本文來自于《控制工程中文版》(CONTROL ENGINEERING China )2017年5月刊,原標(biāo)題為:探索過程數(shù)據(jù)的最佳工具
本文來自于《控制工程中文版》(CONTROL ENGINEERING China )2017年5月刊,原標(biāo)題為:探索過程數(shù)據(jù)的最佳工具 除了電子表格之外,一些新的數(shù)據(jù)分析工具如可視化分析等,將幫助過程工程師從愈來愈繁雜的大數(shù)據(jù)中獲得對(duì)工藝過程更準(zhǔn)確的理解。高效的大數(shù)據(jù)分析有助于實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)。 過程行業(yè)的生產(chǎn)制造商每天、每小時(shí)或每分鐘收集和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以達(dá)到百萬兆字節(jié)。這些數(shù)據(jù)中的絕大部分,都未被用于改善工廠運(yùn)營(yíng)。 下圖中的案例揭示了最常見的挑戰(zhàn):在到達(dá)運(yùn)營(yíng)決策制定者之前,99%的數(shù)據(jù)都會(huì)丟失 圖1:根據(jù)管理咨詢公司麥肯錫提供的研究報(bào)告顯示,收集到的數(shù)據(jù)中有將近99%并未使用。圖片來源:麥肯錫公司 據(jù)Gartner公司的統(tǒng)計(jì),所收集數(shù)據(jù)的70%并沒有被用于分析或獲得對(duì)過程的理解。麥肯錫公司認(rèn)為這一數(shù)字更是達(dá)到了99%(見圖1)。這就是被稱為“數(shù)據(jù)豐富、信息貧乏”的尷尬現(xiàn)實(shí):用戶和組織被淹沒在繁雜的數(shù)據(jù)中,但同時(shí)又迫切的需要有價(jià)值的信息(見圖2)。 圖2 :許多過程行業(yè)的企業(yè)發(fā)現(xiàn),他們雖然擁有豐富的數(shù)據(jù),但是缺少對(duì)數(shù)據(jù)深入的了解和分析。這就是眾所周知的“數(shù)據(jù)豐富,但信息貧乏”的困境。圖片來源:Seeq 公司 為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況呢?這是過程制造企業(yè)所面臨的一個(gè)重要問題。在過去20年中,提供“可操作的信息”一直是過程分析的一個(gè)永恒主題。云,或者用更新的名詞——云計(jì)算,作為一種新的解決方案已經(jīng)被提出,用于縮小數(shù)據(jù)和信息之間的差距。即使是“大數(shù)據(jù)”(一種可追溯到上世紀(jì)90年代的概念),在這個(gè)問題上也未能有所建樹。相反,越來越多的數(shù)據(jù)正源源不斷的被創(chuàng)造出來,同時(shí)也就意味著有更多的數(shù)據(jù)未能得到充分利用。 過程數(shù)據(jù)的效益 考慮下面的問題:在生產(chǎn)制造設(shè)施中,誰(shuí)最應(yīng)該負(fù)責(zé)從過程數(shù)據(jù)中獲得有用的信息,以及誰(shuí)將從中受益?答案是過程工程師,它們是生產(chǎn)設(shè)施工程專業(yè)的代表。他們擁有諸如工廠自動(dòng)化工程師、分布式控制系統(tǒng)(DCS)工程師以及首席過程資產(chǎn)專家等頭銜。 盡管頭銜不同,但將其聯(lián)系起來的是他們所在組織內(nèi)的資產(chǎn)和過程專家。他們知道需要什么數(shù)據(jù),以及哪些數(shù)據(jù)可用于分析。過程工程師代表一線員工,具有相應(yīng)的專業(yè)技能以及需求,將生產(chǎn)數(shù)據(jù)用于改善質(zhì)量、產(chǎn)量和利潤(rùn)。 需要考量的另外一個(gè)因素是過程工程師在過程數(shù)據(jù)中尋找有用信息所依賴的工具。對(duì)過程制造組織來講,數(shù)據(jù)和信息之間最常見的橋梁是工程師以及電子表格。每個(gè)歷史數(shù)據(jù)都可以鏈接到電子表格,以方便分析從生產(chǎn)設(shè)備中獲取的時(shí)間序列數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)加速 加速數(shù)據(jù)的使用必須能夠促進(jìn)過程工程師的工作。