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务实的数字转换

由Michael Carone,Paul Pilotte和Jim Tung,Mathworks


门铃最初只是一种简单的机械装置。它只有一个按钮,只有一个功能:摇铃。

今天的版本可能有相机,运动传感器,视频和智能手机界面,可以访问从门铃到云的数据。它不再只是门铃;这是一个完整的安全系统。

门铃的演变只是数字转换的一个例子 - 使用数据分析,连接,云计算和AI等技术,以改造产品,流程和整个系统。下载188bet金宝搏

几乎每个组织似乎都在其愿景和战略中包含数字化转型,但大多数组织都在执行数字化转型举措方面遇到了困难。原因有很多:引入新技术和向员工提供相关技能的挑战,确保公司的文化和组织结构有利于变革,正确预测哪些流程需要改变以及如何改变,等等。

为了实现改变,一些组织从概念验证和试点项目开始。他们很快就发现自己陷入了“试点炼狱”,无法通过将试点方法正规化并使其成为公司标准工作流程和实践的一部分来扩大规模。其他组织从难以执行的大型基础设施开发工作开始,并且不能满足从转换策略中出现的实际项目、工作流或产品的需求。下载188bet金宝搏

我们已经观察到,当组织采用一种务实的的方法。

什么是实用数字转型?

务实的数字转型不需要从头开始,也不需要彻底检修现有的流程和资产。只是相反的;它的基本原理是重用:在实用的数字转换中,数据和模型——以及工程团队在开发分析、模型和模拟方面的相关技能——被系统地应用到产品或服务的整个生命周期的工作流中。

系统地使用数据可以从专门开发的分析开始,从实验和研究数据中获得见解。但这也意味着将这些分析扩展到从制造、维护记录和其他业务流程获取的巨大、异构的实时和归档数据集,从而不仅在研究和设计期间,而且在生产、运营和维护中实现数据驱动的决策。

在实用的数字转换中,一个数字线程将您的系统从需求到架构到测试和运行中的系统连接起来,打开了改进模型、过程和最终产品的机会。下载188bet金宝搏

系统地使用数据:从数据竖井到数据分析

正如今天的组织所认识到的,挑战不是缺乏数据,而是数据的海量和多样性——不仅是工程、科学和现场数据,还有业务和交易数据。数据管理方法的多样性增加了复杂性:数据可能存储在本地或云中,也可能存储在统一的数据湖或单独的数据库中,也可能存储在关系数据库或电子表格中。每个数据存储可能有不同的治理策略和访问权限。

当积累的知识和这些数据的变革潜力能够被发现并在整个产品生命周期中系统地应用时,数字转型就开始了。核心任务是,首先,集成来自多个存储库的数据;第二,开发易于使用和访问的分析工具;第三,在正确的时间将这些分析集成到工作流中,使整个组织的团队(工程、业务单元管理、分析人员、服务团队等等)能够应用来自数据的见解来改进流程或设计。

在葛兰素史克客户医疗保健部门使用大数据分析优化生产流程

葛兰素史克客户医疗保健的研发团队希望改善生产流程,提高公司牙膏生产厂的产能。他们知道,最具成本效益的方法是系统地利用他们多年来积累的历史数据。他们想看看是否能从这段历史中吸取教训,制造出更好的产品。下载188bet金宝搏

“在制造业社区的服务器和笔记本中,隐藏着大量未开发的知识。我们早就该摆脱这些勤奋收集的工艺数据,开始了解其中隐藏的秘密。”

Bob Sochon,Glaxosmithkline消费者医疗保健

他们开始关注过程数据。在他们所有的工厂、配方和批次中积累的数据达到了tb级,它们被存放在不同的竖井、不同的系统和不同的格式中。

要从流程数据中获得见解,请首先通过过滤噪声,填充缺失数据以及删除异常值来清洁它。然后,它们可以使用它来将阶段与批次进行比较。

研发团队在MATLAB中构建了一个算法®按公式阶段(启动、添加二氧化硅或整理)对数据进行排序和标记,并在所有流程数据上运行该算法。他们在MATLAB中建立了一个界面,使他们的过程工程师能够通过配方组合、批处理和操作来选择和观察数据。

通过将生产阶段与分析数据联系起来,GSK在流程和能力方面都取得了巨大的进步——例如,容器加热时间,过去需要30分钟,现在只需两分钟。这些改进转化为巨大的商业利益:减少了新配方的上市时间,增加了以前被认为接近满负荷生产的工厂的产量。

扩展模型的使用:从开发到运行中的系统

模型的系统重用是基于模型设计的基本原则,模型形成了连接开发、设计优化、代码生成、验证和验证的数字线程。这种数字主线不需要局限于开发过程;当设计模型作为数字双胞胎重复使用时,它可以扩展到已部署的运行系统。数字孪生(系统或子系统运行时的最新表示)可用于评估资产的当前状况,更重要的是,可优化资产的性能或执行预测性维护。

最大限度地减少在阿特拉斯·科普柯的模拟和数字双胞胎的所有权成本

空压机制造商阿特拉斯·科普柯(Atlas Copco)已经将模型和数据的系统性使用转变为一个协作平台,从而简化了其技术组织和全球销售组织之间的沟通。

在发展他们的新锆160房间隔缺损+生产线、阿特拉斯•科普柯工程师有两个重点:reliability-if单个压缩机失败,整个生产设备失败,能源efficiency-electricity占总数的75%压缩机的寿命周期成本,大量昼夜平均压缩机运行时的10年。

团队不仅想设计一个高效的产品,他们也想高效设计产品

他们实现了一个框架来管理基于数字双胞胎的模型、数据和变体。同样的模型驱动了他们的销售和应用程序工程团队用于为特定客户配置和报价系统的配置应用程序。

有了这个平台,他们可以在全球12万台正在运行的机器上快速实施和部署升级。每台机器都配备了多达50个传感器,连续将数据传回Atlas Copco数据仓库,使服务部门能够根据机器状况的实时信息,制定针对客户的预测性维护策略。

“我们使用数字双胞胎作为唯一的真相来源,然后在其上构建应用程序,这样每个人都能获得相同的数据和信息。”

Carl Wouters,阿特拉斯·科普柯

改进的过程,更深刻的见解

在务实的数字转换中,在整个开发和部署过程中组合并应用先前的静音数据,以改善流程并提供对系统性能的见解。系统模型捕获高级系统行为以及详细子系统。这些模型连接到系统要求进行可追溯性和早期验证。子系统模型可以重用以生成作为软件或FPGA的实现。并且该模型可用于集成,验证和验证,在模型级别或在实际代码上运行。

通过采取务实的方法,组织可以获得数字转型的商业益处 - 改善的质量,更高的产量,成本节约 - 避免了阻止甚至正在考虑的斗争和陷阱,甚至正在考虑数字转型倡议。

2020年出版的

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