今天,对那些负责生产材料和产品的人来说,最重要的挑战是植物的性能。在最接近行动的层次上,有两个主要的责任领域——操作和维护。说明这些领域的另一种方法是利用率和可用性。一组负责最大限度地利用工厂资产。另一个负责确保工厂资产可用于生产。
这些责任往往是相互矛盾的。自动化供应商英维思运营管理公司(Invensys Operations Management)的作者兼副总裁彼得?他喜欢说:“如果你的车在车库里,它是可用的,但不是用过的。”如果你正在驾驶它,它会被使用,但不可用。”如果维护人员想要关闭某个资产以执行某种升级工作,那么该资产就不会用于生产。这就像两个方向上的矢量,可能会降低植物的整体性能。那么,我们如何结合这些载体,以实现最大的整体工厂性能?
协调需要
Sid Snitkin是位于马萨诸塞州戴德姆的ARC咨询集团公司供应链和资产生命周期战略副总裁。他一直在研究这些现象。“每个人都能做维护,每个人都知道操作,”他说。“但是,他们能协调吗?”我看到人们改变了他们看待事物的方式资产绩效管理(APM)因为他们现在希望优化性能。”
位于弗吉尼亚州夏洛茨维尔的自动化供应商GE发那科智能平台的全球Proficy产品经理Barry Lynch表示:“我们已经看到了操作和维护之间实时信息共享的差距,我们称之为延迟。客户已经在他们的生产系统和计算机化维护管理系统(CMMS)之间构建了他们自己的点解决方案企业资产管理系统,但是这些系统的构建、实现和维护成本很高。因此,我们已经引入了一种产品,它可以流入生产系统,允许它们使用规则引擎插入数据,然后可以插入CMMS或EAM系统。事实上,我们看到这种收集和使用实时信息的趋势正在获得动力。一个互补的趋势是采用基于服务器的集中式EAM。软件开发人员面临的最大问题是接口的数量和成本。”
下面是10月6日在ISA Expo 2009上,Open O&M Initiative小组演示的描述,详细讨论了一些有远见的人和公司是如何处理这些接口的。首先,介绍一下讨论的背景。Snitkin指出,“研究表明,组织为其创造、使用和维护资产的过程管理不善付出了难以置信的代价。ARC自己的研究表明,资产生命周期管理的传统方法实际上鼓励了这种不正常的行为。我已经发布了一份报告,通过为资产绩效管理提供一个新的、更丰富的愿景,整合关键人员、流程、技术和信息,继续我们的努力,以纠正这种情况。”
多年来,工程师、信息技术(IT)专业人士和其他制造业专家一直在思考如何将所有这些整合在一起。其中一个成果是由国际自动化学会颁布的ISA95企业和控制系统集成标准。另一个关注维护领域的组织是机械信息管理开放系统联盟(MIMOSA)。然后是Open O&M Initiative,这是一个非营利组织,致力于开发和使用一套统一的标准来交换操作和维护(O&M)数据。
一些人期望这些努力的结果是一套“压缩包装”的软件工具,可以被整合到某种数据互操作性的天堂中。但斯尼特金解释说,这些“更多的是一种思考方法,而不是一种附加软件。”但是,将所有这些数据放在一起不仅仅是软件创造力的练习。Snitkin补充道:“这是关于你工作所需的信息。当工厂倒闭时,你不知道事情是如何运作的,这是不好的。”
