如果你参加过过去几年举办的以过程为中心的会议或用户组会议——艾默生交流、施耐德电气的连接、西门子石油和天然气、霍尼韦尔用户组、ARC行业论坛，只要你能想到的——你一定会听到埃克森美孚公司反复而强有力地发出指令:标准化和简化油田自动化;使调试更容易，更快，更便宜。
现已退休的埃克森美孚开发公司设备仪表和电气经理Sandy Vasser长期以来一直致力于让自动化供应商满足他的要求。这些需求是所有自动化供应商开发更标准化系统背后的一个巨大因素，也就是说，这些供应商想从埃克森美孚的行动中分一杯羹。
在过去的几年里，Vasser是自动化供应商几个发展背后的关键驱动力。举例来说，智能可配置I/O、远程I/O和虚拟化将为项目执行提供更标准化的方法。这些技术不仅简化了调试过程，还允许工程师将自动化从关键路径中解脱出来。
“所有这些技术都允许为埃克森美孚公司工作的承包工程师继续改变他们的设计，并且仍然允许我们建立一个控制系统，”埃克森美孚公司过程自动化高级副总裁克里斯·莱登说施耐德电气．
这个问题
到目前为止，这一直是项目执行的问题。不仅典型的项目被数百个定制工程接线盒和数英里的电线电缆所淹没，而且随着设施计划的变化，自动化工作往往必须进行一遍又一遍。
Vasser在去年的会议上解释说:“总是由自动化工程师完成所有这些进展，然后由工艺工程师或机械工程师进行一个小更改，我们必须回到起点，重做许多图纸。弧论坛．“这不是一次就能发生的。这种事一次又一次地发生。直到启动，我们都在做出改变。”
这些工作必须并行完成，以压缩进度，但这些依赖关系只会增加这样一个事实，即项目通常会变得越来越大、越来越复杂。自2014年以来，随着石油成本的下降，较低的回报使这些项目更加令人生畏。“如今的问题是，我们无法让项目变得经济，”瓦塞尔说。“所以我们必须想出一个不同的方法。”
离开关键路径
这就是所谓的“将自动化从关键路径上移除”背后的原因——允许改变设计，而不会让自动化团队一遍又一遍地放弃他们的工作。智能可配置I/O(或通用I/O)，放置在标准机柜和/或现场接线盒中，是其中的重要组成部分。
无论是被称为通用I/O、智能编组、软编组、电子编组，等等，所有关键的自动化提供商都引入了某种形式的这种方法，即使在项目接近完成时，也可以更灵活地进行I/O更改。
Vasser概述的其他关键技术包括:
- 在更广泛的范围内实现虚拟化。
- DICED I/O(自动检测、自动询问、自动配置、自动文档)，这样系统就可以自动调试，而不需要人工交互。
- SIS逻辑求解器直接编程使用翻译的原因和结果。Vasser说，这款产品实际上已经上市很多年了，但人们并不买它。
- 自动化和电气系统的无缝集成。
- 使用智能I/O取代电机控制中心(mcc)的控制线路。这是智能I/O的进化，将消除大部分硬连接。
- 将多个离散信号转换为单个模拟信号的标准组件(这是智能I/O扩展使用的需要)。
- 简化的包接口。
- 无线现场仪器。
- 增加直流电源的使用，以消除许多逆变器。
总体而言，其思想是减少定制、降低复杂性、减少大量依赖关系、减少文档或自动生成文档、管理风险、开发并实现与供应商的信任。
埃克森美孚开发公司概述的所有这些变化都集中在上游油气业务上。但在下游，唐·巴图西亚克(Don Bartusiak)对埃克森美孚(ExxonMobil)的炼油厂和化工业务提出了类似的指控。这是同样的基本业务问题——如何从交付过程控制系统所需的项目中降低成本——而且许多需求是相同的。但视角有些不同。
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| 随着Foxboro Evo FBM248，施耐德电气将冗余功能引入其智能编组，其通用I/O形式。 |
施耐德电气过程自动化集团下一代系统的系统架构师Alex Johnson指出，上游公司专注于让设备快速启动和运行，而化工厂或炼油厂更关心的是保持设备在未来几十年的运行。所以他在想:我该怎么做才能在不影响生产的情况下最大限度地减少过时?我们如何快速、轻松地吸收新想法，并避免推而广之的成本?你要怎么做才能让这成为可能?”
