购买策略从花费的每一美元中榨取利润

30年前，购买自动化设备是一个相当直接的过程。制造工厂几乎没有基于计算机的控制，新技术显示出很大的改进前景，自动化专业人士可以用许多不同的效率指标来证明他们的购买是合理的。其中最重要的指标之一是提高吞吐量和工厂产量。在一个消费需求看似无限的时代，许多自动化项目都是基于增加的产能而合理的。

时代已经变了。生产能力不再是曾经的问题。根据美国联邦储备理事会(美联储，fed) 10月中旬公布的报告，9月制造业产能利用率为73.1%，低于1988-1999年的30年高位，当时徘徊在85%左右。ARC咨询集团的研究主管拉里•奥布莱恩指出:“在工厂产能达到80%或更高水平之前，你不会看到美国新工厂或大型扩建项目的投资。”

以计算机为基础的技术在今天的工厂中非常普遍。在效益回报方面，通过几十年的控制系统应用，低垂的果实已经被摘了下来。事实上，更常见的问题是更新和迁移已经运行了20年或30年的系统，同时在减少的资本预算的限制下工作。

其他几个因素也起了作用。制造公司已经削减了工程人员的数量，以至于当地几乎没有对自动化操作的支持，公司员工的工作也捉襟危肘。用户越来越多地依赖其供应商提供技术专门知识、实施援助以及长期服务和支持。而且，财务指标变得更加重要——任何被批准的项目都必须经受住严格的财务审查，包括资产投资回报率和生命周期成本计算。

当然，有许多成功的制造组织已经学会了如何采购驱动底线结果的自动化系统。《自动化世界》采访了几位行业专业人士，分享他们的成功秘诀。他们包括Mike Borders，体育工程师，伊士曼化学公司的工厂工程控制系统主管，伊士曼化学公司是一家总部位于田纳西州金斯波特的“全球”化学制造商;乔治亚州卡尔霍恩市地板覆盖层制造商The Dixie Group的工程总监弗朗西斯科·坎帕(Francisco Campa);ARC Advisory Group研究主管拉里·奥布莱恩(Larry O 'Brien)。总部设在美国的研究和咨询公司。以下是他们的看法。

自动化项目是如何在您的组织中计划、批准和实施的?

边界:我在伊士曼全球运营支持组织工作，该组织位于我们位于田纳西州金斯波特的公司总部。我们公司计划自动化项目以满足过程改进要求，或者解决可用性或过时问题，以及控制系统能力限制，以及许多其他原因。最近，我们看到更多的计划项目，因为需要的能力，当前系统不能提供，或由于最大的容量或有限的功能，或关注控制系统硬件的支持。

在我们公司，项目是由当地的一名冠军从下往上发起的。这些项目被放入部门列表中，该列表由部门和站点级别提交，并根据健康、安全和环境(HSE)影响和实现业务目标的价值进行排名。

对项目的批准通过组织向上进行，从部门到部门再到现场级管理，并向上通过业务单元管理。业务目标因业务单元而异，可以从增加容量到提高质量。

根据项目的规模和范围的不同，实施方法也不同。例如，如果是一个大型项目，在一个未开发的场地上，我们通常会通过EPC公司进行工程、采购和施工。这涉及到一个伊士曼团队做自动化部分，并与EPC公司合作设计控制系统架构和批准仪表规范。在这种情况下，伊士曼团队还负责控制系统的配置、编程和启动。

对于更小的项目，比如增加一个控制回路或一个仪器，伊士曼通常会在内部或与当地承包商合作设计和建造这些项目。我们大部分先进的控制技术都是在公司内部完成的，包括使用在控制系统之上的定制软件工具。总而言之，我们混合使用了承包人员和内部人员。

坎:五年前，工艺工程是在当地工厂完成的;没有集中的工程组。我在马车工业部门工作，这是迪克西集团多年来的一部分。

在我们的一个马车工厂成功实施现代过程控制系统后，公司决定将我们当地集团的范围扩大为一个集中的过程工程组织，负责迪克西集团的所有11个设施，包括在乔治亚州和阿拉巴马州的工厂。

今天，当规划一个自动化项目时，我们会考虑以下目标:消除浪费，减少过程的可变性，过程的标准化，提高质量和效率以及降低成本。

沃克:在公司计划和购买自动化系统的方式上，你看到了什么变化?

O ' brien:目前的动力是提高资产回报率(ROA)和提高现有工厂的性能。在ARC最近的一项关于采购策略的研究中，我们要求自动化用户在评估系统价格时对各种因素的相对重要性进行评级。首先考虑的是生命周期成本，其次是提高工厂性能和投资回报。

矛盾的是，用户知道生命周期成本非常重要，但他们没有适当的方法来计算它们。在100名受访者中，只有一家化工制造商有一套正式的系统来计算生命周期成本。大多数用户都依赖于供应商告诉他们的信息。

在采购过程中，自动化部门是如何与公司其他部门合作的?

