过去十年，制造业经历了重大变革，这主要得益于第四次工业革命。也被称为工业 4.0，这场革命由自动化、工业物联网（IIoT）、云计算和人工智能等新技术推动。
投资了这些技术的制造商正看到明显的改善，证明智能工厂将长期存在。早期采用者报告称，三年平均收益达到 10% 或更高对于工厂产出、工厂产能利用率和劳动生产率。
如今，大多数制造商都认同智能工厂在未来行业发展中的重要性。在美国，86% 的制造商认为，到 2025 年，智能工厂将成为行业竞争的驱动力。此外，83% 的制造商还认为，智能工厂将改变产品的制造方式。在这样的时代背景下，企业必须向智能工厂升级其制造设施。
以下是帮助您将制造升级为智能工厂系统的五步指南。
第一步：确定目标并识别需求
对制造系统进行改造需要大量资本投入，此类关键职责必须由高层领导亲自参与。在启动升级流程时，高层管理者需主动介入并全程参与项目推进。这有助于就识别升级需求、制定长期目标、资源分配以及预期投资回报率（ROI）等关键事项做出决策。
要成功升级为智能工厂，高层管理者必须让所有员工参与到这一过程中。员工对制造系统非常熟悉，他们能够帮助识别变更需求、提出改进产品的解决方案，并营造以效率、生产力和安全为核心的企业文化。
当管理层明确了升级为智能工厂的目标、变更需求、关键绩效指标（KPIs）以及通过提升效率和生产力所实现的预期投资回报率时，第一步即告完成。工厂的目标和需求应与企业的长期战略保持一致。
第二步：选择关键的升级领域
将传统工厂转变为智能工厂并非一次性变革，而是一个长期过程，需要根据第一步中确定的目标和需求进行资源配置。第二步——选择关键领域——是确保项目顺利起步的关键。
为此，需对当前的生产系统和流程进行分析，评估其效率、生产力及瓶颈所在。分析结果将揭示利用智能技术和现代工艺提升系统效率的各种机会，并根据这些机会对系统的重要性进行排序。例如，若某个工作站故障会导致整个工厂停产，则该问题最为关键，应排在首位；若某区域的升级能大幅提升效率，同样属于关键领域。
解决这些关键领域的问题可减少非计划停机时间，并通过提高生产力带来更高的投资回报。因此，它们成为实施试点项目的理想选择。这些试点项目在减少非计划停机时间和提升生产力方面的成果，将为后续升级和关键领域的选择提供依据。
第三步：投资于工作站和劳动力升级
智能工厂是工业 4.0 技术（如工业物联网 IIoT、自动化、大数据分析、人工智能等）发展的成果，这些技术在近年来不断进步。第三步是投资这些技术，以实现前两步所确定的关键领域的变革。智能工厂往往为配备传感器的资产、自动化流程以及提升工人生产力的新工具提供定制化解决方案。
工作站和带有传感器的资产为系统构建了工业物联网（IIoT），实现了工厂所有资产之间的通信。为了处理来自所有资产、库存和订单的数据，企业资产管理（EAM）软件处于核心地位——它还负责预测性维护。利用资产的实时数据可以实现预测性维护，从而将非计划停机时间降至接近零。
智能工厂不仅仅关乎工作站，还关乎劳动力。毕竟，工人是必须利用这些技术以充分发挥其优势的人。投资于员工培训至关重要，以便他们能够使用新系统和工作站的所有功能，从而实现生产力目标。
第 4 步：用于优化的数据采集与分析
数据驱动现代制造业的改进。所有资产都会产生大量数据，但大多数制造商仅利用了其中一小部分。智能工厂必须专注于高效地收集数据并进行彻底的分析。因此，投资具备能力的 IIoT 和 EAM 软件以进行数据采集和分析也变得尤为重要。
系统收集并处理来自工作站传感器的数据，以生成有关生产的有用见解。可以使用实时数据监控各种关键绩效指标（KPI）。IT 部门与 OT 部门的紧密合作有助于确保更好的数据采集和分析。来自 IT 部门的数据专家可以培训其他员工，以确保对数据分析有更深入的理解。
分析之后，应讨论所得见解，以识别生产和管理层面的改进机会。管理层应基于这些学习成果做出决策，并持续跟踪变化带来的影响。
第 5 步：监控、学习、改进
如前所述，将制造系统升级为智能工厂是一个持续的过程。智能工厂提供数据和工具，员工需高效利用这些数据与工具，通过实施变更和升级来改善结果。利用现有系统和 EAM 软件监控进展，可凸显工厂内多方面的改进机会。凭借自上次变更以来关于生产力、成本和效率的信息，管理层可以更好地决定优先推进哪些改进措施。
过去十年的发展清楚地表明，智能工厂已成为行业常态。有效升级的关键在于在关键领域高效利用工具和策略，并持续监控进展。希望保持竞争力的企业必须开始升级其系统，向智能工厂迈进。此处列出的五个步骤将帮助您制定一个良好的计划，以开启创建智能工厂的旅程。
作者简介
埃里克·惠特利（Eric Whitley）在制造业领域担任重要领导职务已超过 30 年。除了撰写众多关于各类制造主题的文章和出版物外，您可能还因他在 Autoliv ASP 主导全面生产维护（TPM）工作，或参与俄亥俄州立大学管理认证项目并担任兼职教员而了解他。
在长期从事可靠性和业务改进咨询工作后，埃里克加入L2L，目前担任智能制造总监。在该职位上，他的职责是帮助客户学习和实施 L2L 务实且简明的企业数字化转型方法。
埃里克与结婚 35 年的妻子居住在犹他州北部。工作之余，他通常手持鱼竿在水边垂钓。