埃克森美孚研究与工程公司过程控制总工程师Bartusiak指出，未来10年，埃克森美孚下游业务将面临更换大量监管控制设备的需求。关键不仅在于降低升级或更换DCS的成本，而且在于从该系统中获得更多价值。
“我们并没有从控制系统中获得足够的价值，”Bartusiak在去年的ARC论坛上说。“在过去20年左右的时间里，我们的大多数增值应用程序都部署在DCS之上的计算堆栈级别。这是不争的事实。”
下游的许多问题是，油气生产商无法摆脱单一供应商的产品和服务，因此标准化的驱动围绕着一个开放的系统，让他们可以轻松地集成一流的组件，而不受供应商的影响。它还将保留资产所有者的应用软件，显著降低未来更换的成本，并采用自适应的内在安全模型。
去年年初，埃克森美孚(ExxonMobil)任命洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)为系统集成商，为流程工业开发下一代开放安全自动化系统。该公司在业内引起了轰动。这一举动在很大程度上与洛克希德公司与开放集团的未来机载能力环境(FACE)联盟的经验有关，该联盟在航空电子设备行业具有埃克森美孚公司希望在石油和天然气领域取得的经验。
ExxonMobil与The Open Group接触，希望在过程自动化领域建立一个类似的联盟，而开放过程自动化论坛最近也拉开了帷幕(见“开放过程自动化论坛的工作”)。
更广泛的标准化推动
除了埃克森美孚重新思考过程自动化的具体驱动外，所有行业都在推动各个层面的技术标准化。事实上，埃克森美孚的灵感来自于工艺之外的行业，尤其是电信和航空电子设备。
ABB首席工程师Steve Royston表示:“业务中的每个利益相关者都在推动标准化，简单地说，因为标准化已被证明可以降低整体项目成本和进度，从纸浆和造纸到金属、矿产和采矿，几乎每个行业都支持标准化多年，石油和天然气行业也不例外。”
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| 选择I/O和标准化机柜使ABB能够进一步解耦硬件和软件，以进行后期项目变更和决策。 |
在油气行业中，几乎每个项目的元素都可以标准化——从程序和文档到人机界面(HMI)。石油公司副总裁、全球产品主管Dan overv说，在这一点上，大型石油公司正越来越团结起来ABB石油、天然气和化工。他补充说:“他们需要这样做，因为这也会影响epc，因为他们将不得不改变项目的采购和设计方式。”
Royston指出，由挪威石油行业制定的NORSOK标准是油气行业认识到标准化价值的一个很好的例子。其目的是尽可能地取代个别石油公司的规范，有助于确保安全性和成本效益。
失控的项目成本
在项目设计和执行方面进行标准化和其他改变的必要性是基于所有主要石油公司都感到的一个问题——巨大的项目成本超支。
在2015年爱默生交流会上，吉姆·奈奎斯特爱默生微软的系统和解决方案业务部门，清楚地描绘了控制项目预算的必要性。“我们这个行业面临着项目危机，”他说，并详细说明了超过65%的超过10亿美元的项目是如何失败的。他们至少超出预算25%，超出进度50%。在预算较小的项目中，也有35%的项目失败了。
2014年开始的油价暴跌无疑在说服石油生产商采取不同的方法方面发挥了一定作用，但事实并非如此。
奥弗利说:“无论油价如何，在糟糕的项目上损失大笔资金都会造成损失。”他表示，该行业最初的专有性质来自于对知识产权的保护，以及人们相信独特的方法会带来竞争优势。“在该行业的某些领域，这仍然是事实。但在该行业的大宗商品部分，这种信念正在消失。”
奈奎斯特在2015年表示，这个行业不能一直以同样的方式行事。油价下跌可能会给我们敲响警钟，但我们的运营方式需要从根本上改变。”
