基于透明工厂的制造业智能生产决策

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基于透明工厂的制造业智能生产决策“透明工厂”方案基于工业富联Fii Cloud平台体系，结合在3C电子行业多年深厚制造经验以及超过8个行业的对外赋能信息化、数字化建设经验，融合了自主可控的工业数据采集及建模分析技术，构建了以数据中台与企业运营决策中心等为核心的覆盖各制程、各场景的端到端且可定制化开发的透明化管理系统落地方案，打通从数据接入/集成/管理-数据建模分析预测-决策结果可视化-智能生产及决策-智能服务的数据链路。“透明工厂”不仅助力实现了在决策层、管理层、执行层的纵向决策管理和数据的横向运营“互通”，有效解决了数据孤岛严重、数据分析需求响应慢、决策难等痛点问题，帮助企业提升生产运营决策效率，实施后预计设备综合效率提升3%-5%，材料成本降低5%-10%，产品毛利率提升7-15%，单个工厂经济效益预计超过1000万人民币/年，而且“透明工厂”的推广将加快我国制造业数字化转型进程，为全国制造业高质量发展创造先进经验。

目录

一、案例简介

制造业目前处于数字化转型的关键阶段，然而由于生产工艺复杂、生产制程多等原因，生产制造、产品运维、经营管理等方面仍分布着大量有效但未被高效利用的数据。工业富联结合3C电子行业的多年深厚制造经验以及超过8个行业的对外赋能经验，利用物联网、人工智能 、大数据等技术，推出了“透明工厂”解决方案，以数据中台与企业运营决策中心为核心，打造一个覆盖各制程、各环节的端到端透明工厂，实现网络化协同、数字化管理、智能化制造。同时，创新性建立了一个提供决策支持的一站式服务系统，具备完善的数据驱动系统架构；结合生产机理和统计建模优势，创新性建立了满足制造业不同场景中的一系列智能算法和模型；融合物联网技术并进行拓展，实现各类数据源接入，实现秒级数据采集，分钟级数据分析，秒级数据报警。

“透明工厂”将“采”、 “视”、“知”、“决”四个层次进行融合。其中，利用数据中台实现“采”，通过数据清洗、转换、整理、关联等技术手段归集信息数据，实现业务应用之间的数据整合及信息互通；利用企业运营决策中心，实现“视”、“知”、“决”，通过对不同层次指标的分解下钻，用先进的事件模型抽象用户行为，提供多维度、多指标的交叉分析能力，并通过大数据建模后进行人工智能的趋势预测，提前预警和辅助决策，全面支撑各个层级、各个部门的数据分析需求如多主题的专项分析、根因分析等，为企业的经营层、管理层和执行层提供数据决策支撑，并形成行动计划与改善事件追踪，最终实现整个工厂生产经营过程可持续追踪的透明化闭环管理。

二、案例背景介绍

随着工业进入信息化时代，数据成为工业系统运行的核心要素。然而，制造企业在生产经营过程中往往局限于传统的经验式管理模式，深深影响了企业的生产经营效益。具体来讲，主要面临如下痛点问题：

缺乏数据管理机制和保障

数据孤岛严重

人工整理报表费时费力、数据实时性差

数据串联性差且查找原因难

数据分析需求响应慢

信息不对称造成决策难

通过“透明工厂”，建立包括企业资源数据、生产执行数据、生产过程数据、工艺数据等在内的全生命周期数据治理体系-数据中台，并在此基础上结合工业智慧大脑类应用-企业运营决策中心，可以有效加强企业生产运营能力，进而达到“提质、增效、降本、减存”的目的。

富顶精密组件(深圳)有限公司（以下简称“富顶精密”）作为鸿腾精密 (Foxconn Interconnect Technology, FIT) 在大陆深圳的上市公司，其生产的CPU socket产品已经占据了将近全球70%的市场份额。在导入“透明工厂”后， 不仅实现经济效益超过830万人民币/年，总体ROI达到了1.62，同时还提升了管理决策的时效性，帮助及时调整生产经营管理策略进而争取到了更多的客户订单，提升了富顶精密的公司影响力及竞争力，加快了富顶精密的数字化转型进程，目前正在申请成为由世界经济论坛认证的灯塔工厂。

三、案例应用详情

在富顶精密生产的CPU socket（CPU 插槽）宝科工厂中，共包含冲压、电镀、成型、装配4个车间，以及1155SKT、1155五金产品线、3647SKT、3647五金产品线、两条Type-C连接器产品线。 “透明工厂”方案的上线，有效解决了富顶精密存在的痛点问题，实现了“提质增效降本减存”的建设目标。

1、总体应用框架

“透明工厂”解决方案，通过数据中台对接制造企业的各类数据源，以iDS为基础原型对企业运营决策中心进行可配置化开发以及定制化开发，助力企业在实现数据质量、数据安全、数据高效利用的基础上，为经营层、管理层和执行层提供关键KPI 指标可视化呈现、关键指标辅助决策等能力，帮助企业进行准确有效的业务决策。

2、关键技术应用详情

2.1 数据中台

在富顶精密项目中，利用数据中台以数据技术对海量数据进行采集、计算、存储、加工，同时统一标准和口径，形成数据资产，将数据治理工作落实到系统层面，具体包括元数据管理、数据质量管理、数据资产管理、数据标准管理四个具体应用场景，解决了富顶精密数据无统一梳理且逻辑混杂，数据无质量监控且质量欠佳、数据无统一标准且对标困难、数据价值定义不清且统计不全等问题，最终实现页面加载时延低于0.5s，数据搜索时延低于0.5s，数据存量、质量、资产价格分析结果保存时长达到5年的效果。

