很多人對現代工業的理解比較膚淺。一個重要的原因是:現代工業往往是在追求極限的過程中走向現代化的,如極限的效率、極限的速度、極限的質量、極限的成本等等。古人云,物極必反。追求極限的過程,往往會讓技術的重點發生偏移。比如,在不斷超越極限的過程中,技術原理和現實技術之間的差別會越來越大。所以,現代工業的核心技術往往不是技術原理本身,而是如何在高質量、高效率的前提下保持安全、穩定、可靠。
極限在什么地方呢?一般來說,理論上是有極限的。比如,我們可以用能量守恒的辦法,計算一千克煤的極限發電量。但是,由于能量轉化不可能是100%的,這種理想的目標往往不是現實的。所以,理論上的極限,往往不具備才考價值。如何才能找到現實可行的目標呢?傳統上,逼近極限是通過持續改進實現的。企業經常用兩種辦法推進持續改進:PDCA和對標找差。PDCA把過去的最優結果作為目標,并爭取在過去的基礎上進步;而對標找差則是把別人能夠實現的結果作為追求的目標。所以,這兩種方法都具有較好的現實性。
筆者經常發現:理想的極限指標很容易計算,現實結果距離理想的極限值很遠。導致這種現象的一個重要原因,就是對安全、穩定、可靠的考慮。為了避免不確定因素導致的意外,人們往往會留下較大的裕度,不敢追求極限的效率、極限的能耗等。這時,數字化技術就應該可以起到很好的作用。
典型的場景包括:流水線上的節奏、設備使用次數或周期、特定工序的能源消耗等,往往都與極限相差很遠。比如,魚雷罐車從高爐裝載鐵水,再從高爐運到轉爐,往往不會超過一個小時的時間。但每天、每個魚雷罐車只能裝幾次鐵水。再如,熱軋兩卷鋼之間,差不多有10秒左右的空余時間。這些都是看得到的差距。數字化技術的一個重要作用是減少不確定性,從而能夠在提高指標的前提下,保證安全、穩定、可靠。
推進數字化技術時,不妨多從極限指標入手尋找優化空間。我們知道:搞數字化最麻煩的事情,往往就是不知道價值從哪里來。因為算不出效益,許多數字化項目無的放矢,導致缺乏經濟性。從極限指標入手考慮目前的差距,就能解決這個大的難題,找到很多的機會。
現實中的不確定性,一部分是設備的不確定性導致的。這種不確定性往往就是參數 “常變化”;通過大數據分析,可以分析參數變化的規律,從而減少不確定性。筆者還發現:現場中的很多不確定性是數據質量本身的問題導致的。比如,很多人覺得實時決策指導或者控制軟件比較困難,一個重要的原因就是需要合理地處置數據中的干擾。不過,數據質量是個比較寬泛的概念。數據質量相關的因素,就是會導致決策問題的相關因素。所以,數據質量不僅是數據精度問題,還包括采集時間的穩定性、數據之間的匹配關系等等。
在工業現場推進智能決策,數據質量很可能是關鍵問題,也是比較麻煩的問題。
來源:儀表圈/作者:郭朝暉,工業自動化博士、教授級高工,專注于工業數字化轉型及技術創新研究領域