标准整合全球

国际标准提高效率

按时完成数千箱Cheerios和其他食品的订单取决于稳定的生产数据流。简化信息流是吉姆•韦策尔(Jim Wetzel)的工作,这意味着他在总部位于明尼阿波利斯的通用磨坊公司(General Mills Inc.)担任高级首席工程师的工作并不轻松。

问题在于工业控制网络和企业范围的业务系统传统上来自不同的供应商,并且没有集成。公司要么必须花大价钱购买这些设备,并随后进行升级,以便彼此通信,要么就必须在黑暗中工作。由于通用磨坊和大多数其他制造商无法接受不确定性,这家食品巨头只是众多支持新兴全球软件标准的公司之一,这些标准承诺加强其计算机网络的整合。

翻天覆地的变化

在会议的海洋中挣扎了多年之后,全球标准终于浮出水面,朝着广泛实施的方向航行。英维思系统公司(Invensys Systems Inc.)位于加利福尼亚州Lake Forrest的业务部门Wonderware负责产品管理的副总裁蒂姆•索威尔(Tim Sowell)表示,在过去的六到八年里,这些问题确实出现了失控。Wonderware为通用磨坊提供制造管理软件。他说:“我们可以落后于标准,不仅在委员会中,而且在围绕标准开发产品时也是如此。”过去的问题是,这些标准没有在足够多的地方获得认可,因此无法鼓励软件供应商基于这些标准开发产品。

然而,情况已经发生了变化,部分原因是用户将标准视为应对全球化及其后果的一种方式。公司的设施不仅必须与世界各地地区标准差异很大的姐妹工厂和供应商无缝合作,而且其工程师还必须学会在不相应增加员工的情况下维护更多的系统。他们需要一种方法来利用他们的才能在更大的地理区域内进行更多的项目。

标准还为制造商提供了在全球经济中具有竞争力所必需的敏捷性。由于产品生命周期在过去几十年里急剧缩短,生产工程师发现他们的项目不再在5到8年内保持相对稳定。相反,他们设计的流程必须包含足够的灵活性,以适应变化和新产品在其整个生命周期中相当有规律地出现。这些流程不仅需要使生产敏捷的灵活性,而且还需要与企业范围的业务管理系统的接口,以便与当今市场的动态保持同步。

尽管这种潜在的需求最终促成了全球标准的成功,但最近推动它们快速采用的催化剂是主要的软件开发人员。例如,OPC,一个开放的互操作性通信标准,很快就成为在不同平台之间实时交换信息的事实上的标准。美国采纳并推广了它。同样地,ISA S95 XML(可扩展标记语言)标准自从位于德国沃尔多夫的SAP A.G.开始使用它以来,一直在聚集着一种势头,尽管位于北卡罗来纳州三角研究公园的仪器、系统和自动化协会(ISA)的标准委员会仍在开发它。

渴望S95

通用磨坊对S95标准非常感兴趣,因为它规定了工厂车间和企业范围的商业软件之间的标准接口。通用磨坊在该委员会的代表Wetzel说:“这个标准是在定义和将信息从实时领域映射到商业系统方面的练习。”“当所有不同的层面都能开始使用同一种语言时,将它们整合在一起就会变得更快、更高效。”他估计,当ISA完成互操作性标准时,通用磨坊和其他制造商将能够削减他们目前花在定制集成上的时间的70%。

Wetzel预计,通用磨坊将从S95标准中获得的利润远远超过从ISA S88批次标准中获得的利润。与许多其他大型制造商一样,华为早在上世纪90年代就已经采取了标准化横向集成的措施,当时人们还只是在谈论全球标准,并试图弄清楚它们是否可行。它还投资于内部开发的控制策略,只要有意义,就遵循S88的精神。

韦泽尔解释说,该公司战略的一个关键部分是限制设备供应商的数量,“这样我们就不会在我们的工厂、网络和总部安装所有设备。”“我们只有一个系统架构,我们不会偏离它。这让我们的日子好过了很多,而不是那些什么都有,却不知道如何把它们粘合在一起的公司。”这些公司会发现S88比通用磨坊有更多的用途。

尽管如此,这两项标准都将削减成本,提高灵活性和客户服务,因为这家食品巨头在吸收其收购公司的系统的同时,将继续更紧密地整合其信息系统。定制解决方案消耗的资源本可以更好地用于生产和供应食物。“我们是一家食品公司,不是软件公司,”韦泽尔指出。