同时，实现了如下技术突破和重大改善：

基于springboot标准化框架和搜索算法进行数据流分析，解决了富顶精密现有工业应用数据处理流程不统一、无统一标准的问题。

基于机器学习以先聚类后分类的方法对工业元数据进行标签分类，解决了富顶精密元数据填报时存在的大量结构化信息，突破了无法关联性搜索的局限性。

基于成本价值、经济价值、市场价值三种方法，以动态权重对富顶精密进行资产评估，突破了单一资产评估的局限性，数据资产得以合理评估。

基于高性能模式进行数据标准搜索匹配，突破了以往只是管理元数据而非对管理数据内容的局限性，数据异常更易发现和报警。

2.2 企业运营决策中心

企业运营决策中心通过数据集成、数据分析、可视化呈现，实现富顶精密在冲压、电镀、装配、成型下的工厂级、车间级、产线级的指标分析及决策的多个场景落地，实现了业务闭环、操作闭环、知识图谱、辅助决策方面的创新并带来重大改善，产品良率提升3%，周转库存降低1.5天，机台稼动率提升10%。

数据集成：对已有的富顶精密机台设备数据采集并存储，进行数据抽取、转换、汇总后存储到决策大脑的数据库中。

数据分析：梳理搭建富顶精密管理层25项关键KPIs（13项公共KPIs，12项机能KPIs）、经营层13项关键KPIs的指标体系库，并按决策逻辑建立多种算法模型进行智能预警和智能追踪。

可视化：通过iDs、3D Studio等组件，结合行业模板库、图表库、3D模型库，快速帮助富顶精密配置出了可决策、可分析、可管理页面，为策提供通知和辅助决策。

同时，实现了如下技术突破：

建立了异常检测算法模型，解决了富顶精密存在的异常数据的偏离导致异常点与正常点不属于同一个数据分布的情况，产品良率提升3%。

建立了趋势预测算法模型，根据时间序列发展趋势精准预测出贴近富顶精密实际的结果，帮助决策者及时调整了相关生产战略及战术。

四、创新性与优势

“透明工厂”解决方案具有如下优势:

1、“透明工厂”并非纯技术的数据整合方案，而是基于富士康众多场域多年信息化、数字化建设经验，结合人工智能、大数据等技术，实现从数据集成、治理规划、数据建模分析预测的系统落地方案；

2、“透明工厂”突破了厂域多场景、多工艺制程的限制，可以满足业务需求不断变化、不同场景的实践应用，并通过结合具体场域进行定制化开发，可以在各类制造场景中得以广泛应用。

3、“透明工厂”高效集成与协同了场域内的信息化与数字化系统，以数据驱动技术应用于系统平台数据挖掘，极大提升系统的动态响应能力和自适应性，满足工业连续化生产的需求。

此外，“透明工厂”在关键技术方面拥有如下创新性：

1、创新性建立了一个提供决策支持的一站式服务系统，拥有从从数据接入/集成/管理-数据建模分析预测-决策结果可视化-智能生产及决策-智能服务的端到端完善的系统架构。

2、结合生产机理和统计建模优势，创新性建立了满足制造业不同场景中的一系列智能算法和模型，如工业应用数据标准化模型、数据资产动态评估模型、异常检测模型、生产经营趋势预测模型等；

3、融合物联网技术并进行拓展，支持不同层次、不同协议/界面、不同实时性需求的数据接入、存取管理，支持以准plug-in的方式对各类工业SaaS应用进行无缝接入与支持，实现秒级数据采集，分钟级数据分析，秒级数据报警。

五、案例应用效益分析

结合目前已有的应用现状，“透明工厂”可以在不同制造行业的各类制造场景中得以广泛应用，并具有显著的改善效果。“透明工厂”的导入预计可帮助制造企业实现如下效益：

异常检测直通率提升3%-5%

设备综合效率提升3%-5%

材料成本降低5%-10%

产品毛利率提升7-15%

客户抱怨/COPQ/FQC数量降低15-30%

同时，预计帮助单个工厂实现经济效益超过1000万人民币/年，ROI超过1.6，并在业务闭环、操作闭环、知识图谱、辅助决策方面实现重大突破，为传统制造产业提质降耗提供强有力支撑，为全国制造产业高质量发展创造先进经验。

为了更好地助力更多的制造企业在数字化智能化转型的赛道上脱颖而出，工业富联计划对“透明工厂”采用如下推广模式：

第一，针对自动化程度高的龙头企业，将“透明工厂”方案作为增值服务模块推广给客户，并与咨询服务、数字制造平台等相结合，帮助龙头企业客户快速实现可复制化、规模化推广，工业富联具有超过8个行业的广泛大客户群体，可进行有效推广。

第二，针对中小型企业客户，依托已建立的一站式企业服务门户-富集云以及区域工业互联网平台如佛山、衡阳、晋城智造谷等，汇集政府、上下游企业和研究机构等多方力量，协同推广进而实施落地。工业富联计划在接下来的5年中，为超过5万家中小企业提供相应服务。

第三，整合市场资源，逐步形成“以平台+透明工厂占市场”的市场拓展模式，并完成华南、华东等核心区域及重点产业布局，积极构建生态体系，不断提升“透明工厂”的能力，在行业和领域中为企业提供持续优化的服务，带来更多的经济效益，促进行业的协同发展。