什么是“恰到好處”的工業(yè)大數(shù)據(jù)分析？
發(fā)布時間：2023-01-06 來源：控制工程網(wǎng)
圖片來源：ADISRA
在一場關(guān)于“什么是恰到好處的工業(yè)數(shù)據(jù)分析？” 的研討會中，E TechGroup 的業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Laurie Cavanaugh 和Avanceon 公司總裁Matt Ruth 進行了深入探討，以幫助了解工業(yè)數(shù)據(jù)分析是否“足夠”適用于運營。
在生產(chǎn)制造工廠中，誰是部署分析的驅(qū)動力？
Ruth：在生產(chǎn)制造行業(yè)，一般有兩條途徑開始分析。
首先是一種“自上而下”的方法，這些項目獲得管理層的支持，旨在整個企業(yè)范圍內(nèi)全面挖掘數(shù)據(jù)。這通常是大型程序，它們設(shè)置了范圍、結(jié)構(gòu)和人為因素變更管理功能，以確保一致性。
第二種是“自下而上”從底層開始，從運營技術(shù)（O T）資源或團隊推動（因為他們經(jīng)歷過運營中的需求/ 問題，并且知道有數(shù)據(jù)可以提供幫助）。這類項目的結(jié)果，通常是取得第一個關(guān)鍵項目的成功，然后推出第二個項目，直至最終全面實施（甚至可能為上述的更大倡議提供支持）。
不同的方法會改變分析目標的制定方式。如果選擇“自上而下”，目標是以企業(yè)為中心的，工廠通常會獲得其適用的企業(yè)應(yīng)用程序，并且希望能夠開發(fā)額外的數(shù)據(jù)分析模型，以解決工廠特定的問題。如果從工廠或運營中心開始“自下而上”，則全面考慮并直接解決理解工廠運營商需求的能力。如果沒有對結(jié)構(gòu)和標準最佳實踐的規(guī)范和全面理解，則可能存在這樣的風(fēng)險：一個分析系統(tǒng)將無法輕松的應(yīng)用到下一個設(shè)施，需要進行定制，以便從一個站點移植到另一個站點。
Cavanaugh ：我同意Matt關(guān)于路徑的說法。有時，這兩者也可以同時發(fā)生。自上而下的數(shù)據(jù)分析方法，通常由公司驅(qū)動，涉及公司I T 和可訪問的財務(wù)和運營數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)已由企業(yè)資源計劃（ERP）和商業(yè)智能軟件進行整合（事務(wù)數(shù)據(jù)）。
“自下而上”的方法，通常由制造部門或現(xiàn)場驅(qū)動，并從使用自動化和控制系統(tǒng)制造商提供的歷史數(shù)據(jù)庫和提取工具所獲得的粒度細節(jié)（時間序列數(shù)據(jù)）開始。真正的價值和洞察力，體現(xiàn)在這兩種分析方法的融合上，即將公司財務(wù)和運營數(shù)據(jù)與更精細的過程數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，以提供從上到下推動組織決策所需關(guān)鍵因素更全面的視圖。
在為任何類型的項目進行推廣時，都要考慮到這一點：這對我來說意味著什么？了解你的客戶和他們的痛點是什么，以及分析結(jié)果將如何幫助解決這些痛點。回顧一些投資回報案例。增加收入、降低成本和避免風(fēng)險，任何管理人員都樂見其成。讓用戶工作更輕松，幫助他們提高效率，緩解他們的壓力，這也是他們所樂見的。
您認為制造業(yè)分析的未來是什么？
Ruth：當對模型和分析解決問題充滿信心，制造商對直接從分析到過程的閉環(huán)感到滿意時，分析的未來及其在生產(chǎn)制造業(yè)中的真正價值就會到來。現(xiàn)在，在大多數(shù)具有過程反饋回路的控制系統(tǒng)中都會出現(xiàn)這種情況，制造商最終把分析視為另一個控制平臺。
