很多人对现代工业的理解比较肤浅。一个重要的原因是:现代工业往往是在追求极限的过程中走向现代化的,如极限的效率、极限的速度、极限的质量、极限的成本等等。古人云,物极必反。追求极限的过程,往往会让技术的重点发生偏移。比如,在不断超越极限的过程中,技术原理和现实技术之间的差别会越来越大。所以,现代工业的核心技术往往不是技术原理本身,而是如何在高质量、高效率的前提下保持安全、稳定、可靠。
极限在什么地方呢?一般来说,理论上是有极限的。比如,我们可以用能量守恒的办法,计算一千克煤的极限发电量。但是,由于能量转化不可能是100%的,这种理想的目标往往不是现实的。所以,理论上的极限,往往不具备才考价值。如何才能找到现实可行的目标呢?传统上,逼近极限是通过持续改进实现的。企业经常用两种办法推进持续改进:PDCA和对标找差。PDCA把过去的最优结果作为目标,并争取在过去的基础上进步;而对标找差则是把别人能够实现的结果作为追求的目标。所以,这两种方法都具有较好的现实性。
笔者经常发现:理想的极限指标很容易计算,现实结果距离理想的极限值很远。导致这种现象的一个重要原因,就是对安全、稳定、可靠的考虑。为了避免不确定因素导致的意外,人们往往会留下较大的裕度,不敢追求极限的效率、极限的能耗等。这时,数字化技术就应该可以起到很好的作用。
典型的场景包括:流水线上的节奏、设备使用次数或周期、特定工序的能源消耗等,往往都与极限相差很远。比如,鱼雷罐车从高炉装载铁水,再从高炉运到转炉,往往不会超过一个小时的时间。但每天、每个鱼雷罐车只能装几次铁水。再如,热轧两卷钢之间,差不多有10秒左右的空余时间。这些都是看得到的差距。数字化技术的一个重要作用是减少不确定性,从而能够在提高指标的前提下,保证安全、稳定、可靠。
推进数字化技术时,不妨多从极限指标入手寻找优化空间。我们知道:搞数字化最麻烦的事情,往往就是不知道价值从哪里来。因为算不出效益,许多数字化项目无的放矢,导致缺乏经济性。从极限指标入手考虑目前的差距,就能解决这个大的难题,找到很多的机会。
现实中的不确定性,一部分是设备的不确定性导致的。这种不确定性往往就是参数 “常变化”;通过大数据分析,可以分析参数变化的规律,从而减少不确定性。笔者还发现:现场中的很多不确定性是数据质量本身的问题导致的。比如,很多人觉得实时决策指导或者控制软件比较困难,一个重要的原因就是需要合理地处置数据中的干扰。不过,数据质量是个比较宽泛的概念。数据质量相关的因素,就是会导致决策问题的相关因素。所以,数据质量不仅是数据精度问题,还包括采集时间的稳定性、数据之间的匹配关系等等。
在工业现场推进智能决策,数据质量很可能是关键问题,也是比较麻烦的问题。
来源:仪表圈/作者:郭朝晖,工业自动化博士、教授级高工,专注于工业数字化转型及技术创新研究领域