从工控到AI实现制造业智能化精益管理

制造业打通工业化控制层与IT信息化层数据壁垒,通过智能设备数据的聚合清洗、企业运营管理,结合人工智能与企业私有云赋能数据价值转化,推动智能设备融入工业物联网,最终提升企业效率与效益。


根据紫文科技日常参与制造业智能化项目实施,我们总结出IT/OT 融合的五层架构,以及他们相互之间的协同关系:
一、核心构成:工业化控制层
工业控制层涵盖智能生产设备等终端、数据采集、设备运维等关键环节。智能设备集成先进制造与信息技术,具备感知决策能力;数据采集通过传感器、软件等采集信号并传输至PLC、HMI、DCS、SCADA等系统;设备运维包含维修、保养、预测性维护等,其中预测性维护基于数据精准预判故障,机器人巡检与远程监控则通过智能技术实现设备状态实时掌控与远程调控。
二、IT信息化五层架构与数据贯通
五层架构纵向贯穿生产全流程:
2.1设备基础层,含设备、传感器、PLC等,通过OPCUA等标准接口完成数据采集与控制;
2.2自动化控制层,以HMI、SCADA等系统实现设备监控、参数调节与报警;
2.3生产执行层,由MES等系统承接任务分配,实现与上下层的数据交互与反向控制;
2.4业务管理层,PLM、ERP、SCM、CRM等系统负责资源配置、全生命周期管理与内外协同;
2.5商业决策层,通过BI系统整合数据,为经营决策提供支撑。架构打通打破数据孤岛,实现从设计到服务的全链路协同,MES是信息化与自动化的核心桥梁。
数据采集是融合关键纽带,涵盖时序数据、文档数据、信息化数据等多类型,通过传感器、RFID等技术采集,面临数据量大、协议不标准、带宽压力、老旧系统兼容及安全隐患等难点。经采集处理后,数据通过设备运行报告、OEE报表等形式可视化呈现,助力精细化管理。
三、数据聚合清洗与边缘计算支撑
数据聚合确保结构完整并规范格式转换,清洗过滤脏数据保障质量,优化则通过分析模型重组数据提升价值。边缘计算将运算下沉至边缘节点,分担云端压力,支持多工业协议解析,实现数据实时处理与响应,与云端协同形成“边云一体化”,为数据流转提供高效通道。
四、企业私有云与技术赋能价值
智能设备数据上云实现设备状态监测、故障诊断与全生命周期管理,沉淀数据资产,支撑生产优化与商业模式创新,如维修履历数据上云可实现多端复用与数据变现。人工智能通过预测性维护、智能告警等场景赋能,替代传统经验依赖,提升决策精准度;云计算提供弹性算力,打破信息孤岛,推动企业向“制造+服务”转型,实现风险预警、产品升级与个性化定制。
五、智能设备融入工业物联网
工业物联网融合感知、传输、智能技术,实现生产全环节数字化升级。设备通过远程控制、大数据应用、主动售后服务及服务转型四大路径融入,实现跨区域协同、供应链数字化、服务模式优化,推动制造企业打通数字与实体世界,构建万物互联的智能工厂。