工业自动化

雷达上的一个巨大光点……自主工厂和远程操作


由于COVID-19大流行,远程操作和自动工厂这两个主题并不新鲜,但却引起了人们的强烈兴趣。虽然这两个概念都不是什么新概念,但随着工业4.0相关的颠覆性数字技术的出现,我们将其变为现实的能力已经发生了变化。118金博宝appLNS Research最近对这些概念进行了一项调查,涉及流程、混合/批处理和离散行业的约300名受访者。我们的研究主要集中在植物上,尽管这个主题贯穿了整个价值链。研究结果既翔实又有见地,并强调了前方的艰难道路,特别是对于自主运营而言。让我们从定义远程操作和自主的含义开始讨论。

远程操作:没什么新鲜的…但是能力已经改变了

近40年来,远程作业一直处于相对的服务水平。在上游油气行业,远程钻井中心始于20世纪80年代,但在21世纪初开始加速发展。同样,工业气体工业长期以来一直使用远程设施。最近,我们看到海上平台和采矿作业从简单的远程监控能力发展到远程控制,再到不同程度的自主。今天的不同之处在于新的数字技术——从通信到工业物联网(IIoT)再到人工智能和机器学习——已经实现了许多新功能,其中之一就是自主运营。

这种自主进步的一个很好的例子是矿业巨头里约热内卢Tinto和它的远程操作图片该公司在西澳大利亚铁矿石业务运营了130多辆自动驾驶卡车,这是其自主运输系统(autonomous haul System)的一部分。这些卡车由一个监控系统和一个中央控制器操作,而不是由司机操作。该系统使用预先定义的GPS路线来自动导航道路和十字路口,并随时知道所有车辆的实际位置、速度和方向。卡车将矿石卸载到完全自主的重载长途铁路系统,将矿石运送到数百英里外的沿海地区进行基本加工和出口。里约热内卢Tinto的远程操作中心不断监控、分析和监督作业,以提高安全性和减少停机时间。几乎没有人留在矿区。

自主性——它是什么,它不是什么?

在回顾学术和企业研究时,我们遇到了这个定义,我们认为它很好地抓住了自主的概念。Watson & Scheidt(2005)将自主性定义为:

“在没有人工(人类)干预的情况下,系统可以在运行过程中改变其行为以应对意外事件。”

自主系统的主要特征是:

  • 自我控制…比自动化更能控制和适应
  • 自我管理…自动化分析、决策、执行和维护
  • 随着时间的推移,自我学习不断提高,自我优化

自治还意味着多个系统需要协同工作,因此产生了系统的系统的概念。“系统的系统”是指一组专用的、独立的系统将它们的资源和能力集中在一起(即互操作),以创建一个新的、更复杂的系统,提供比简单的组成系统的总和更多的功能和性能。

很重要的一点是,自治本身并不意味着人的缺席。相反,它强调是谁或什么实体在制定和执行决策,是人还是系统。有了自主权,它就是系统。自治Plant2

此外,自治并不等同于自动化,尽管自动化在自治中起着重要作用。到目前为止,工厂自动化系统在自主程度方面可能取得了最大的进步。如今,控制系统与先进的控制和优化相结合,可以轻松地使工厂在不需要操作员干预的情况下长期稳定运行。诸如启动、关闭、原料变化以及对数量和质量需求的响应等过渡也可以在很少或不需要干预的情况下进行管理。

将两者联系起来

乍一看,远程操作和自动化似乎是齐头并进的。假设一个人使工厂的过程和/或功能的部分自治。在这种情况下,需要更少的人来进行数据收集、分析、解释和决定要做什么,然后进行工作的计划、调度和指导。如果人们可以在家或在一个偏远的中心工作,并且大部分工作都是在工厂里完成的,我们就不得不问,哪些职能应该是远程的,哪些人应该做这些工作?对于那些留在核电站的人,他们应该做什么,怎么做?仅仅因为我们可以远程和自主,我们是否应该,以及我们能把这些概念发展到什么程度?这些问题的答案远远超出了技术、商业模式、投资回报、对动态市场的反应、组织、人才可用性、技能和能力、卓越运营和风险管理的范围。118金博宝appLNS研究对这些因素进行了更深入的探讨。

那么什么是自主工厂呢?

毫无疑问,自动化工厂是高度自动化的,但更重要的是,绝大多数工厂功能的数据收集、分析、解释、决策和执行都是由系统完成的,而不是人类。此外,人类的主要角色是管理、监督、维护、校正、备份这些系统以及执行工作,没有机器人修理泵。与现在大多数自动化系统所扮演的顾问和兼职控制角色相比,这是一个巨大的变化。这也表明,一个自主的植物不仅仅是一个单一的系统,而是一个系统的系统。我们认为,仅仅止步于自动化性能最大化,或LNS Research所说的“油门踏板”系统或工厂系统,是短视的。118金博宝app还有更多的自主机会,例如资产绩效管理(APM),它与油门踏板相连。

油门踏板图-1前面的路

我们知道,完全自主不会在一夜之间实现,但会逐步取得进展。学者、研究人员,甚至一些自动化公司自己都提供了发展程度的模型。不过,这一进展的确切路径尚不完全清楚。LNS的研究表明,进步的程度将因几个因素而异,包括行业及其业务驱动因素、所涉及流程的复杂性、工厂中各种功能实现自主的程度、对自主技术的相对信任等。我们还发现,工业转型(IX)领导者和追随者在自主、远程操作和共同关注方面存在显著差异。所以,请继续关注并加入我们的旅程。

数字双胞胎资产…供应链CTA

现在就订阅

成为LNS的研究成员118金博宝app!

作为LNS研究的会员级合作伙伴,您将获得我们专业且可靠的咨118金博宝app询服务。以下为您的团队提供的独家福利:

  • 与经验丰富的LNS研究分析师定期进行咨询会议118金博宝app
  • 访问完整的LNS研究库118金博宝app
  • 参加仅限会员参加的行政圆桌会议
  • 重要、持续的产业转型知识(九)

基于我们扎实的研究方法和丰富的行业经验,让我们帮助您做出关键决策。

预定一个战略电话

类似的文章


订阅LNS研究博客118金博宝app

持续关注我们专家分析师的最新产业转型洞察

产业转型和卓越运营博客是一个非正式的环境,供我们的分析师分享对一系列技术和商业主题的想法和见解。118金博宝app