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March 20, 2019 Georganne Benesch

在現代千變萬化的市場中,工業組織需要面對不斷增長的競爭與經濟風險。但能夠驅動差異性與獲益的關鍵工具卻很少。

這些趨勢也成了工業公司轉向數位化的主因。透過即時擷取與分析營運資產資料,製造商可對識別出的風險進行評估並採取動作,從而取得大幅優勢,以降低成本、改善品質,並提高生產能力。

Polinter 是一間生產聚乙烯的石化公司,他們透過採取這樣的作法,取得了優異的成果。他們在四個大型廠區部署包括條件式維修等資產效能管理系統,獲得以下成果:

  • 預防性維護活動增加了百分之 25,最佳化維護成本
  • 反應式維護活動減少了百分之 14,縮短停機時間
  • 機器可用度改善,在三年期間提供了 370 萬美元的額外收益

如 Polinter 所展示的,透過導入預測式分析,可提供即時的資產維護,相較於傳統以時間或排程為基礎的活動來說,可帶來大幅的效率與優勢增長。雖然資產管理已經不是新的概念,但面對大量湧入的工業資料,人們需要全新的方法,才能把握並運用快速成長的資料可用度。

想想現代使用的龐大工業設備數量:如石油鑽井平台、管線和風車等大型資產,以及幫浦、閥門,還有過濾機組等較小型,比較不容易直接看到的資產。不僅有數以千計的資產正在運作,它們也十分複雜,同時部署在多種不同的地理位置與環境中,並具有多樣的運作參數。

因此需要完整透徹的資產策略,才能運用預測式分析,取得最高的效能/價格比,並確保掌握優勢。

這需要進行風險評估,以判斷對實現產品目標最為關鍵的資產,並對潛在的財務、安全性,以及環境影響具有最大的風險。在有效率的部署前,組織需要先判斷哪些設備要著重於預測式分析,以及在故障時會發生哪些風險。

高價值與高風險的交叉路口

GE Digital 與 Polinter 等企業合作,透過他們的 APM Health 解決方案,讓營運商能為高價值、高風險的資產部署遠端診斷功能與預測式分析技術。

「廣泛來說,我們運用預測性技術,針對可能導致停機的潛在故障提早發出警告,無論是兩天、兩個月,或是兩年,資料的內容能讓您知道將會發生問題,」GE Digital 產品策略部門副總裁 Joe Nichols 說。

「透過運用風險評估技術,我們能判斷要收集哪些資料和運用哪些分析功能,以得知是否有潛在的故障風險。一旦識別出風險,系統會自動建議最合適的矯正動作以避免故障,可能是透過進一步檢查、調整運作方式,或進行維護等。」

GE Digital 運用「數位雙胞胎 (Digital Twins)」技術,透過合適的資料打造精確的資產模型,以運用分析技術和規則,並提出建議,這些都有助於推動效率更高的資產管理方法,並實現業務目標。

數位雙胞胎的概念已經在業界運用超過 30 年。舉例來說,NASA 從數十年前起,便在太空船上執行複雜的模擬。現在,這個概念也回到了物聯網應用的聚光燈下。事實上,Gartner 最近將此技術列為 2019 年的前 10 名策略趨勢之一。

「我們判斷哪一種資產最為關鍵,並透過我們所收集的資料,決定最合適的分析技術,」Nichols 說: 「這些資料可經過分析並快速採取動作,以應對更多的基本挑戰,也可搭配為數位雙胞胎,作為高度結構化的資產虛擬再現,可持續監控,並為潛在故障提供預警。」

APM Health 解決方案會擷取並分析流入的資料,並與風險模型比較。系統會即時執行從簡易到多變量的分析常式,以識別並建議動作。

預防性維護的成功要素

APM Health 解決方案結合了三個要素 — Predix Essentials、Health Manager,以及 Rounds。

Predix Essentials 是管理模型與資產健康度的基礎平台功能集合。它負責收集、整合,並標準化資產資料,以通用的方式針對此資訊查看、分析,並建議行動。

系統透過三種方式收集資產資料:歷史資料、邊緣,以及操作者直接輸入。歷史資料會抓取並儲存設備資訊,同時 Predix Edge 技術會透過連接至機器的感應器直接收集資料。操作者可透過對資產的觀察或互動直接輸入資料。可使用一或多種方法,以取得資料並傳輸至應用程式。

Health Manager 運用經過匯總的資料,判斷並即時回報機器在運作環境中的狀態。它能透過計算測量指標偵測異常問題,並帶動以規則為基礎的例外。並支援持續監視,亦可透過循環與校正管理,進行間斷或週期間監視,如圖 1 所示。

圖 1. 運用 Health Manager 檢視報告,並根據資產資料採取行動。

「根據所匯集的資料及我們的預測式分析能力,Health Manager 可提供一個單一位置,讓您瞭解哪些資產正在正確運作,以及並未正確運作的原因。」Nichols 說: 「系統會以端對端程序,提供可恢復資產健康度的動作建議,提供資料的意義,並使資料發揮用處。」

Rounds 是一個行動應用程式,讓人員能在現場運用 Predix APM。它可將設備策略遠端整合至日常營運與監控程式內,促成資產效能的效率進化。

雖然許多現場資產具有感應器,以自動傳輸資料,但有很大一部份沒有具備此功能。設備需要人力介入才能與機器直接互動,以觀察、偵測,以及評估目前狀況。Rounds 提供結構化的程序,透過風險與情況評估引導現場人員,並在機器的當地位置精確收集資料。

應用程式所收集到的資料可即時傳輸至後端系統。離線時,資料會儲存在行動裝置內,連線後便會傳輸至 Predix Essentials 和 Health Management 工具(圖 2)。

圖 2. 現場操作人員使用 Rounds 在當地收集資產資料。

減少廠區的停機時間

Intel® 與 GE Digital 的合作不僅止於技術整合。這兩間企業攜手,在 Intel 半導體工廠的風機過濾機組 (FFU) 部署了 APM 解決方案。

在這樣的製程環境中,FFU 是極為關鍵的資產,對系統故障的操作影響極大。污染問題可能會導致產線停機和產品受損等多種狀況。

Intel 能改善廠區營運,獲得更優異的能源效率、預測能力、產量,以及工作人員的生產力。透過在偵測到潛在的故障時訂購更換零件,並在發生故障前主動更換,將 FFU 的運作時間提高了超過百分之 97。

最終來看,相較於傳統的手動偵測程序,Intel 將排程外的停機時間降低了百分之 300。這樣的部署展示了在半導體製造業內,透過運用邊緣運算與雲端技術的工業物聯網預測性維護解決方案,能獲得什麼樣的投資報酬率 (ROI) 潛力。

APM Health 解決方案針對 Intel 技術最佳化,提供使 GE Digital 得以從邊緣到雲端提供端對端解決方案的架構。APM Health 是廣泛的 Predix 產品系列成員,除了可獨立部署,亦可在客戶需求成長時增加額外的產品。

Nichols 總結道:「我們與 Intel 的合作是最好的實例,展示出我們能如何結合優異的技術、資產管理最佳實作,以及半導體領域的專業,提供極為有利的預測分析能力,並解決各式各樣的客戶挑戰。」

作者簡介

Georganne Benesch

Georganne Benesch is the Senior Content Editor and Writer for insight.tech. Before this she was an independent writer, authoring blogs, web content, solution guides, white papers and more. Prior to her freelance career Georganne held product management and marketing positions at companies such as Cisco, Proxim and Netopia. She earned a B.A. at University of California at Santa Cruz.

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