虽然这些标准将扩大其硬件和软件的选择,但该公司可能会继续其坚持尽可能少的供应商的政策。“即使你可以把任何人的产品组装在一起,也有足够的差异,你必须了解所有这些不同的产品。”

吉姆说。“因此,我们拥有的产品越少,就越容易成为这方面的专家。”

虽然像通用磨坊这样的公司从S88批量控制标准中只得到有限的好处,但其他公司在标准的第一个十年里却从中受益匪浅。想想一家大型全球啤酒酿造商最近在Wonderware帮助其工程师在其一家工厂实施S88后获得的好处吧。该标准赋予了啤酒工厂增加新产品和移动现有配方的灵活性,而无需重新编程其可编程逻辑控制器(plc)。一旦工程师定义并证明了流程,他们就可以毫不费力地将其部署到任何地方。

“他们为模块和设备定义了一套标准,并将其与S88设备模型相匹配,”Wonderware的Sowell解释说。“然后,他们采用了我们的一些技术,并定义了与之匹配的姊妹功能。他们能够以这样一种方式构建PLC和代码,即允许他们添加新配方并管理流程,而无需访问PLC代码。”

酝酿储蓄

红利立即开始累积。当酿酒商在这个设施中添加新的啤酒时,它只需要配置和调整第一批。第二批开始生产。Sowell说:“在过去的几年里,创业意味着要改变他们的控制系统,造成延误和大量浪费。在前五个项目中,该公司通过重复使用预定义的控制模块节省了10%到15%的启动成本,通过遵循预定的工艺规范节省了20%到30%的启动成本。总的来说,该标准为公司节省了60%到70%的开发和实施费用。

通用磨坊的Wetzel警告说,尽管全球标准具有优势,但它们并不是系统集成的万灵药。他说:“由于你的业务的特殊性,你很有可能无法百分之百地应用标准。”大多数应用程序将需要一些调整或桥梁建设,使其适合。例如,通用磨坊并没有实施整个S88批次标准,即使它欣赏它所提倡的通用术语和方法的价值。“我们使用了满足我们业务需求的部分,而不是那些与我们业务冲突的部分。”

这个视图对于用户来说是健康的。毕竟,“标准本身并不一定会使公司更具竞争力或更有利可图,”位于德克萨斯州奥斯汀的艾默生过程管理公司HART和现场总线技术总监Marty Zielinski说。他认为,考虑到今天的全球市场,标准是提高资源利用效率的必要但不充分的工具。它们消除了没有增加价值的多余活动。因此,制造商和供应商可以将这些资金用于创新,而不是将开发资金用于设计符合每个地区市场标准的几种变体。

经典的例子是20世纪90年代初的现场总线之战。在相互竞争的标准组织屈服于用户压力并合并到现场总线基金会之前,“用户经常面临这样一种可能性,即他们最喜欢的现场设备供应商提供的解决方案与他们最喜欢的主机系统不兼容,”Zielinski说。自合并以来,用户已经能够从更广泛的选项中进行选择。此外,供应商可以更自由地创新和增加他们的产品。例如,在艾默生的案例中,更广泛的用户基础证明了为其现场设备开发各种警报和诊断的合理性。

协调

这一教训并没有被工业遗忘。国家和国际标准组织正在合作巩固大量的标准,使它们更加统一,更容易为全球企业实施。例如,在过程自动化工业中,ISA和总部位于日内瓦的国际电工委员会(IEC)正试图使他们的标准相互协调。根据Zielinski的说法,IEC正在使用S95来集成企业范围的控制,作为其62264标准的基础,ISA正在将IEC的区域概念纳入其ISA 12系列电气安全标准。

“这是一个持续的过程,”他谈到悬而未决的谈判时说。“我们的目标是建立一个独立于原产地的国际标准。”一旦完成,标准应该更有效,更容易在全球市场上实施,因此,找到更大的用途。反过来,通用磨坊的逻辑学家将得到更多的支持,以确保麦圈的订单按时到达。

请参阅本文的侧栏:合并ISA和IEC标准

请参阅本文的侧边栏:PLC程序中不再有意大利面条

更多掌控