数字化转型提高设备和设施效率 | Simio

传统业务流程及其运行资产的数字化转型已成为当下的热门话题之一。福布斯》支持的一项研究凸显了数字化转型这一话题以及实现数字化转型所需的工具已经变得多么热门。据统计，2018 年有 55% 的企业打算采用数字化战略，而 2019 年这一比例增长到了 91%，这凸显了数字化转型已经变得多么流行。

采用率提高的原因在于，它为企业运营管理带来了便利，促进了增长，并为数字化转型带来了健康的投资回报。2019 年数字业务调查的数据证明了前面所述的这些好处。35%的企业实现了收入增长，67%的企业认为数字化帮助他们为客户提供了更好的服务。不过，尽管数字化转型很受欢迎，但许多企业在采用数字化转型的过程中仍有许多问题难以回答。本篇文章将回答一些更重要的问题，并特别强调设施管理和效率。

什么是数字化转型？

数字化转型指的是将数字技术整合到业务运营中，以改变企业的运营方式并为客户或顾客提供价值。数字技术一般是指能够访问互联网的设备和工具，因此，使用这些设备和工具可以让企业将运营流程带入网络空间。

上述定义是数字化转型的一个简单版本，但由于每家公司和每个行业的数字化转型都不尽相同，因此还存在其他定义。就提高设备和设施效率水平而言，敏捷大象的定义更能概括其含义。在这里，数字化转型被定义为数字化实践，"涉及领导思维的转变、鼓励创新和新的商业模式、将资产数字化以及更多利用技术来改善组织的整体运营"。

在设施管理中，资产指的是设施内的设备、工具和操作站，而新业务模式和创新指的是数字技术概念的整合。这些概念可以是数字孪生、离散事件模拟或预测分析。

什么是整体设备和设施效率？

生产设施和仓库的生产率通常使用整体设备效率（OEE）概念来衡量。这一概念衡量机器可实现的最大产出，并将后续产出与优化值进行比较。如果机器或设备达不到最优值，OEE 就会低于 100%，生产周期就会被称为非生产周期。

OEE 是通过设备内的三个独立部分计算得出的，它们是

• 可用性 - 这主要是指操作在预定时间内可发挥作用的百分比。
• 性能 - 指工作中心的运行速度与设计的实际运行速度的比较
• 质量 - 指生产的产品数量以及与最佳生产质量相比的质量水平。

尽管 OEE 流程相当流行，而且被证明是高效的，但批判性分析表明，它没有考虑到一些重要指标。OEE 计算不包括车间状态、材料处理过程以及与上游和下游性能的联系。正因为如此，它作为一种测量工具的有效性 受到了众多制造商的指责 。

对 OEE 作为绩效衡量工具的批评包括：它无法细分或获取设备中的细粒度信息，而且缺乏多维性。此外，OEE 难以确定工厂内真正需要改进的领域，这也影响了其分析工厂绩效的效率。而这正是数字化转型发挥作用的地方。

数字化转型及其提高工厂效率的能力

制造车间资产数字化的能力创造了一种环境，可以从当今工厂的最深处收集到细粒度的数据。通过数字化转型收集的数据，可以更清晰地了解设备的功能。但是，由于存在某些困难，传统制造流程和操作的数字化也一直是不同专业人士争论的焦点。这些困难包括评估来自传统或哑资产的数据、管理跨不同供应链的通信，以及将捕获的数据汇集在一起以了解复杂的设施运营情况。

为了应对这些挑战，人们围绕每项挑战开发了各种新兴技术。就从传统资产中获取数据而言，使用可附加到资产上的智能边缘技术目前正在消除这一挑战。而 OPC 基金会的标准和通信协议则解决了智能资产和笨资产之间的通信问题。最后，数字孪生技术提供了一种使用采集数据监控和管理设施的简化方法，使采集的数据更有意义，从而加强车间活动。

利用这些新兴技术，可以对特定设施的详细情况进行评估。更重要的是，这些与数字化转型相关的技术可通过提供实时调度、分析复杂流程和模拟解决制造缺陷的适用方案来改进运营流程。

离散事件仿真与提高设备效率

离散事件仿真（DES）工具（如 Simio）是一些新兴技术，在改造传统工厂或设施流程方面发挥着重要作用。引入 DES 有助于绘制以前的事件时间表，创建优化的调度模板，从而加快生产流程。

