未來工廠的五大屬性：智能自動化、物聯網、數據分析、數字化雙胞胎、網絡安全

了解未來工廠的5個屬性。企業需要更好地融合信息技術（IT）和運營技術（OT），以優化成本、縮短價值實現時間并提高效率。

自動化仍然是未來工廠設計的關鍵部分。如果你發現企業的數字化轉型已經停滯或還沒有開始，那么你就會有動力和建議去應用智能自動化、工業物聯網（IIoT）技術和網絡安全。

據《財富》商業洞察的相關報告顯示，到2027 年，全球工業自動化市場預計可達326.4 億美元，在預測期內將以8.9% 的復合年增長率（CAGR）增長。雖然這種增長率的激增從某方面來說是由COVID-19 新冠疫情引發的，但充分說明工廠不會再像以前那樣。

未來幾年，企業一半以上的生產任務都可能會依賴機器完成，這意味著管理機器的運營流程將變得至關重要。這對制造業來說是個好兆頭，但首先要解決的是一些懸而未決的問題：制造企業是否為未來工廠做好了準備，未來工廠是否嚴重依賴于人工智能/ 機器學習（AI/ML）、流程自動化和物聯網（IoT）？他們的數字化轉型之旅走了多遠？

最重要的是，未來工廠的基本原則是什么？一個好的出發點是對當前場景、現有制造流程和企業的近期和長期業務目標進行清晰的描述。

一旦路線圖和戰略明確，企業必須努力實現信息技術（IT）和運營技術（OT）的協同，以優化成本、縮短價值實現時間并提高效率。

以下5 個重點領域可幫助企業向未來工廠轉型：

• 智能自動化；

• 物聯網；

• 數據分析；

• 數字化雙胞胎；

• 網絡安全。

01智能自動化：人與機器人相互賦能

各行各業，尤其是制造業的企業，都在大力投資自動化。自從工業4.0 誕生以來，商業領袖們已經轉向AI/ML 和機器人流程自動化（RPA）等新興技術，以構建最小化人為干預的生態系統。智能自動化，可以更快的來執行重復或可預測的工作，而人則專注于更高級的任務，如監控、故障排除和決策。

隨著AI/ML 的發展，機器人變得更加智能，并可從任務和響應中快速“學習”。隨著RPA 在工廠車間的應用越來越多，機器人可以輕松地以精確和快速的方式，在裝配生產線上完成重復性任務。機器人的大規模使用，需要流程進化和智能、有洞察力的決策。要實現這一目標，企業需要升級基礎設施，確保對流程的無縫支持和運營的連續性。

02物聯網：使用實時運營信息

配備智能傳感器的物聯網設備，通過高速、安全和可靠的網絡，實時傳輸和共享數據。這些智能、互聯的系統所產生的數據分析，構成關鍵的運營和商業信息，所有這些都可以在用戶友好的儀表盤上查看。然后，企業領導者則可以利用這些見解，來推動決策制定和實現增長目標。

物聯網生態系統為企業提供了端到端、全天候的運營可視化。這確保了供應鏈的安全性、透明度、最佳生產率和平穩運行。此外，高度的可視化使運營能夠先發制人，并采取積極的糾正措施。流程效率大幅提升，從而實現無縫運營、降低成本和提高生產率。

處理危險材料的制造企業（例如化工廠），員工和系統需要遵守最嚴格的安全規定；如果不這樣做可能會造成重大的健康風險。使用物聯網，企業可以加強運營流程，提供最佳的安全和業務價值。可對物聯網設備和智能傳感器進行編程，以在運營達到預先確定的特定危險級別時觸發報警。運營團隊可以預先阻止故障和預防災害，保護人員安全和節省恢復成本。

數據分析對于過程工業的發展至關重要。通過高級分析，企業可以實時洞察過程，這意味著智能運營始終是可訪問的。高級分析軟件可自動分析數據，確保主動監控和預測，并支持過程的仿真和優化。

在高度互聯的企業環境中，決策者需要考慮所有可能性，并為任何可能的工況做好準備，數據分析對于這一過程至關重要。利用高級分析功能，企業可以通過及時做出明智的決策來優化過程。這也有助于整合運營并充分利用工程人才。

04數字化雙胞胎：創建有效的過程模型

過去幾年，雖然數字化雙胞胎顛覆了制造業，但其應用主要圍繞產品生命周期展開優化。在工業4.0 領域，數字化雙胞胎功能不僅限于可視化和協作；它們現在可以用來理解整個制造運營，并創建一個制造過程的數字化雙胞胎模型。

這對于過程行業來說很有價值，因為它重新定義了過程。例如，在食品加工行業，數字化雙胞胎技術可以幫助企業通過在虛擬場景中復制物理流程，并進行必要的調整來重塑運營流程，從而發現如何調整可以產生更大的價值。

當與AI/ML、IoT 和增強現實/ 虛擬現實（AR/VR）相結合時，數字化雙胞胎允許企業創建全息圖，實現物理和虛擬模型之間的協作。過程數字化雙胞胎，使人和機器能夠獨立于物理位置進行協同工作。這從根本上提高了過程效率，縮短了價值實現時間，加快了數字化轉型。

預測性維護是數字化雙胞胎的重要領域。數字化雙胞胎通過主動監控設備、識別問題并提供重要見解，以在問題造成運營中斷之前進行處理，從而提高工廠的可靠性。

在過程工業中，數字化雙胞胎可幫助制造商識別工廠運營中可能存在的違規行為。這樣做有助于實現預防性和預測性維護，從而降低維護成本，提高正常運行時間和生產率。

05網絡安全：確保數據安全和保密

在當今和未來的工廠里，網絡安全是非常重要的因素。智能制造本質上依賴于安全可靠的數字化網絡。強大的網絡安全是工業通信的基礎。

智能工廠的網絡安全漏洞可能會造成災難性后果，導致工廠生產停滯，最壞的情況下，可能導致知識產權（IP）和品牌聲譽損失，需要多年時間來恢復。此外，機密或敏感數據的泄露可能會對法規遵從性造成嚴重影響。正如政府、執法機構和監管機構所強調的那樣，不遵守這些要求可能會導致巨額罰款和長期處罰。

隨著技術的發展，網絡攻擊的復雜程度也在不斷提高。對強大網絡安全基礎的不斷監測和升級，可以幫助企業減輕網絡威脅。流程進化對于網絡安全至關重要。通過引入具備網絡安全能力的流程開發人員，企業可以從整體流程升級和集成中獲益匪淺。

隨著企業在數字化轉型過程中取得進展，不斷向未來工廠的方向前進，對仔細思考和規劃流程的需求日益增長。要實現這一目標，企業必須找到能夠提供跨領域、流程的技術訣竅和工程能力的創新合作伙伴。過程行業往往過于依賴技術解決方案提供商來滿足數字化轉型需求，因此這對于該行業至關重要。

通過與過程專家建立知識伙伴關系，企業可以實現IT和OT 的融合。專家們幫助企業利用成熟和新生的技術，建立安全、互聯和自動化的工廠，以確保其競爭優勢。

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來源：控制工程中文版