設數位化工廠，是促進TCL電子的智能製造發展，能夠讓TCL電子系統化、全面的規劃數位化工廠，建設數位化工廠、深化智能製造應用是其保持產品領先的必要保障。

TCL電子TV廠OC機作業現場

而原有的IT系統已經很難滿足新一代數位化工廠管理的需要，對於傳統製造業來說，想要進行數位化改革，其中就包括搭建設備互聯平臺（IoT平臺），向下實現關鍵設備運行數據採集，向上為上層應用系統提供數據支持，並且，全面推行全員生產維護（TPM應用）；通過對積累的設備數據進行分析，完成關鍵設備和TOP故障的建模和預測，實現設備管理的智能化。

設備聯網讓信息不再是孤島，設備維保不再經驗化

電子行業離散型製造模式導致大多數企業面臨信息孤島的困擾。

一方面，生產現場的製程數據是各自獨立的，信息透明化程度不足，依賴人工去收集處理再上報，另一方面，「工廠的設備運維保養工作，一般是線下進行的、不可量化的。」

一直以來，TCL電子IT項目經理葉波和業務經理李業生緊跟公司數位化轉型戰略，負責TCL電子數字工廠規劃的落地和執行。

「家電製造行業的工廠中，很多設備屬於非標設備。當工廠導入新設備時，一開始設備的故障率往往非常高，如果沒有一個好的維保方案來快速解決問題，降低故障率，將非常影響產能。這是一個非常關鍵的痛點。」

李業生在日常管理中發現，沒有設備維保數據的統計，導致企業很難計算出設備導致的產能損失。不僅如此，設備的維修高度依賴維修工程師的個人經驗，故障處理的方法和經驗都沒有系統地管理起來，當遇到下次的故障問題還需要人工去研討處理方法，這也將造成大量產能的浪費。

基於此，TCL電子選擇在廣東惠州的注塑廠、TV廠和機芯廠試點開展數位化工廠建設，並將成功經驗推廣到全球其他工廠進行應用。

「惠州的液晶產業園是主要的生產基地，擁有注塑廠、機芯廠、TV廠三個工廠，有非常好的代表性和示範意義。」葉波表示，截止目前，工廠已有600臺設備接入了系統，這三個工廠基本實現了關鍵設備管理的數位化，以及TPM的全面推廣。

」在惠州的注塑廠、TV廠和機芯廠已經實現了設備運維人員的統一管理，運維人員的工作量和績效同時也能做到在線管理。」葉波表示，格創東智（創新型工業網際網路公司，擁有製造業多種業態實踐經驗）設備互聯平臺的導入降低了設備異常導致的無作業工時和產能損失，節省了大量成本。

通過設備聯網，可以進行預防性的維護和保養、減少設備突發性故障，這也是項目的總體布局。如果用一個平臺去統一管理設備的維保記錄，就像做一個記錄筆記，將在線運維經驗進行沉澱。而設備互聯項目將建設一個設備管理及自動採集的平臺，覆蓋所有的生產設備，使設備管理統一化，生產透明化，實現異常預警。

搭建平臺需要大量的前期調研

「我們團隊和格創東智的技術開發團隊一起到各個工廠和關鍵業務部門的人員溝通調研，看看這個方案如何進行，一起制定項目方案並進行藍圖規劃和系統的設計開發工作。」李業生表示，「‍系統的開發、測試、驗證以及上線的過程都需要雙方團隊共同的協作和磨合。」

「TCL電子提供業務經驗，以場景為驅動，而格創東智提供相應的技術方案，雙方緊密溝通是非常重要的」，李業生一直強調這點。‍」內部關鍵用戶和格創東智團隊共同組成項目組，隨時分享他們的想法和經驗，這為項目組從場景的捕獲，到最後落地過程的實施有了重要的保障。」

在TCL電子設備互聯平臺項目二期建設裡，TCL電子和格創東智通過大量的調研和論證，最終確定項目的目標：在PC端，通過設備聯網，應用格創東智IoT 2.0實現了數據的採集；通過自研的組態工具，實現數據的組態顯示；開發的流程工具和東智TPM應用，實現了在線維保的功能；大數據多因子分析建模工具東智MFA，實現了設備預測性維護。