需要一些东西来帮助关闭这个绩效循环,分析师和供应商很快就拿起了“资产绩效管理”的绰号。问题是:APM到底是什么?Snitkin说:“APM已经成为一个流行的战略口号,帮助资产密集型组织从昂贵的设备投资中获得更多价值。但是很难找到两种APM的意思相同的情况。因此很难比较方法和评估解决方案。ARC对APM的愿景遵循了那些更广泛、更综合的精神,但涵盖了所有领域、技术和行业。它也牢固地建立在我们在资产生命周期管理(ALM)和资产信息管理(AIM)方面所做的广泛研究的基础上。这为理解APM的作用提供了有价值的背景,并为清晰划定其界限提供了坚实的基础。”
供应商认为
供应商显然正在考虑这个新的现实。英维思公司(Invensys plc)位于加州Lake Forest的英维思运营管理部门负责产品和解决方案战略的副总裁蒂姆•索威尔(Tim Sowell)透露了公司内部一群思想领袖“英维思研究员”的一些讨论。“我们关注市场上正在发生的事情,以及决定竞争和增长地位的转变。当公司把他们的自动化系统到位,目标是减少劳动力。现在,我们发现大部分已经完成了。领先的公司正在进行根本性的转变。自动化、制造执行系统(MES)软件和信息系统现在被用来赋予工人权力。他们成为绩效管理者。他们受过更多的教育,现在我们可以向他们提供更多影响他们表现的信息。他们不只是在等待例外。 They have dashboards and operator controls to help them run the ‘golden batch.’ ”
到目前为止,讨论的是操作和维护的广泛类别,但是在这两个类别中有许多类型的性能。英国英维思全球工业解决方案总监Louis Meyer定义了几种性能类型,并挑出了目前性能问题突出的领域。
“能源性能表明当一个单元运行不佳时。看看热交换器、反应堆和类似的突然特性变化,”迈耶说。“除非你处理正确的事情,否则你的能源使用会受到影响。当然,你的机械部件必须始终如一地工作。平衡计分卡和整体设备效率(OEE)可以让您更全面地了解可用性/利用率曲线。请记住,如果您只需要80%的可用性,则不需要100%的可用性。质量和环境绩效也是一家运营良好的工厂的指标。”
Meyer提到的其他性能领域包括控制。过程控制的好坏会影响能源、质量和产量。“控制绩效的问题在于,”他说,“从商业计划的角度来看,你永远看不到它是否有效。”与此相关的是操作员的性能。梅耶问道:“我们是否对运营商进行评级,以确保他们与有意义的事情保持一致?”“我们有指标来判断员工对工厂整体绩效的影响吗?”
性能的另一个重要方面是按期交付。也许是调度系统和生产系统不匹配。当日程安排被错过时,人们会争先恐后地跟上进度,有时会做出错误的决定。Meyer最后提到了产量表现。这是其他性能因素的衍生物,但它是影响工厂性能和盈利能力的东西。
迈耶总结说,提高工厂整体绩效的关键是协调所有不同的因素。“无论你用什么指标来评估绩效,确保你只为每个功能选择那些能推动人类绩效的指标。它应该是一个业务管理循环,就像一个多变量控制问题。就像在高级控制系统中,参数可能会相互冲突,所以要让它们保持一致。”
发生什么事情了?