這種方法與許多“數(shù)據(jù)豐富、但信息貧乏 ”問題不同例如,(大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)和先進(jìn)統(tǒng)計(jì)軟件包),更專注于軟件架構(gòu)師、程序員和數(shù)據(jù)科學(xué)家的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)。在這種環(huán)境中,工程師熟悉工廠環(huán)境和運(yùn)營(yíng),利用這些關(guān)鍵知識(shí),可以從數(shù)據(jù)中獲得有用的信息。工程師應(yīng)該是第一個(gè)關(guān)注獲取產(chǎn)品信息的工具,而不是最后一個(gè)。 先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析解決方案必須能夠解決和升級(jí)電子表格所提供的關(guān)鍵功能,這些關(guān)鍵功能使其在過去30年中一直是可供工程師選擇的工具。電子表格已經(jīng)變得非常流行,任何新的解決方案想要加速并縮小數(shù)據(jù)和信息之間的差距,需要包括更多的先進(jìn)功能。 數(shù)據(jù)集成:ARC咨詢集團(tuán)認(rèn)為,在企業(yè)智能制造環(huán)境中,對(duì)過程制造問題的調(diào)查,“平均”需要訪問7個(gè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)。為轉(zhuǎn)移現(xiàn)有的電子表格,軟件必須從多個(gè)系統(tǒng)、格式和類型中獲取數(shù)據(jù)。 靈活性:數(shù)據(jù)調(diào)查的過程包括用迭代、試驗(yàn)甚至錯(cuò)誤的解決方法來解決問題,這包括一系列小步驟,如數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)清理、計(jì)算、可視化和協(xié)作。如果分析無法獲得結(jié)論,用戶需要在分析中回溯,并開始一個(gè)新的調(diào)查路徑。 報(bào)告:電子表格使得用戶可以共享信息,并創(chuàng)造新的數(shù)據(jù)報(bào)表。用戶可以張貼、打印、嵌入和發(fā)送電子郵件,共享、發(fā)布這些報(bào)表。這些數(shù)據(jù)可以在任何設(shè)備、任何應(yīng)用程序或?yàn)g覽器上查看,并且可以運(yùn)行在就地部署的設(shè)備或云端。電子表格的替代方案將只需要查看圖形:如執(zhí)行儀表盤、模板,這些工具將用戶交互限制到可選的有效范圍內(nèi),或完全高保真的訪問,以促成跨團(tuán)隊(duì)的協(xié)作。 新的數(shù)據(jù)分析工具 大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)和橫向擴(kuò)展架構(gòu)等方面的創(chuàng)新,使過程工程師具有使用這些應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)或功能特性的權(quán)限,并且不需要廣泛的培訓(xùn)或?qū)I(yè)的IT技能。 該模型可用于消費(fèi)體驗(yàn),如谷歌的搜索引擎或Siri的語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)。為什么分析應(yīng)用程序不能用同樣的方式,為過程工程師將這種復(fù)雜性封裝起來?這是一個(gè)很好的機(jī)會(huì),通過利用技術(shù)和消費(fèi)者體驗(yàn)領(lǐng)域的創(chuàng)新,在解決方案中充分利用電子表格的可用性和靈活性。 圖3:可視化信息,使工程師和其它制造專家可以直接與數(shù)據(jù)交互,并快速?gòu)闹蝎@得所需的信息。 為過程工程師提供正確的應(yīng)用程序,以彌補(bǔ)數(shù)據(jù)和信息之間的差距是必不可少的。先進(jìn)的可視化信息解決方案只需要幾分鐘來組裝、整理和組織數(shù)據(jù),這就可以為工程師提供更多的時(shí)間來調(diào)查生產(chǎn)問題。其結(jié)果是提高了員工的生產(chǎn)效率和能力,從而可以實(shí)現(xiàn)更好的收益率、利潤(rùn)率、產(chǎn)品質(zhì)量和安全性(見圖3)。
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