DES 工具或软件既可以分析作为大流程子集的小流程，也可以分析整个复杂系统，从而制定优化这些流程的计划。一个例子是钢管制造公司 Diamond-Head Associates 对 Simio 的集成。这家钢管制造商面临的挑战是，由于生产流程非常复杂，生产变量多达数百个，如何才能满足生产计划的要求？

借助 Simio 仿真软件及其带来的数字化转型，Diamond-Head 公司能够利用不同生产流程产生的大量数据集。有了这个仿真模型，就能为其生产流程创建优化的计划，从而有助于做出实时的业务决策。这家钢管制造商成功地将决策时间从一个半小时缩短到了大约 10 分钟。

本案例研究强调了如何利用数字化转型以多种方式提高工厂效率。这些方式包括优化调度程序，以及大幅缩短为复杂的制造相关调度流程提供准确解决方案所需的时间。

利用数字孪生技术提高设备生产效率

数字化转型的另一个方面是利用数字孪生技术开发物理对象和流程的数字表示。值得注意的是，数字孪生不只是三维扫描仪简单地将物理对象再现为数字模型。有了数字孪生技术，复杂的系统可以用数字形式表示，包括捕捉系统内资产产生的数据。

数字孪生生态系统还可用于进行模拟，以推动机器和设施的性能、实时调度和预测分析流程。这就突出了数字化转型如何为接收业务洞察力提供基础，从而改变企业领导层的思维和决策。

CKE 控股公司（CKE Holdings Inc.CKE Holdings 是 Hardee's 和 Carl's Jr 等餐厅的母公司。今年早些时候，该企业希望为员工提供高效的车间或餐厅空间，以提高生产力水平、培训新员工并为客户提供更好的服务。为了实现这一目标，该企业求助于数字孪生和增强现实技术来辅助其业务流程。

值得再次指出的是，数字孪生和虚拟现实工具都是数字化转型工具。借助这些工具，CKE 控股公司成功开发出了优化的餐厅，其车间平面图充分发挥了员工的优势。数字孪生还被用来测试和实施新产品，其速度远远快于企业以前采用的传统流程。

最终，用户友好型厨房布局为 CE Holdings 餐厅的运作方式带来了创新。增强现实技术的使用还为新员工培训增添了新的内容。技术的使用确保了新员工通过现场实践学习，而不会因失败而承担任何后果。这也减少了有经验的员工为让新员工尽快适应餐厅工作所花费的时间。由此可见，数字化转型在另一个方面也能提高工厂的效率水平。

数字化转型对制造业和生产型企业的益处

上述例子已经说明了数字化转型的好处及其在提高整体设备和设施效率水平方面的作用。但是，与许多车间仍在使用的传统 OEE 计算方法相比，数字化转型所带来的好处更值得比较和强调。

• 完整的图景- OEE 计算仅依赖于设备和工具产生的制造数据，而数字化转型技术则不同。
  不同，数字化转型技术可以捕捉生产流程的方方面面。这包括从车间内发生的各种算法、调度细节、资产、子系统和事件中获取数据。这使得数字孪生环境提供的细节水平在分析和提高设备生产率方面更胜一筹。
• 改进客户战略-- 数字化转型能够获取数据，突出客户对终端产品的满意度。这些信息还可以整合到生产圈中，确保客户得到最好的服务。这意味着，通过数字化转型，客户和员工的反馈可用于改进生产设施流程。
• 改进留住员工的策略--制造业因各种因素导致员工流失率高而臭名昭著，这对新一代工人毫无吸引力。数字化转型的整合可以改善工作场所的布局，并为制造业带来更现代、更吸引人的流程。这些改进可以降低离职率，让年轻一代对制造业产生兴趣。
• 促进创新 - 工业 4.0 商业理念和模式在制造业中的采用率越来越高，这意味着企业要想保持竞争优势，就必须进行调整。数字化转型提供了一条创新传统业务流程的途径，提高了企业在不断变化的制造业中保持竞争力的能力。

下一步

数字化转型为提高设备效率带来的优势会产生蝴蝶效应，影响领导力、创新和解决问题的活动。虽然整合过程涉及应用数字孪生技术和仿真软件的技术知识，但这些技能只需稍加努力即可掌握。

Simio 基础课程为企业和其他组织提供了培训员工了解数字化转型及其具体技术的机会。您还可以选择让员工报名参加即将举行的 "2020 Simio Sync 数字化转型大会"，了解更多有关数字化转型业务流程以及如何获得回报的信息。