基于工業互聯網的數字化質量管理
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2019/11/06 15:19:17 來源:三之一智聯 作者:原創 丁少華 13648閱讀
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關于工業互聯網的應用場景和業務價值，以及工業互聯網與傳統信息化工作的區別與聯系，雖然在之前的數篇文章中都有談及，但還是有部分讀者反饋了各種疑問，并希望筆者能夠結合具體的業務場景進行解釋。本文中，筆者就以質量管理領域的應用為例，談談基于工業互聯網的數字化質量管理解決方案。
大家知道，在制造企業中，從質量管理生命周期的角度看，質量工作主要分為三大塊：質量計劃、質量控制和質量評價。質量計劃包括質量目標設定、質量功能展開（QFD）、質量檢驗計劃和判定標準，等等；質量控制指價值鏈中設計、制造、采購、服務等各環節的過程質量管理；質量評價則主要是產品質量、過程質量等質量表現的評價、分析和反饋。以PDCA管理循環來劃分，質量計劃是“P”，質量控制是“D”，質量評價是“C”和“A”。
筆者在之前的多篇文章曾經說過，傳統信息化工作場景主要是建立在基于過程（Process-Based）的基礎上，強調流程集成和流水線式作業；工業互聯網的應用場景則主要是數據驅動（Data-Driven）的業務監測、分析、模擬和計劃。傳統的信息化工作中當然也有報表分析等數據應用，但數據的即時性、準確性和完整性，數據應用的深入和廣度，等等，還存在著很大的不足，以工業物聯網、大數據、人工智能等數字化技術為技術棧的工業互聯網正好可以彌補傳統信息化在數據應用能力上的不足。因此，人們可以這么認為，基于工業互聯網的數字化質量管理解決方案，是傳統信息化質量管理上的完善和提升，是建立在基于流程的業務集成和數據驅動的業務分析和計劃等雙引擎驅動的基礎上的。
圖1：基于工業互聯網的數字化質量管理解決方案
在技術應用和實現方式上，基于工業互聯網的數字化質量管理解決方案充分應用了傳統信息化和工業互聯網的賦能技術。舉例來說，在質量過程控制等領域，以傳統信息化質量管理技術為主，需應用到業務流程管理（Business Process Management，BPM）引擎、可配置表單、面向對象編程、事件驅動器、三層架構、關系型數據庫，等等；在質量評價和計劃等領域，以工業大數據技術和人工智能為主，包括ETL、數據清洗、Hadoop、圖像識別、文本挖掘、高級分析、機器學習、數據可視化，等等；在與資產、過程、智能互聯產品的雙向通訊、監測和控制等領域，則主要應用工業物聯網技術，并力求IT和OT的完美融合。在用戶體驗層，門戶導航、基于角色的App、虛擬現實、增強現實或混合現實，等等的應用，可以為用戶提供信息全面、操作簡單、精益化（Lean）和沉浸式體驗。
圖2：基于工業互聯網的數字化質量管理解決方案技術架構簡圖
從圖2可知，在傳統式信息化質量管理解決方案向基于工業互聯網的數字化質量管理解決方案的進化過程中，既有繼承，也有創新；繼承的主要是基于流程的質量控制過程集成，而在質量數據獲取、分析和展現等層面，則需要有向新型的技術或模式轉換，即從傳統式手工錄入數據向基于工業物聯網的過程數據采集、文本挖掘、圖像識別、網絡爬蟲等自動化方式轉變，從以餅圖、直方圖、線性圖等為主的描述性分析向以高級分析、機器學習等為主的診斷性分析、預測性分析和響應式分析轉變，從以菜單式、冗余型、平面化用戶界面向導航式、基于角色、精益型、立體化用戶界面轉變。
在工業互聯網的加持下，數字化質量管理解決方案將具有以下幾個鮮明特點：互聯、智能和自主，也有人將之概括為工業4.0背景下的質量4.0（Quality4.0）。
圖3：基于工業互聯網的數字化質量管理解決方案的特點
互聯（Connected）
這里的“互聯”有兩層含義，其一是指過程質量與產品質量，人員、過程、工具、資產和（智能互聯）產品等之間的相互連接和信息溝通；其二是指這種連接和溝通是雙向的、實時的。互聯型數字化質量管理解決方案得以實現的技術基礎上工業互聯網的應用。
智能（Cognitive）
“智能”指的是質量數據自己會“說話”。一方面，通過圖像識別、文本挖掘、網絡爬蟲等技術，企業可以獲得更多的質量數據，不僅能夠識別數字等結構化數據，還能識別文本、圖像、語言、文章等非結構化數據；另一方面，通過高級分析和機器學習等技術的應用，企業還可以做診斷性、預測性和響應式質量分析。智能型數字化質量管理解決方案得以實現的技術基礎是大數據、高級分析和機器學習等的應用。
自主（Autonomous）
自主型數字化質量管理解決方案是建立在“互聯”和“智能”基礎上的更高級階段。在這一階段，質量管理的PDCA循環已經實現了高度的少人化，實現了與生物免疫系統相類似的自主化狀態。自主型數字化質量管理解決方案是企業在質量管理方面的發展愿景，如果科學有序地遵循自主進化的路徑去推進質量改進的各項工作，這個愿景一定會在不遠的將來得以實現。
圖4：自主管理的進化路徑
作為本文的小結，基于工業互聯網的數字化質量管理解決方案是傳統式信息化質量管理的提升、完善和進化，其核心內容包括基于流程的質量過程集成和以數據驅動的質量評價和質量計劃，互聯、智能和自主，則是其鮮明特點。