有效的实时信息通信和一致的度量源于数据模型和通信标准的开发。在开发这些技术方面已经做了很多工作。它们开始在实际应用中发挥作用。英维思的索威尔举了一个例子,一个电站的管理层试图了解其电站群的运行情况。每个车站都有自己的一套控制和信息系统。因此,该公司在上面建立了一个信息系统,该系统应用了如何测量单位和设备的通用标准。“现在他们可以看到一个国家所有的工厂是如何运行的,以及所有的变量和性能。它现在正在关闭性能循环,”索厄尔说。
一个试图将所有标准整合在一起的组织是Open O&M Initiative。在MIMOSA总裁兼首席执行官Alan Johnston的领导下,其成员公司和工程师继续在ISA博览会上展示每年的互操作性演示。Johnston描述了该组织正在做的事情,以及10月份在2009年休斯顿ISA博览会上展示的内容:
约翰斯顿说:“我们最终将以一种更切实的方式向互联的实时企业迈进,在这种方式下,人员、流程和技术必须全部相互操作。”“这确实需要关键的IT参与者、自动化/控制参与者和以生命周期工程为导向的公司(epc,或工程、采购和施工组织,以及工程/设计工具提供商)以一种更加协作和无缝的方式共同努力。反过来,通过适当地应用所有这些主要社区共享的关键开放标准,可以实现这一点。虽然我们使用的方法应该适用于许多关键行业,但在短期内,我们有意将重点放在那些通常被统称为关键基础设施的行业。这包括综合能源、公用事业、航空航天和国防、军事和运输。由于炼油只是一个专门的石化工厂,我们也与化学和石化公司合作。这些行业是高度相互依赖的,它们要么共同合作,要么共同遭受损失(连同它们所在的国家一起)。”
“一带一路”一直在整合诸如开放连接标准OPC等技术;ISA95,集成控制系统与企业系统的标准;以及mimosa——维护和资产信息通信标准。最近,它使用国际标准化组织(ISO)颁布的ISO 15926 -“工业自动化系统和集成-包括石油和天然气生产设施在内的加工工厂的生命周期数据集成”,为工厂设计生命周期信息添加了连接。
Johnston解释说:“通过开始与ISO 15926团队密切合作,我们又增加了另一个关键因素,因为它似乎正在成为该部门的主要本体,并作为获得语义一致性的一种方式。MIMOSA和ISO 15926在支持通常由行业特定标记语言描述的逻辑业务流程的物理系统和物理资产的跨行业生命周期管理中共享关键角色。这种方法实际上为供应商提供了一种‘一次编写,多次使用’的实用方法,其中许多行业特定的工作元素都是由元数据定义的。”
两家传统的自动化/控制供应商rockwell automation和横河电机(Yokogawa)参与了Open o&m。参加会议的还有工程/设计工具市场的主要参与者——intergraph和几个关键的专业参与者——intelligent和INOVx。但约翰斯顿认为有必要进一步扩大该集团。
约翰斯顿说:“微软、甲骨文、IBM和SAP都需要在这一努力中发挥关键作用。“这在一定程度上是因为自动化供应商很难讲述一个可信的企业故事。他们需要IT巨头以一种包括其主要合作伙伴在内的方式讲述一个可信的企业互操作性故事。互操作性故事的可信版本的一部分必须是愿意利用开放标准和开放信息服务总线概念作为互操作性的关键,而不是寻求强加一个专有的中心辐射式集成模型。我相信与微软、IBM和SAP的合作正在进行中。我希望甲骨文也能在不久的将来加入我们的解决方案进程。”
互操作性团队的最后一部分是来自澳大利亚布里斯班昆士兰科技大学的集成工程资产管理合作研究中心(CIEAM)。委员会主席是Joseph Mathew教授,他也是ISO TC 108/SC5机器状态监测和诊断技术委员会主席。他成功地帮助建立了EAM的工程资产管理定义,作为自90年代中期以来一直使用的企业资产管理术语的跨学科和基于工程的替代。他创立了第一个致力于EAM新定义的合作研究中心,作为与澳大利亚政府和主要最终用户(如力拓和昆士兰铁路(澳大利亚最大的铁路运营商))合作的公共/私人资助方法的一部分。
约翰斯顿总结道:“为了保持第一世界的领先地位,美国需要在帮助这些标准更有效地协同工作方面发挥带头作用。”互操作性必须始终从人/文化问题开始,无论是在最终用户组织、标准组织还是供应商中。有时,我去过每个社区,我也涵盖了传统的工厂到企业(P2B)堆栈以及生命周期工程维度。没有一个人或组织足够聪明或知识渊博,能够独自完成所有这些工作。我们必须共同努力。这就是我认为开放运维计划最终成功地帮助在共识标准组织内建立所需的协作和共识的地方。”
聚在一起
许多人正在努力实现互操作性和开放通信,以便封闭性能循环,使制造对企业更加重要。但是,除非工程师、IT专业人员和制造经理共同努力,要求他们的供应商提供这些技术并加以实施,否则这是行不通的。
相关侧栏-互操作性阵容
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这些责任往往是相互矛盾的。自动化供应商英维思运营管理公司(Invensys Operations Management)的作者兼副总裁彼得?他喜欢说:“如果你的车在车库里,它是可用的,但不是用过的。”如果你正在驾驶它,它会被使用,但不可用。”如果维护人员想要关闭某个资产以执行某种升级工作,那么该资产就不会用于生产。这就像两个方向上的矢量,可能会降低植物的整体性能。那么,我们如何结合这些载体,以实现最大的整体工厂性能?
