实现自动化的最佳实践

在我们关于提高自动化投资回报的四部分系列的最后一部分中,专家们分享了如何防止项目脱轨的建议。

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你已经确定了你的植物面临的最大风险和潜在回报。您已经制定了现代化计划,将时间和金钱集中在最重要的地方,并且您的预算已经获得批准。这是橡胶与道路相遇的地方。

众所周知,太多的工业现代化项目最终比最初的预期花费更长的时间和更多的成本来完成。项目越大,失败的风险似乎就越大。

“今天,在流程工业中,65%的价值超过10亿美元的项目和35%的5亿美元以下的项目失败了,其中失败的定义是超出预算至少25%和/或延迟50%,”Jim Nyquist说艾默生过程管理去年在丹佛举行的艾默生全球用户交流会上。预算增加了,但支出增加得更多,尤其是在大型项目上。”

根据Nyquist的说法,这些失败的原因包括当今许多项目的巨大规模和复杂性,以及它们所在的偏远地区,道路、电力和人员的可用性都是真正的障碍。一个可能更重要的因素是项目期间发生的变更。

结果是更多的定制项目,其中不确定性和复杂性导致成本和进度超支。奈奎斯特说:“自动化并不是主要原因,但它可以产生很大的影响,而且它是创业过程中的关键路径。”

他说,通过提高项目完成的可预测性和可靠性来改变这一糟糕的记录,需要新的流程和方法来降低项目成本和复杂性,并更好地适应不可避免的变化。

尽管由于预算较少,离散制造业的记录可能没有那么引人注目,但毫无疑问,许多项目都因为类似的原因而脱轨。项目经常失败,因为在详细的项目范围定义之前就向高管做出承诺,导致不切实际的预算和进度。

盯着目标
当项目团队因超支而偏离轨道时,这总是意味着在自动化组件处于关键路径时,试图在工作的后一半削减成本。通过偷工减料,你最终可能制造出一辆只有半个引擎的赛车,这意味着你永远无法到达终点线。

“项目经理经常试图以尽可能快的速度和最低的成本完成自动化,而不是保持系统的完整性,以实现他们的生产力目标,”兰迪奥托,业务发展副总裁ECS的解决方案,是控制系统集成商协会(CSIA)会员。“当您试图创建有助于提高业务敏捷性和生产力的软件时,在这里偷工减料可能会牺牲优化目标和更容易进行未来更改的能力。在这种情况下,最终的输家是公司及其工程团队,他们将错过未来降低成本和提高性能的机会。”

在以现实为基础的
从一个现实的预算和时间表开始,或者缩小项目的范围以适应你必须在其中工作的参数,可以防止项目失控。

CSIA成员公司的总裁兼首席执行官Steve Malyszko解释说:“这些数字往往是凭空捏造的,日程安排比实际实现的要乐观得多Malisko工程.“我们称之为‘孕妇综合症’,因为这就像坚持三个刚怀孕的女人在三个月内一起生一个孩子。”

现实地确定必须为现代化工作的不同部分分配多少时间并在必要时分阶段执行该项目是很重要的。例如,为了最大限度地减少生产停机时间,在项目开始前完成电缆安装等工作是个好主意。

不要等着集成MES
坚持在设备安装后添加制造执行系统(MES)的公司错过了在启动时就避免瓶颈和发现问题的重大机会。

Mark Sobkow, CSIA成员公司制造解决方案副总裁RedViking书中讲述了一家汽车制造商的经历。这家汽车制造商过去常常派出大型发射团队,配备剪贴板和秒表,以启动新的生产线。当团队成员试图手动定位问题时,必然会出现发布延迟。安装后连接到MES总是成为一个导致生产中断的改造项目。

他表示:“在经历了经济衰退后,随着发射团队的大幅精简,该公司坚持要求MES在设备发货前完全合格。”“MES成为发射的一部分,因为它都与设备购买进行了集成和验证。因为你从一开始就掌握了正确的信息,所以你的发行会更顺利,质量也会更好。”

该公司运营副总裁罗德•埃默里(Rod Emery)补充道RedViking,意味着MES在最需要的时候提供最大的价值。它是一个约束和吞吐量分析工具。发射和MES集成的成本都被降到最低,因为它是作为基础系统的一部分交付的,而不是作为事后的补充。”

在启动之前测试每个物理设备是另一个重要的最佳实践,Lisa Sobkow补充道,MES的执行董事RedViking.她解释说:“当我们的客户在他们的预生产构建活动中,他们有一些停机时间,他们会让我们亲自出去,手动测试每个潜在的故障事件-每个按钮,每个灯光屏幕,每个安全门,这样我们就可以尽可能多地预审系统。”“这样,他们就不会在制作过程中解决这些问题。”

控制软件设计模型
CSIA成员公司客户运营副总裁Will Aja表示,使用面向对象编程、标准化控制库和能够适应未来变化和扩展的体系结构的软件框架是优化控制系统功能和未来工厂灵活性的关键万能的技术

他说:“面向对象编程使编程和破译控制系统设计的结构框架变得更容易,特别是对新工程师和用户来说。”编程的标准库简化了培训和使用,因为它更容易跟踪代码。它对于将来的系统扩展也很有用,因为它提供了一个良好、灵活的设计结构。客户机-服务器体系结构也是必不可少的。安全性更容易,您可以使用它从任何屏幕登录到系统。在许多方面,瘦客户机与大型计算机系统的功能类似。”

