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制造技術(shù)管理博士：什么是智能制造？

什么是智能制造？
今天的制造商面臨著很多挑戰(zhàn)?？蛻粢笤絹碓蕉嗟亩ㄖ?，這導(dǎo)致生產(chǎn)批次更小、更改頻繁和浪費更多。供應(yīng)線也在減少，外包增加。為了競爭，制造商需要優(yōu)化其昂貴設(shè)備的生產(chǎn)力、減少浪費、最大化產(chǎn)量并縮短周期時間。處理傳感器數(shù)據(jù)的新功能，以及大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)和人工智能、云和邊緣技術(shù)，正在推動從被動問題解決轉(zhuǎn)向日益主動的設(shè)備、流程、產(chǎn)品和工廠管理。

明天的工廠今天
智能工廠或智能制造是在制造過程中利用實時數(shù)據(jù)分析、人工智能（AI）和機器學(xué)習(xí)來完成上述優(yōu)化。使用設(shè)備上的傳感器來獲取和處理實時數(shù)據(jù)，智能制造使制造商能夠獲得完整的、360 度高保真虛擬數(shù)據(jù)驅(qū)動的所有運營集成視圖——從供應(yīng)商和供應(yīng)鏈，到設(shè)備、流程和制造實踐, 最終產(chǎn)品測試和客戶滿意度。
通過處理來自機器傳感器的實時數(shù)據(jù)并應(yīng)用 AI 和 ML，可以預(yù)測關(guān)鍵事件并采取預(yù)防措施以避免出現(xiàn)問題。智能工廠可以使用業(yè)務(wù)規(guī)則和 ML 模型監(jiān)控流傳感器數(shù)據(jù)，以告訴我們設(shè)備和流程的健康狀況。廣泛的解決方案可用于更好地了解設(shè)備、流程、產(chǎn)品、運營、客戶和銷售；然后幫助根據(jù)所獲得的見解采取行動。全球許多制造企業(yè)已經(jīng)在以下行業(yè)使用智能制造：半導(dǎo)體、電子和醫(yī)療器械；汽車和航空；設(shè)備制造、制藥；化學(xué)品、金屬、采礦和消費品。

也許工業(yè) 4.0 的大部分承諾和成功制造業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)依賴于有效的機器學(xué)習(xí)、人工智能、大數(shù)據(jù)和其他先進的分析技術(shù)，全面實施以提供數(shù)字孿生虛擬化、洞察力和可預(yù)測性。此外，組織還需要了解客戶如何在現(xiàn)場使用其產(chǎn)品以及產(chǎn)品如何老化或可靠性下降甚至何時需要維護的細節(jié)。今天，一些制造商提供額外的主動維護服務(wù)。想想電梯（通力、迅達、OTIS 等），它們會在需要幫助時發(fā)回信息和警報。這樣的洞察力幾乎總是會開辟新的商機，以增強客戶體驗。

以下是一些有形的智能制造用例領(lǐng)域
? 產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性
? 機器學(xué)習(xí)可準確建模和預(yù)測設(shè)備、過程和產(chǎn)品結(jié)果
? 帶有警報的過程控制和能力
? 設(shè)備維護：預(yù)測性的、基于條件的和帶有警報的計劃維護
? 工廠監(jiān)控，包括管理儀表板、KPI 圖表和 OEE。
? 供應(yīng)鏈：需求預(yù)測、庫存優(yōu)化、供應(yīng)商績效
? 資源建模和優(yōu)化
? 客戶分析——客戶和產(chǎn)品細分、交叉銷售/追加銷售機會
? 銷售 - 定價優(yōu)化和客戶管理
? 產(chǎn)量預(yù)測、預(yù)測性維護、虛擬計量
? 單/多變量控制圖，時間序列
? 異常檢測——人工智能：深度學(xué)習(xí)

圖像和圖案分類
? 缺陷圖像分類、Wafermap 圖案
? 多畫面、多媒體、設(shè)備聲音
? 人工智能：深度學(xué)習(xí)
? 高級過程控制：傳感器分析和物聯(lián)網(wǎng)
? 故障缺陷分類，逐次運行控制
? 設(shè)備健康監(jiān)測
? 工廠地圖儀表板和警報