與此同時，在移動端上線IoT應用，可支持設備、告警、應用、事件、維保、績效查看，並可實現任務與消息處理功能。移動端應用數據與PC端一致，並支持雙端聯動，採用更適用於移動端的交互操作，並添加相關掃碼接單等移動專屬功能。

‍碰撞的火花迸發出全新的觀點

儘管前期溝通協調做的非常到位，但項目交付和實施過程中，兩個團隊的想法也會不同。

「就維保人員績效而言，原本項目組在方案設計時候，採用的績效方案為所有廠共用，但是功能開發完成後，注塑廠提出其績效評價的方案跟其他兩個廠要有所不同，」‍李業生表示。

「搭建平臺的時候並沒有進行這方面的設計，這裡就存在變更的問題，因為工廠對員工工作量的評估和績效考評的標準的確存在差異。」

「每個廠的情況差異其實還是很大的。」李業生在與注塑廠一線工人溝通時發現，注塑廠的設備就和其他兩個工廠不一樣，而每個工廠的設備維護人員數量也不同，所以對不同設備、不同故障的恢復時間就要有不同的指標和權重。

「這就需要將方案進行優化，整理出一套可靈活配置的設計方案，由各個廠根據自己的實際情況自己配置一套績效標準。」格創東智產品經理嚴旭東表示。

為了更好地溝通協調，整個項目的進行過程中，兩個團隊在每周的例會中，先回顧整周的工作情況，並聚焦各個業務模塊遇到的一些問題。

「我帶著IT團隊和格創東智的團隊以項目組的方式溝通，會針對一些具體問題進行溝通。」葉波表示。「平時遇到具體的問題，兩個團隊將組織專題會議進行討論，快速提出完整的解決方案。」

數據不光要採集更需要分析

項目在實現了設備聯網和設備運維管理的協同之後，更重要的是利用積累的數據，進行全面深入的數據分析，實現數據價值。因此，格創東智和TCL電子在設備數據聯網的基礎上，利用數據分析工具實現設備上拋數據的分析和建模，為工廠提供設備預測性維護。

但這個過程不是一蹴而就的。

TCL電子TV廠OC機設備預測數據

電子行業的一個顯著特徵是多型號、小批量，而這種生產方式的非常普遍，例如幾百臺的批量就意味著要重新轉產，一旦發生轉產後，人、機、料、法、環也要跟著變，作業方法要變，設備的參數也隨之變化。

「比方說，目前一個生產線生產產品A需要幾個人即可，但是生產B產品需要十幾個人，那麼這時候，物料肯定是要變的，配送上限變了之後如何迅速配套生產呢？這個問題對於生產線來說影響很大，需要通過數位化把這些要素實現提速，降低損失，最終實現柔性和智能化的生產方式。」李業生表示。因此，對於大部分電子行業來說，多型號、小批量對供應鏈和現場精益管理的要求會更高。

‍基於此，數據分析項目在之前的基礎上額外增加了一些全新設備的接入，例如OC機、點膠機的設備數據預測，並連動MES系統實現了生產計劃的匹配與轉產工單的自動創建。

1、數據分析的落地是不斷磨合修正的過程

在項目實現的過程中，兩個團隊在利用東智MFA進行數據建模過程中需要面臨從設備改造、數據上報、數據標識、建模分析的諸多挑戰。

（格創東智MFA，是一款大數據多因子分析建模工具，通過數據預測，能夠通過設備的實時數據，預測出其可能的異常，對設備故障實現預警。）

「選定分析建模場景後，工廠生產設備的技術人員和設備維修人員需要給我們提供機器的工作原理，我們需要知道要使用哪些數據然後才能進行建模分析，最後轉化成模型輸出。」李業生認為，這也是項目的難點。他舉了一個例子，某個部位的壓力在生產過程會發生規律性的變化，為了採集到這個參數就需要進行設備硬體的改造。

「我們需要設備人員在現場為我們講解生產過程，然後產品經理需要將生產邏輯和建模邏輯給到我們開發團隊， IT人員進行數據分析，尋找對應算法，進行建模。模型建立完成之後，設備人員在實際生產過程中進行反覆地驗證。」

「要知道，不是所有數據都是有效的，需要區分哪些是有效數據，這個環節需要雙方共同努力才能搭建起來。」格創東智高級項目經理邱傳熙帶領團隊在項目一開始和電子團隊反覆磨合和溝通，才梳理和建立了一套建模的工作流程和方法。