边界:伊士曼的Kingsport基地相当大，有几个运营部门。在20世纪80年代，自动化项目倾向于以面板板替换为中心，项目团队将审查供应商，并主要基于成本做出决定。一旦做出了决定，供应商的产品通常会在整个部门转移到其他项目上。我们最终得到的是来自许多不同供应商的设备，以及“自动化孤岛”。

我们现在已经为我们的供应链管理过程发展了一个“商品团队”的概念。伊士曼评估了它的“支出”，并将其划分为不同的商品领域。一个领域是DCS/PLC团队，负责分布式控制系统和可编程逻辑控制器;另一个领域是仪表团队。这些团队负责从公司的角度来管理我们的商品。

例如，DCS/PLC团队由来自我们的采购、工程和运营部门的人员组成。我是Kingsport现场DCS/PLC团队的代表。这个团队已经成立了大约一年半，每个月到每季度开会一次，就如何有效地花钱和为公司省钱进行头脑风暴。对于这种类型的工作，您肯定需要管理支持，因为团队需要大量的时间。

商品团队的成果之一是，我们看到伊士曼不同部门和网站之间的沟通有了很大改善。这一过程为改善企业沟通创造了一个论坛，也使每个部门能够以更企业的视角看待自己的业务运营。

坎:在迪克西，工艺工程组负责采购活动，但我们需要向上层管理人员和车间操作员销售我们的解决方案。我们处在“三明治”的中间，每个群体使用的语言都是不同的。例如，我们卖给高层管理的不是一个具有更好的PID算法的控制系统，而是一个商业问题的解决方案。当我们安装第一个新的过程控制系统时，我非常兴奋，去找管理层说:“我要建立一个神经网络!”他们不在乎。他们想听到的是，新系统如何改善信息流、降低成本、减少浪费和可变性。

在三明治的另一边，我们需要向车间操作员推销更好的控制概念，使他们能够更容易、更快地进行更改。我们的一家工厂在地毯生产过程中使用了7000多种不同的配方。提供电子格式的标准操作程序(sop)是至关重要的，这样操作人员就可以更改配方。增强的数据功能还使我们能够为可能需要额外帮助的操作员发现培训机会。

当我们的系统与企业资源规划(ERP)系统交互时，我们与信息技术组一起工作。然而，过程工程负责从制造执行系统(MESs)到车间控制的所有事情。

请描述供应商选择过程。

边界:目前，我们有一些不同阶段的概念和建议，并正在考虑建立一些首选供应商指南。首选供应商体系的优势在于，你可以在定价上获得一些整体的数量杠杆，你可以在产品开发上投入更多，你可以更深入地了解供应商的工程和支持结构。另一个巨大的优势是你可以为编程、配置和布局开发标准化的方法。缺点是担心你的供应商的生存能力和他们跟上技术变化的能力，并长期满足你的需求。

O ' brien:不幸的是，许多供应商仍在使用基于上世纪80年代的销售策略。他们必须改变他们的商业实践，以反映生命周期成本往往比最初的购买价格更重要的哲学。

用户应该有数量有限的供应商，他们可以与供应商坐下来进行交易。这并不意味着要在价格上打压供应商。相反，这是一种双向思考，看看供应商如何能帮助你改进生产流程，增加价值，帮助你赚更多的钱。你希望这是一种合作关系，而不是对抗关系。

坎:1999年，我们开始为位于佐治亚州卡尔霍恩的一家运输工厂首次实施真正的过程控制系统。当时，我们有一些数据采集系统，以及一些可编程逻辑控制器和单回路控制器。什么也不跟别的东西说话。各个部门之间很少有合作和沟通。

我们开始评估不同的供应商，并考虑一些不同的技术。首先，我们不想要一个“黑匣子”。一些原始设备制造商(原始设备制造商)会提供一种你无法进入更改、修改或扩展的设备。

其次，我们希望使用现成的技术，而不需要定制的代码。我们用的表达是，“我们希望一个高中生能够解决它。”甚至在五年前，我们就在考虑基于web的计划——应用程序和浏览器——以降低软件许可费用并消除特殊驱动程序。

我们的第三个要求是它必须易于实现。第四，我们必须能够动态地进行更改，没有停机时间。第五，我们研究了系统成本，包括技术升级和迁移的成本。最后，我们需要连接到工厂地面设备和我们的业务系统。

最终，我们选择对来自Emerson Process Management的DeltaV系统进行标准化，用于所有新的实现。1999年，我们是首批安装基金会现场总线网络的工厂之一。这个项目的好处改变了我们的供应商选择过程。我们的新标准是:

*审查不同供应商提供的技术。

*评估技术是否在我们的行业中得到验证。

*评估供应商是否会继续支持和维护该技术。

*使用商用现成技术。

*实现可与其他设备连接的集成系统。

*建立服务合同并要求当地支持。

*查看系统的所有成本，包括硬件、软件、实施、维护和升级。

你如何计算资产投资回报和生命周期成本?