供應(yīng)鏈和工廠數(shù)字孿生
? 預(yù)測性排程——晶圓廠工具和供應(yīng)鏈
? 材料和車輛路線
? 線性規(guī)劃，遺傳算法

數(shù)字工廠平臺
為了取得成功，使能智能制造的數(shù)字化工廠平臺必須具備以下條件：
? 數(shù)據(jù)集成：歷史和流數(shù)據(jù)
? 交互式視覺分析和儀表板
? AI 和機器學(xué)習(xí)：無代碼可視化工作流程
? 邊緣和傳感器分析

智能制造的好處
智能制造的好處包括能夠主動檢測和響應(yīng)事件，從而提高質(zhì)量和產(chǎn)量，減少停機時間，并提高整體設(shè)備效率 (OEE)。通過工廠的數(shù)字孿生，可以預(yù)先模擬新產(chǎn)品并了解瓶頸。智能制造允許供應(yīng)鏈和智能庫存的主動變化，優(yōu)化其他工廠物流，包括包裝和運輸。智能制造可以發(fā)現(xiàn)新的商機、收入流和資產(chǎn)貨幣化，以獲得持續(xù)的競爭優(yōu)勢。它還可以自動化、編排和預(yù)測產(chǎn)品故障以進行預(yù)防性維護以防止停機。

隨著智能制造， 在銷售和營銷方面，智能制造可以使您的組織了解市場、預(yù)測和適應(yīng)客戶偏好。對于供應(yīng)鏈優(yōu)化，智能制造可以幫助預(yù)測需求、優(yōu)化庫存和監(jiān)控供應(yīng)商。分析一直在供應(yīng)鏈組織中用于預(yù)測和庫存管理，但在物聯(lián)網(wǎng)時代，我們現(xiàn)在知道幾乎所有事物的位置，這需要更多的實時功能。5G 網(wǎng)絡(luò)可以將工廠提升到一個新的水平。5G具有支持數(shù)萬個端點的高連接密度的能力，從而真正實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的大規(guī)模使用。
智能制造可用于通過智能統(tǒng)計過程控制、良率管理和可靠性分析來提高產(chǎn)品和過程質(zhì)量。使用質(zhì)量源于設(shè)計 (QbD) 和良好的制造/文檔/安全實踐 (GxP) 的舉措的核心是能夠理解和證明流程處于受控狀態(tài)。智能制造可以幫助遵守法規(guī)，以標準化、自動化和監(jiān)控 QbD 和 GxP 計劃。能夠向監(jiān)管機構(gòu)證明流程是被理解和控制的，即使是最復(fù)雜的組織也會征稅。分析可用于自動化和經(jīng)過驗證的監(jiān)管報告、完整的審計跟蹤、版本控制和電子簽名，以記錄對分析流程、程序、實施智能制造對于數(shù)字業(yè)務(wù)至關(guān)重要，因為簡單的自動化已不足以跟上市場和工業(yè) 4.0 的步伐。為了在物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè) 4.0 帶來的數(shù)字中斷中幸存下來，制造商必須應(yīng)用以現(xiàn)場和客戶為中心的分析。

也許工業(yè) 4.0 的大部分承諾和成功制造業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)依賴于有效的機器學(xué)習(xí)、人工智能、大數(shù)據(jù)和其他先進的分析技術(shù)，全面實施以提供數(shù)字孿生虛擬化、洞察力和可預(yù)測性。此外，組織還需要了解客戶如何在現(xiàn)場使用其產(chǎn)品以及產(chǎn)品如何老化或可靠性下降甚至何時需要維護的細節(jié)。今天，一些制造商提供額外的主動維護服務(wù)。想想電梯（通力、迅達、OTIS 等），它們會在需要幫助時發(fā)回信息和警報。這樣的洞察力幾乎總是會開辟新的商機，以增強客戶體驗。