基于标签而不是基于地址的编程系统提供了更强大的功能,Steve Barriger,区域服务解决方案顾问罗克韦尔自动化.他说:“在可能的情况下,应该尽量不去管I/O连接,但在任何现代化程序中,验证所有I/O都正确连接仍然是必不可少的。”“对于数据收集来说,确定是离散I/O还是模拟I/O,以及是否有任何间接寻址也很重要。”

盒子里的教练
培训使工厂的员工熟悉新的控制系统的能力是任何现代化项目的一个重要方面。

为了帮助客户快速走上利用其系统潜力的道路,ABB设计了一套打包服务,包括所需的软件和许可证,并由该领域的专家在客户现场安装和设置系统。

“这些服务最重要的方面之一是内置的指导课程,它为客户的工程人员提供了一个拥有高级解决方案的机会,”at的DCS生命周期服务业务开发经理Steve Burt解释说ABB.“这些相对便宜和短时间(一周)的服务可以立即产生有价值的改善。”

检查连接
在任何控制系统现代化中,在开始工作之前确定系统中的所有内容都是连接的,这是至关重要的。“你必须注意计划阶段的细节,以及你的控制与哪些系统相关联,否则你将不得不在事后解决这些问题,”罗伯特•达林(Robert Darling)说西门子.“控制工程师可能不熟悉外围系统,在匆忙完成工作时,可能会忽略物流等关键连接。”

标准化工厂HMI
通过在工厂范围内标准化人机界面(HMI)系统,您可以使操作员的生活更轻松,并使您的流程更安全。“操作员经常需要在整个工厂操作多种类型的设备,”达林说,“所以对hmi有一个共同的标准很重要,比如屏幕设计和报警器的工作方式。您还需要构造PLC代码,以便它能够自动生成程序外的HMI屏幕。应该有一个清晰的结构和布局,包括类型大小和颜色,这样操作员就可以到任何机器上操作它。在HMI显示中添加诊断也很重要。”

理解高性能HMI的原则是必不可少的,比如在简单的背景下使用颜色来吸引人们注意需要注意的东西。“然而,模型图形方案的缺点是,它们可能过于单一和乏味,”系统集成商总经理瑞安·史密斯警告说钙试剂系统.“HMI设计需要一定的艺术水平才能做好,这包括理解实际流程以及操作员需要如何对此做出反应。在屏幕上显示该过程对于故障排除至关重要。能够实时看到情况,让操作员对信息更有信心。”

不是技术,而是知识
尽管有很多伟大的技术存在,但当负责应用它的人不具备所需的知识和技能时,问题就出现了。

“尽管有通用标准提供指导,但许多集成商和工厂人员还没有跟上技术的步伐。他们可能认为自己足够聪明,可以解决问题,但这可能是一场灾难。”IT和OT(运营技术)实践之间在客户层面的教育水平也存在巨大差距,以及遵循办公室实践如何损害工厂运营的后果。”

他建议使用聚合全厂以太网(CPWE)设计和实现指南中提出的最佳实践,为制造自动化应用程序创建健壮的网络系统。该手册提供了网络设计的关键方面的指导,如分割、层次结构、安全性和可伸缩性。

你还需要什么额外的东西?
在你开始你的控制升级之前定义你的目标,因为仅仅安装一个现代的控制系统往往是不够的。

“如果你不能获得更多的价值,迁移是不合理的。你需要了解现代控制平台会自动带来哪些改进,以及你可能需要添加哪些其他功能。西门子.你必须建立一个完整的系统,包括硬件、软件、通信和现场设备,并确定你想从现代化中得到什么额外的好处,比如安全性、诊断、更快的转换、正常运行时间或更短的维修时间。”

管理你的资产
利用控制系统中的技术力量来实现卓越的运营,可以最大限度地提高运营资产的性能,同时降低维护成本。执行良好的资产优化策略可以减少不必要的维护和停机时间,跟踪故障原因,识别重复犯,提供根本原因数据和故障诊断,并建议采取的措施。它可以帮助提前检测故障情况,消除手动操作、移交和文书工作,并减少问题识别和解决之间的潜在时间。

ABB咨询IT运营经理Umesh Chitnis解释说:“简单的策略,如计算电机启动和运行小时数,可以提供所需的推动,从定期维护过渡到基于状态的维护。”“对IT设备(服务器、工作站、开关、电源)和现场设备(变送器、阀门、执行器)的资产监控可以全天候地洞察资产状况。这使得资产维护能够以一种可预测的方式实现,而不是被动的方式。与维护管理系统的集成有助于缩小操作人员和维护人员之间的差距。”

处理人的因素
应用技术的物理方面通常非常简单,但管理人力变量通常是自动化项目中最具挑战性的障碍。

CSIA成员公司的总裁兼首席执行官David McCarthy表示:“缺乏对需要遵循的流程的理解,尤其是那些不经常进行升级的中端市场公司,导致许多项目偏离轨道。TriCore.“你需要找到一个合作伙伴——房间里的成年人——他能够理解需要什么,并且能够控制组织中的行为。”

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