协调需要
Sid Snitkin是位于马萨诸塞州戴德姆的ARC咨询集团公司供应链和资产生命周期战略副总裁。他一直在研究这些现象。“每个人都能做维护,每个人都知道操作,”他说。“但是,他们能协调吗?”我看到人们改变了他们看待事物的方式资产绩效管理(APM)因为他们现在希望优化性能。”
位于弗吉尼亚州夏洛茨维尔的自动化供应商GE发那科智能平台的全球Proficy产品经理Barry Lynch表示:“我们已经看到了操作和维护之间实时信息共享的差距,我们称之为延迟。客户已经在他们的生产系统和计算机化维护管理系统(CMMS)之间构建了他们自己的点解决方案企业资产管理系统,但是这些系统的构建、实现和维护成本很高。因此,我们已经引入了一种产品,它可以流入生产系统,允许它们使用规则引擎插入数据,然后可以插入CMMS或EAM系统。事实上,我们看到这种收集和使用实时信息的趋势正在获得动力。一个互补的趋势是采用基于服务器的集中式EAM。软件开发人员面临的最大问题是接口的数量和成本。”
下面是10月6日在ISA Expo 2009上,Open O&M Initiative小组演示的描述,详细讨论了一些有远见的人和公司是如何处理这些接口的。首先,介绍一下讨论的背景。Snitkin指出,“研究表明,组织为其创造、使用和维护资产的过程管理不善付出了难以置信的代价。ARC自己的研究表明,资产生命周期管理的传统方法实际上鼓励了这种不正常的行为。我已经发布了一份报告,通过为资产绩效管理提供一个新的、更丰富的愿景,整合关键人员、流程、技术和信息,继续我们的努力,以纠正这种情况。”
多年来,工程师、信息技术(IT)专业人士和其他制造业专家一直在思考如何将所有这些整合在一起。其中一个成果是由国际自动化学会颁布的ISA95企业和控制系统集成标准。另一个关注维护领域的组织是机械信息管理开放系统联盟(MIMOSA)。然后是Open O&M Initiative,这是一个非营利组织,致力于开发和使用一套统一的标准来交换操作和维护(O&M)数据。
一些人期望这些努力的结果是一套“压缩包装”的软件工具,可以被整合到某种数据互操作性的天堂中。但斯尼特金解释说,这些“更多的是一种思考方法,而不是一种附加软件。”但是,将所有这些数据放在一起不仅仅是软件创造力的练习。Snitkin补充道:“这是关于你工作所需的信息。当工厂倒闭时,你不知道事情是如何运作的,这是不好的。”
需要一些东西来帮助关闭这个绩效循环,分析师和供应商很快就拿起了“资产绩效管理”的绰号。问题是:APM到底是什么?Snitkin说:“APM已经成为一个流行的战略口号,帮助资产密集型组织从昂贵的设备投资中获得更多价值。但是很难找到两种APM的意思相同的情况。因此很难比较方法和评估解决方案。ARC对APM的愿景遵循了那些更广泛、更综合的精神,但涵盖了所有领域、技术和行业。它也牢固地建立在我们在资产生命周期管理(ALM)和资产信息管理(AIM)方面所做的广泛研究的基础上。这为理解APM的作用提供了有价值的背景,并为清晰划定其界限提供了坚实的基础。”
供应商认为