以下是一些有形的智能制造用例領(lǐng)域
? 產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性
? 機器學(xué)習(xí)可準確建模和預(yù)測設(shè)備、過程和產(chǎn)品結(jié)果
? 帶有警報的過程控制和能力
? 設(shè)備維護：預(yù)測性的、基于條件的和帶有警報的計劃維護
? 工廠監(jiān)控，包括管理儀表板、KPI 圖表和 OEE。
? 供應(yīng)鏈：需求預(yù)測、庫存優(yōu)化、供應(yīng)商績效
? 資源建模和優(yōu)化
? 客戶分析——客戶和產(chǎn)品細分、交叉銷售/追加銷售機會
? 銷售 - 定價優(yōu)化和客戶管理
? 產(chǎn)量預(yù)測、預(yù)測性維護、虛擬計量
? 單/多變量控制圖，時間序列
? 異常檢測——人工智能：深度學(xué)習(xí)

圖像和圖案分類
? 缺陷圖像分類、Wafermap 圖案
? 多畫面、多媒體、設(shè)備聲音
? 人工智能：深度學(xué)習(xí)
? 高級過程控制：傳感器分析和物聯(lián)網(wǎng)
? 故障缺陷分類，逐次運行控制
? 設(shè)備健康監(jiān)測
? 工廠地圖儀表板和警報

供應(yīng)鏈和工廠數(shù)字孿生
? 預(yù)測性排程——晶圓廠工具和供應(yīng)鏈
? 材料和車輛路線
? 線性規(guī)劃，遺傳算法

數(shù)字工廠平臺
為了取得成功，使能智能制造的數(shù)字化工廠平臺必須具備以下條件：
? 數(shù)據(jù)集成：歷史和流數(shù)據(jù)
? 交互式視覺分析和儀表板
? AI 和機器學(xué)習(xí)：無代碼可視化工作流程
? 邊緣和傳感器分析

智能制造的好處
智能制造的好處包括能夠主動檢測和響應(yīng)事件，從而提高質(zhì)量和產(chǎn)量，減少停機時間，并提高整體設(shè)備效率 (OEE)。通過工廠的數(shù)字孿生，可以預(yù)先模擬新產(chǎn)品并了解瓶頸。智能制造允許供應(yīng)鏈和智能庫存的主動變化，優(yōu)化其他工廠物流，包括包裝和運輸。智能制造可以發(fā)現(xiàn)新的商機、收入流和資產(chǎn)貨幣化，以獲得持續(xù)的競爭優(yōu)勢。它還可以自動化、編排和預(yù)測產(chǎn)品故障以進行預(yù)防性維護以防止停機。

隨著智能制造， 在銷售和營銷方面，智能制造可以使您的組織了解市場、預(yù)測和適應(yīng)客戶偏好。對于供應(yīng)鏈優(yōu)化，智能制造可以幫助預(yù)測需求、優(yōu)化庫存和監(jiān)控供應(yīng)商。分析一直在供應(yīng)鏈組織中用于預(yù)測和庫存管理，但在物聯(lián)網(wǎng)時代，我們現(xiàn)在知道幾乎所有事物的位置，這需要更多的實時功能。5G 網(wǎng)絡(luò)可以將工廠提升到一個新的水平。5G具有支持數(shù)萬個端點的高連接密度的能力，從而真正實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的大規(guī)模使用。

智能制造可用于通過智能統(tǒng)計過程控制、良率管理和可靠性分析來提高產(chǎn)品和過程質(zhì)量。使用質(zhì)量源于設(shè)計 (QbD) 和良好的制造/文檔/安全實踐 (GxP) 的舉措的核心是能夠理解和證明流程處于受控狀態(tài)。智能制造可以幫助遵守法規(guī)，以標準化、自動化和監(jiān)控 QbD 和 GxP 計劃。能夠向監(jiān)管機構(gòu)證明流程是被理解和控制的，即使是最復(fù)雜的組織也會征稅。分析可用于自動化和經(jīng)過驗證的監(jiān)管報告、完整的審計跟蹤、版本控制和電子簽名，以記錄對分析流程、程序、
實施智能制造對于數(shù)字業(yè)務(wù)至關(guān)重要，因為簡單的自動化已不足以跟上市場和工業(yè) 4.0 的步伐。為了在物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè) 4.0 帶來的數(shù)字中斷中幸存下來，制造商必須應(yīng)用以現(xiàn)場和客戶為中心的分析。