2、工作方式的轉變

由於設備信息和運維人員的管理也加入到了平臺中，這就意味著管理人員對工廠運維人員的一部分工作，如計劃排配、工作排配會轉移到平臺裡面，「這樣他們可以進行一些計劃性的安排，例如維保預案的編輯和任務的下發。」李業生展示了管理界面。

東智IoT平臺計劃排配界面

在這個界面裡，運維人員可以進行接單操作、搶單操作，進行維修記錄等操作。此外，上級會對員工進行評價，可以顯示出對應的績效考核結果，而管理者‍可以通過平臺的 PC端或者移動端，根據報表監控生產線設備運行狀態和不良情況，分析出故障機器給公司帶來多少損失。

」例如注塑廠，當員工發現設備的故障，就可以確認後將這轉化為一個維修單，那麼運維人員就會立即去現場確認進行故障分析和維修。」嚴旭東表示，而對於工廠來說，可以通過這種模式快速掌握故障的維修方法。

格創東智開發的IoT應用界面

電子設備互聯效果顯著

格創東智採用的容器化部署和微服務可以讓平臺可以快速實現拓展，‍並且根據客戶的需求靈活的調整模塊，未來可以通過全程計劃部署，直接添加相應的伺服器資源，可以通過這種分行設備的接入。而這種快速伸縮性是非常良好的。而對於沒有IT經驗的人員來說，可以非常容易地進入平臺進行操作。‍

目前，項目二期的建設給三個工廠帶來最直觀的改變就是設備聯網以後變成了設備在線的實時監控，運維人員可以對設備的健康狀態有非常明確感受，降低了故障的處理時長，減少了設備故障導致的無作業工時。

‍並且，在人效方面，實現了績效在線、工作量在線，管理者可以看到運維人員的工作量情況，而工作人員可以實時看到自己的績效排名，「這對員工來說有非常大的積極作用，可以說側面地提高了工作效率，可降低30%無作業工時。」葉波表示。

而比較亮眼的功能部分就是利用東智MFA大數據多因子分析建模工具，對工廠的關鍵設備完成了將近10個模型的建立，對設備進行預測性維護，這能給工廠效率帶來非常直觀的積極作用。

在項目一期，設備互聯就為TCL電子這三座工廠節約了幾百萬的成本，而在二期選擇將OC點膠機和螺絲機這些故障率很高的設備進行互聯和改造，減少設備問題造成的屏幕損壞，也可以節約幾百萬的成本。

「目前試點的三座工廠已經做了非常紮實的準備，後續將逐步向全國甚至全球其他工廠推廣。」李業生表示，循序漸進地達成柔性生產和智能化生產。

 設備管理精度的提高需要循序漸進

「設備管理的精度是需要一個不斷迭代的過程，需要逐步積累。」李業生深知，設備的損耗問題，在實際保養過程中很難發現，只能定點去添加潤滑油等操作，而磨損積累到一定程度機器就會突然壞掉，這大大地影響產能。

另外，產品適配性問題，例如使用不同模具生產的產品結構件，會有一些公差存在，但是通過設備去自動安裝的時候，僅僅按照一種規格去設計安裝夾具時，會造成不同模具生產出的產品結構件符合標準要求，但是安裝的時候會出現偏差，這時候故障就會顯現出來。

‍如今，通過設備聯網和生產管理數位化升級改造，可以通過數據採集方式有效地識別出來，這樣再去修正就可以提前預防處理。‍‍

對於電子行業來說，提出互聯概念的時間並不長，‍對於許多企業來說，如今沒有一個明確的路徑，各個企業需要自己去探索。

例如TCL電子，在惠州的三家工廠的生產模式就不同，不同產業不同的生產類型會有很多差異化的需求，工作模式‍將有一些區分，對於勞動密集型企業，就要加強遠程監控，也會更側重於人員對生產運維的改善，而這也是未來的數字工廠發展的趨勢之一。

李業生表示，「對於傳統電子企業來說，通過製造技術的智能化升級，藉助物聯網進行工廠自動化改造，智能化精工製造和信息化品質管理，才能為消費者帶來更高品質的產品。」

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