Cavanaugh ：未來已經(jīng)到來。在工作場所之外所用工具的驅(qū)動下，用戶對情境化和智能化信息的期望和需求，正在反擊未能提供基于事實的分析、有指導(dǎo)性的決策和即時獲取關(guān)鍵信息的舊借口或理由。先進的技術(shù)工具和平臺并不缺乏。滯后的是對非技術(shù)瓶頸和障礙的全面理解和應(yīng)對。更深入地了解分析如何應(yīng)用于過程以及關(guān)鍵決策因素的適當背景，有助于解決這些非技術(shù)障礙，這就是它們的價值。
IT 和OT 之間的藩籬真的在消失嗎？
Ruth：隨著尋找針對專業(yè)平臺的廣泛資源變得更具挑戰(zhàn)性，并且平臺變得越來越相似，我相信I T 和O T 必將融合。共同語言/共同平臺的需求，將由安全協(xié)議驅(qū)動，并側(cè)重于確保供應(yīng)鏈的網(wǎng)絡(luò)安全。在Avanceon，我們有一句話來說明一個能否成為成功的控制或I T 開發(fā)人員——“一個真正的程序員可以編寫任何東西” 。隨著IT/OT 的必要融合，我們將直接見證這一現(xiàn)實。
Cavanaugh ：為了共同的責任，必須消除I T / O T 之間的鴻溝或分歧：為了它們共同服務(wù)公司的健康發(fā)展和長久利益。雖然人們承認并接受了這一事實，但“更重要的部分”是行動和責任。我們發(fā)現(xiàn)，讓I T 和O T 參與到一個共同的目標和企業(yè)需求中，例如網(wǎng)絡(luò)安全保護或分析和商業(yè)智能，為最終的行動和責任提供了統(tǒng)一的重心和途徑。
在您的客戶中，積極部署數(shù)據(jù)分析的百分比是多少？
Ruth：幾乎100% 的客戶都在做某種形式的分析，描述性報告很普遍，診斷報告也是如此。其中10% 的客戶正致力于預(yù)測性和規(guī)范性的問題解決模型，他們希望通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)工廠，將數(shù)據(jù)納入自助服務(wù)模型，使“高級分析”更加可行。對于許多制造商來說，從根本原因分析中去除人為因素/ 風(fēng)險，并允許云對所有數(shù)據(jù)進行精簡和處理（適合這項工作的工具），從而獲取為描述性和診斷提供信息的歷史信息的價值，這是一個合乎邏輯的步驟。
Cavanaugh：我們的客戶100% 部署了分析—— 從每周發(fā)布在公告板上的微軟Excel 電子表格圖形，到遍布工廠的屏幕上顯示的關(guān)鍵指標實時儀表板，以及在公司層面的整合視圖。不同之處在于分析的廣度和深度、數(shù)據(jù)的來源和及時性，以及在數(shù)據(jù)集和用戶界面/ 用戶體驗中所進行分析的復(fù)雜性。
通過分析可以實現(xiàn)什么樣的投資回報？
Ruth：這是一個“視具體情況而定”的問題。投資回報需要行動或改變才能實現(xiàn)。我們分享的大多數(shù)分析案例，展示了存在問題但未進行更改的運營或工程。通常情況下，需要根據(jù)建議采取行動，并閉合過程回路。在一個比例- 積分- 微分（PID）回路調(diào)整示例中，當“回路閉合”時，就地清理（CIP）所需的時間改善了5%，結(jié)果是不到3 個月時間就實現(xiàn)了投資回報（分析項目+ 后續(xù)改進項目）。這些都是很好的結(jié)果，但需要承諾根據(jù)數(shù)據(jù)告訴您的情況而采取行動。
正如我們的PID 過程分析所表明的那樣，將系統(tǒng)基線化，對過程進行變更，然后對結(jié)果進行測量，是有投資回報的。大多數(shù)工廠在運營中，不會跨越時間范圍看問題。調(diào)試前基線化，然后在調(diào)試過程后（甚至在調(diào)試過程中）運行同樣的分析的概念，將有助于改善投資并產(chǎn)生“J 曲線”。
Cavanaugh ：投資回報的類別可以分為創(chuàng)收、成本降低和風(fēng)險規(guī)避。下面列出了一些示例：
創(chuàng)收是根據(jù)增加的產(chǎn)量/吞吐量、更多的庫存周轉(zhuǎn)率和更高的資產(chǎn)回報來衡量的。如果分析以及提供的反饋和信息允許進行主動決策，或最終進行閉環(huán)決策以進行自動調(diào)整或在線統(tǒng)計過程控制，則投資回報肯定可見和可測量的。報警通知、通過更明智的維護響應(yīng)減少短暫停車或預(yù)測故障，也是實現(xiàn)這些收入增長目標的方法。