Johnson说，无论是哪个行业，生产商都看到了降低新项目成本的必要性。他说:“无论是新建还是扩建，他们都必须降低成本。”“只看项目的各个部分是不容易实现的。”
瓦塞尔在谈话中也说了很多。对该行业已经在做的个别事情进行改进只会带来渐进式的改善。这还不够。
只看成本也是不够的。奥弗利指出，这种推动力来自于降低风险和提高质量的需要。“更少的定制可以大规模生产标准化的硬件甚至软件，”他说。“这意味着最终解决方案的性能更可预测。”
标准化还消除了设计、建造和测试所需的工程工作，从而降低了项目成本和进度。“标准化降低了项目的风险，并允许每个利益相关者在成本估算中减少风险缓解的突发事件，”Royston说。“标准化不仅降低了工厂(资本支出)成本，还降低了总拥有成本(运营成本)。标准化减少了现场工程师和操作人员熟悉项目特定要求和解决方案所需的工作量。”
整个计划可能会对自动化供应商的商业模式造成相当大的破坏。但巴图西亚克认为，尽管面临挑战，但供应商可以从降低系统成本、通过专注于差异化优势提高利润率以及促进竞争的市场机会扩张中受益。
ABB PACT技术客户经理Jörg Schubert表示:“接受一种标准意味着用户和供应商双方都在改变，但论坛的方法与ABB 800xA DCS的产品战略是一致的。“ABB在不同的技术标准化方面非常积极，目标是保证ABB产品与不同供应商产品的互操作性，以提供完全集成的解决方案，以最佳的成本满足客户的需求。”
随着石油生产商不断寻求降低成本的方法，自动化供应商自己也必须找到更多降低成本的方法。随着油价下跌，降低自动化价格的压力也在增加。随着石油价格的回升，自动化的价格并没有随之上涨。相反，他们只需要为下一次崩溃做好准备。
莱登说:“如果他们想以较低的石油成本进行项目，理由就会越来越难。”“他们真正想要的是供应商的生产力。所以他们迫使供应商做一些更经济有效的事情。我们必须不断地寻找更经济有效的方法。”
埃克森美孚的Don Bartusiak、Steve Bitar等人今年再次参加ARC行业论坛，为埃克森美孚的开放过程自动化计划争取更多支持。在很大程度上，这意味着召集更多的合作伙伴——终端用户、供应商和系统集成商——参与新推出的系统开放过程自动化论坛． 施耐德电气的Alex Johnson与埃克森美孚的Bitar共同担任技术工作组的主席，他将开放过程自动化论坛称为“过程世界中最重要的事情”。大多数主要的DCS供应商(除了罗克韦尔自动化)都是论坛的一部分，还有终端用户，如埃克森美孚、沙特阿美服务、巴斯夫、陶氏化学、壳牌、默克、普莱克斯和科赫工业。 Johnson指出，目前还没有代表工程、采购和建筑供应商(epc)，但他们正在努力解决这一问题。这些问题对供应商和最终用户都有深远的影响，因此epc也有必要参与其中。他说:“这肯定会对中间的人产生影响。” Bitar是埃克森美孚研究与工程的研发项目经理，也是埃克森美孚开放架构计划的项目负责人，他指出了未来机载能力环境(FACE)联盟(这一最新努力的模式)是如何在短短四年时间里从零成员发展到90名成员的。他在去年的ARC论坛上说:“我们将不得不做一些类似的事情。”“这样的速度是非凡的，它为我们树立了标杆。” 截至1月底，开放过程自动化论坛中有20个成员组织。 比塔尔说:“我们必须能够证明，我们可以用新架构做一些旧架构非常具有挑战性的事情。”“我认为，作为一个社区，作为一个行业，我们必须共同努力。” 论坛的目标是开发一个开放的标准框架和参考体系结构，使连续或批处理行业中的任何制造商受益。此外，论坛还将创建有利于整个生态系统的商业模式。 |