坎:我们在做一个新项目的时候会提前五年计划。对于我们的第一个DeltaV实现，我们估计回报为一年。实际上，我们在短短4个月内就看到了回报，并以极低的额外成本获得了额外的扩张能力。

从1999年到2002年，我们从自动化工作中节省了320万美元。我们生产产品的单位成本降低了40%。其中，一半完全是由于自动化，另一半是由于调度和工作流程的变化，这是由自动化系统的灵活性促成的。我们可以解决原材料的调度问题，减少某些生产线99%的缺陷。在一个过程中，我们将染料应用的变化从38%减少到2%，从而节省了70万美元的材料。我们现在用适量的染料，不多不少。

沃克:让自动化项目获得批准的最大挑战是什么?

边界:量化福利是我们面临的最大挑战之一。你本能地知道，当你升级你的自动化系统，或投入一个新项目时，你将得到好处。但是很难用美元来计算你的投资回报。

我记得当我在20世纪80年代末第一次加入公司时，自动化是相对容易的，因为吞吐量是主要目标之一。如果你能提高你的产能利用率，用你现有的资产生产出更多的产品，那么你就很容易证明一个项目的合理性。然而，如今化工行业的许多过程都没有能力限制，因此很难仅根据增加的吞吐量来证明一个项目的合理性。

健康、安全和环境法规发挥着更大的作用，您有时可以根据这些要求为自动化项目辩护。我们这个时代的一些流行语是关键性能指标(kpi)和计算器。我不相信您可以从财务指标运行您的整个过程，但在某些情况下，它们是合适的。

在计算成本理由时，你们是否得到了组织内部财务人员的帮助?

边界:我们的财务人员确实帮助了我们，但我发现在沟通方面存在差距。我们使用的术语和他们使用的术语不一样，我们对控制的过程和好处的理解和他们不一样。

我们正在努力解决这个问题。我正努力学习更多的金融知识，并鼓励我的员工也多学习金融知识。我认为这是我们未来工作的重要组成部分——学习金融术语和计算。作为工程师，我们可以做计算;我们只需要知道它们是什么!

伊士曼有一个叫做伊士曼大学的机构，负责处理我们的许多一般培训需求，比如领导力或财务。他们将从当地大学请来一位教授，进行为期一周的商业或金融计算课程。还有很多在线培训。

我们的控制工程师每天都在为他们的工作辩护。随着工程资源的减少，每个员工每天都必须评估他们所做的事情是否对公司的底线有价值。了解金融可以帮助你朝着这个目标努力。

沃克:最大的实现挑战是什么?

坎:安装系统和动态更改系统是我们最大的挑战。通常我们只有一个很长的周末来把一切都准备好。我们不能让一条线路停运一天。

边界:在过去的30年里，伊士曼在控制系统方面一直非常积极，正因为如此，我们有一些旧的系统需要升级和迁移。挑战在于，如何在不关闭进程的情况下构建或升级系统?您不希望在系统运行时破坏系统，从而影响生产。为了解决这个问题，我们做了一些创造性的事情，比如在进程仍在运行时连接所有内容，然后切换到新系统。我们已经努力确定哪些单元可以短时间关闭，或者我们一次只移动几个I/O(输入/输出)。有时，一个项目可能要花一年多的时间才能完成迁移。仿真是新系统登台和编程的重要工具。

AW:自动化供应商如何帮助您在项目升级和迁移期间最小化停机时间?

边界:升级和迁移是自动化供应商的增长领域，为了竞争，他们需要为制造业提供良好的解决方案。供应商似乎在这方面投入了大量的研发努力和资金。我们看到了一些不接触I/O布线的创新方法，而是使用灵活的连接或线束。

我们没有很好地处理的一个领域是自动化系统中知识产权的保护和转换。我们可能在图形、编程和控制系统配置的开发上投入更多，而不是最初的系统价格标签。新的硬件和系统软件相对便宜，与您迁移的控制系统的知识相比。例如，一个批处理控制系统拥有大量的知识产权，这些知识产权可能在系统30年的生命周期中被开发出来。

一些供应商开发了将数据库或图形从旧系统转换到新系统的实用程序。然而，这些并不令人满意——大约70%的项目可以转换，这意味着30%的项目必须手动更改。另一个例子是，如何自动地将具有3,000行序列代码的批处理程序转换为较新的IEC编程语言之一，以进行顺序函数控制?这真的是一个挑战。供应商可以通过提供好的转换工具来帮助我们。

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