供应商显然正在考虑这个新的现实。英维思公司(Invensys plc)位于加州Lake Forest的英维思运营管理部门负责产品和解决方案战略的副总裁蒂姆•索威尔(Tim Sowell)透露了公司内部一群思想领袖“英维思研究员”的一些讨论。“我们关注市场上正在发生的事情,以及决定竞争和增长地位的转变。当公司把他们的自动化系统到位,目标是减少劳动力。现在,我们发现大部分已经完成了。领先的公司正在进行根本性的转变。自动化、制造执行系统(MES)软件和信息系统现在被用来赋予工人权力。他们成为绩效管理者。他们受过更多的教育,现在我们可以向他们提供更多影响他们表现的信息。他们不只是在等待例外。 They have dashboards and operator controls to help them run the ‘golden batch.’ ”
到目前为止,讨论的是操作和维护的广泛类别,但是在这两个类别中有许多类型的性能。英国英维思全球工业解决方案总监Louis Meyer定义了几种性能类型,并挑出了目前性能问题突出的领域。
“能源性能表明当一个单元运行不佳时。看看热交换器、反应堆和类似的突然特性变化,”迈耶说。“除非你处理正确的事情,否则你的能源使用会受到影响。当然,你的机械部件必须始终如一地工作。平衡计分卡和整体设备效率(OEE)可以让您更全面地了解可用性/利用率曲线。请记住,如果您只需要80%的可用性,则不需要100%的可用性。质量和环境绩效也是一家运营良好的工厂的指标。”
Meyer提到的其他性能领域包括控制。过程控制的好坏会影响能源、质量和产量。“控制绩效的问题在于,”他说,“从商业计划的角度来看,你永远看不到它是否有效。”与此相关的是操作员的性能。梅耶问道:“我们是否对运营商进行评级,以确保他们与有意义的事情保持一致?”“我们有指标来判断员工对工厂整体绩效的影响吗?”
性能的另一个重要方面是按期交付。也许是调度系统和生产系统不匹配。当日程安排被错过时,人们会争先恐后地跟上进度,有时会做出错误的决定。Meyer最后提到了产量表现。这是其他性能因素的衍生物,但它是影响工厂性能和盈利能力的东西。
迈耶总结说,提高工厂整体绩效的关键是协调所有不同的因素。“无论你用什么指标来评估绩效,确保你只为每个功能选择那些能推动人类绩效的指标。它应该是一个业务管理循环,就像一个多变量控制问题。就像在高级控制系统中,参数可能会相互冲突,所以要让它们保持一致。”
发生什么事情了?
有效的实时信息通信和一致的度量源于数据模型和通信标准的开发。在开发这些技术方面已经做了很多工作。它们开始在实际应用中发挥作用。英维思的索威尔举了一个例子,一个电站的管理层试图了解其电站群的运行情况。每个车站都有自己的一套控制和信息系统。因此,该公司在上面建立了一个信息系统,该系统应用了如何测量单位和设备的通用标准。“现在他们可以看到一个国家所有的工厂是如何运行的,以及所有的变量和性能。它现在正在关闭性能循环,”索厄尔说。
一个试图将所有标准整合在一起的组织是Open O&M Initiative。在MIMOSA总裁兼首席执行官Alan Johnston的领导下,其成员公司和工程师继续在ISA博览会上展示每年的互操作性演示。Johnston描述了该组织正在做的事情,以及10月份在2009年休斯顿ISA博览会上展示的内容:
约翰斯顿说:“我们最终将以一种更切实的方式向互联的实时企业迈进,在这种方式下,人员、流程和技术必须全部相互操作。”“这确实需要关键的IT参与者、自动化/控制参与者和以生命周期工程为导向的公司(epc,或工程、采购和施工组织,以及工程/设计工具提供商)以一种更加协作和无缝的方式共同努力。反过来,通过适当地应用所有这些主要社区共享的关键开放标准,可以实现这一点。虽然我们使用的方法应该适用于许多关键行业,但在短期内,我们有意将重点放在那些通常被统称为关键基础设施的行业。这包括综合能源、公用事业、航空航天和国防、军事和运输。由于炼油只是一个专门的石化工厂,我们也与化学和石化公司合作。这些行业是高度相互依赖的,它们要么共同合作,要么共同遭受损失(连同它们所在的国家一起)。”