通過增加平均無故障時間（MTBF）、減少平均修復(fù)時間（MTTR）、識別上游廢料或更及時通知以采取糾正措施，可以實現(xiàn)成本降低。通過一些舉措，還可以分析和減少備用庫存，并增加運營、維護和工程方面的技能組合，以滿足最高需求。
風(fēng)險規(guī)避有時比較難量化，因為它需要過去事件（如安全違規(guī)、召回、管理機構(gòu)處罰或以前的故障）來提供切實的財務(wù)影響。然而最近，隨著對過程工業(yè)的勒索軟件攻擊的增加以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)保險費成本的上升、免賠額的增加和對勒索軟件覆蓋范圍的降低，有理由通過降低這些領(lǐng)域的成本來實現(xiàn)投資回報。通過分析暴露漏洞和修復(fù)后的安全，以及通過安全審計降低保險成本，從而可以降低總成本。
如何消除工業(yè)制造瓶頸？
Ruth：通常我把“瓶頸”歸類為使用分析的障礙。采用和接受分析可能會遇到以下幾個主要問題：
· 云“意愿”：接受我們每天在工廠生活中使用的工具；
· 與OT和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的連接：打破過去的藩籬，以業(yè)務(wù)價值為目標；
· IT為OT數(shù)據(jù)分配資源：建立信任并為OT 分配IT 時間；
· 解決安全問題/ 訪問：遵循網(wǎng)絡(luò)政策，了解允許連接以進行分析所帶來的價值；
· 整理工廠數(shù)據(jù)：將數(shù)據(jù)從原始數(shù)據(jù)源中分離出來進行組織、清理和過濾，從而打破實現(xiàn)自助數(shù)據(jù)使用和開發(fā)高級分析的障礙。
Cavanaugh ：我喜歡關(guān)注非技術(shù)性障礙，我的職業(yè)生涯也是在與客戶及其團隊進行前期業(yè)務(wù)開發(fā)的過程中度過的。如果沒有人員以及其對變革的熱情來對組織產(chǎn)生積極影響，那么解決方案在技術(shù)上有多“酷”就似乎沒那么緊要了。組織各級的利益相關(guān)者需要盡早參與并經(jīng)常更新。雖然許多人沒有“投票權(quán)”，但他們肯定有“發(fā)言權(quán)”。
如何看待工業(yè)大數(shù)據(jù)分析對工廠工程師的重要性？
R u t h ：正如我們討論的那樣，分析可以在三個時間框架內(nèi)揭示并提出運營問題：
1、發(fā)生后；
2、正在發(fā)生時；
3、發(fā)生前。
如果考慮到新員工必須完成工作所面臨的信息差距，這種洞察力就非常寶貴。幫助工廠工程師回顧過去、預(yù)測未來并作出反應(yīng)，將使他們更有能力在任期內(nèi)更快地增加價值。
C a v a n a u g h ： “辭職潮”為我們展示了硬幣的兩面性。一方面，由于很多剛滿55 歲的工程師和技術(shù)人員選擇退休，我們正在失去許多系統(tǒng)中還沒有掌握的洞察力和分析專業(yè)知識。然而，另一方面，我們也注意到一些富有經(jīng)驗的退休人員正 “躍躍欲試”，希望重返工作崗位，但可能是以一種不那么傳統(tǒng)的方式。E T e c h G r o u p 經(jīng)歷了這些關(guān)鍵人員的回歸，作為兼職顧問每周工作3 天，甚至還有希望工作4 到8 個月的技術(shù)成員，他們很樂意前往北美各地的客戶現(xiàn)場協(xié)助我們的調(diào)試工作。
新冠疫情的大流行向我們所有人展示了另外一種工作形式的可能性：人才可以在任何地方工作……只要有互聯(lián)網(wǎng)接入。（作者 | John Dunlap）
關(guān)鍵概念：
■ 審查行業(yè)數(shù)據(jù)分析的投資回報。
■ 研究實施工業(yè)數(shù)據(jù)分析的挑戰(zhàn)以及如何克服障礙。
思考一下：
您的運營部門是否以更優(yōu)化的方式應(yīng)用了工業(yè)數(shù)據(jù)分析？