“一带一路”一直在整合诸如开放连接标准OPC等技术;ISA95,集成控制系统与企业系统的标准;以及mimosa——维护和资产信息通信标准。最近,它使用国际标准化组织(ISO)颁布的ISO 15926 -“工业自动化系统和集成-包括石油和天然气生产设施在内的加工工厂的生命周期数据集成”,为工厂设计生命周期信息添加了连接。
Johnston解释说:“通过开始与ISO 15926团队密切合作,我们又增加了另一个关键因素,因为它似乎正在成为该部门的主要本体,并作为获得语义一致性的一种方式。MIMOSA和ISO 15926在支持通常由行业特定标记语言描述的逻辑业务流程的物理系统和物理资产的跨行业生命周期管理中共享关键角色。这种方法实际上为供应商提供了一种‘一次编写,多次使用’的实用方法,其中许多行业特定的工作元素都是由元数据定义的。”
两家传统的自动化/控制供应商rockwell automation和横河电机(Yokogawa)参与了Open o&m。参加会议的还有工程/设计工具市场的主要参与者——intergraph和几个关键的专业参与者——intelligent和INOVx。但约翰斯顿认为有必要进一步扩大该集团。
约翰斯顿说:“微软、甲骨文、IBM和SAP都需要在这一努力中发挥关键作用。“这在一定程度上是因为自动化供应商很难讲述一个可信的企业故事。他们需要IT巨头以一种包括其主要合作伙伴在内的方式讲述一个可信的企业互操作性故事。互操作性故事的可信版本的一部分必须是愿意利用开放标准和开放信息服务总线概念作为互操作性的关键,而不是寻求强加一个专有的中心辐射式集成模型。我相信与微软、IBM和SAP的合作正在进行中。我希望甲骨文也能在不久的将来加入我们的解决方案进程。”
互操作性团队的最后一部分是来自澳大利亚布里斯班昆士兰科技大学的集成工程资产管理合作研究中心(CIEAM)。委员会主席是Joseph Mathew教授,他也是ISO TC 108/SC5机器状态监测和诊断技术委员会主席。他成功地帮助建立了EAM的工程资产管理定义,作为自90年代中期以来一直使用的企业资产管理术语的跨学科和基于工程的替代。他创立了第一个致力于EAM新定义的合作研究中心,作为与澳大利亚政府和主要最终用户(如力拓和昆士兰铁路(澳大利亚最大的铁路运营商))合作的公共/私人资助方法的一部分。
约翰斯顿总结道:“为了保持第一世界的领先地位,美国需要在帮助这些标准更有效地协同工作方面发挥带头作用。”互操作性必须始终从人/文化问题开始,无论是在最终用户组织、标准组织还是供应商中。有时,我去过每个社区,我也涵盖了传统的工厂到企业(P2B)堆栈以及生命周期工程维度。没有一个人或组织足够聪明或知识渊博,能够独自完成所有这些工作。我们必须共同努力。这就是我认为开放运维计划最终成功地帮助在共识标准组织内建立所需的协作和共识的地方。”
聚在一起
许多人正在努力实现互操作性和开放通信,以便封闭性能循环,使制造对企业更加重要。但是,除非工程师、IT专业人员和制造经理共同努力,要求他们的供应商提供这些技术并加以实施,否则这是行不通的。
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