神奇的“實時智能”
http://www.kblhh.cn 2009-09-29 14:51 來源:控制工程
實時控制,這個一度局限于工廠層面的概念,如今已經滲透到了企業管理層面,并期待成為一種為商業流程增添競爭力的手段。雖然實時企業(RTE)無法把響應時間控制在微秒數量級,但是它在加快決策速度方面足夠智能。最關鍵的是,實時企業并非簡單地對市場作出反應,而是通過對市場的反應增加企業的競爭力。
RockwellSoftware的市場開發經理DarrenRiley說:“在企業中,‘實時性’只是一個相對的概念,但它至少說明了相關人員應該如何去控制生產流程。而且,隨著生產流程的提速,‘實時性’與生產流程之間的關系日益密切了。”
BobParker是IDCManufacturingInsight的副總裁,他更傾向于使用“準時”而非“實時”這個字眼。他說:“有了準確的時間作保障,相關人員就可以得到他們所要的信息,從而作出最有效率的決策。他們能夠對整個企業實行優化,精簡運營,而不是簡單地管理它們。”
Parker描述說:“目前采用這種方案的企業還相當鮮見,可能連1%都不到。”工業觀察員對那些處于RTE進化趨勢曲線最底層企業的數量作了統計。隨著進化曲線斜率的增大,企業數量急劇減少 ,這反映 出這些企業確實需要通過采用一種切實可行的平臺架構,使自己的運營能夠緊跟市場。雖然據工業界專家介紹,并不存在一種標準的RTE進化模型,但是任何人都可以依據組件、功能和性能,定義出RTE向最先進水平發展的軌跡。
敏感的能源市場
MarkOsborn說,當PGE為利用大型客戶的發電能力而著手建立一個虛擬的高峰發電廠時,他們需要獲得各種與開關裝置、斷電器以及PLC相關的信息。
PortlandGeneralElectric(PGE)是一家位于俄勒岡州波特蘭市的電力企業,他們顯然已經上升到了一定的高度——他們既開創了在分布式控制系統中利用電能的先河,又在具體做法上為我們上了一課。雖說他們只是一家電力企業,但其取得的成績能夠被推廣給其他行業的生產廠商。
PGE是俄勒岡州最大的電力企業,服務對象超過750000人。他們的最高宗旨是提供可靠的能源。過去幾年,由于用電高峰時期從西部電網獲得額外電能的價格激增——每度到達了正常價格的1200%,因此PGE采取了一種極富創意的方案,使自己具備了可變備用發電(DSG)的能力。
分布資源經理MarkOsborn說:“PGE希望尋找到廉價電力資源,因此我們沒有必要建造新的大型電廠。”與其將資金花費在工廠以及新傳輸線的建設上,還不如建立“虛擬”高峰發電廠。他們希望借助一些大客戶的發電能力,將各公司用于緊急任務的應急備用發電系統整合利用。
時至今日,PGE的GenOnSys虛擬高峰發電系統已經擁有了25處分散站點。
PGE與一家當地的系統集成商FactoryIQ合作,選用了Wonderware的SystemPlatform以及Intouch的人機界面軟件作為基礎。
這兩者都在2007年作了重大升級,能夠完全滿足PGE用擴展網絡連接遠程客戶站點的需要,有些站點之間有50英里的距離,必須通過高速以太網連接。Wonderware新的面向服務的架構體系(SOA)以及結合了ISA95以及IEC61850新型工業整合標準的對象技術使得PGE能夠迅速建立起一套高速的分布式控制平臺,用于即將新建以及需要改建的站點。
Osborn說:“我們需要一種可塑性極強的系統,能夠對現有設備進行混合管理。”這些設備包括開關裝置、斷電器以及PLC。目前,PGE的GenOnSys虛擬高峰發電系統已經涵蓋了25個分布式站點。他還說:“Wonderware對象技術的亮點在于,它允許我們通過復制粘貼的方式迅速對新站點實施控制。原本需要三至四周才能完成的工作,如今只需要一天甚至更短的時間即可搞定。”
這就為企業打開了一扇大門,消除了電力傳輸的門檻,使具有1兆瓦以上發電能力的站點能夠把電能傳送到那些只有250千瓦發電能力的站點。Osborn說:“這為我們開拓了一個全新的市場。”任何具有1兆瓦以上發電能力的站點都必須裝備一個控制終端。采用RTE平臺技術后,PGE已經將客戶成本從100,000至200,000美元縮減到20,000至30,000美元。高峰發電的成本一般在每千瓦500至700美元之間,但是PGE把他們的成本控制在每千瓦100至200美元之間。
只需要點擊一下鼠標,PGE的相關人員就能夠啟動整套GenOnSys系統。系統的響應時間固定為0.5秒——這已經是工業上能夠達到的最佳響應時間了。而這樣做所產生的高峰發電費用比采用其他發電方式降低了至少25%,有時甚至可以達到50%。
衡量RTE的進化程度
制造業企業解決方案協會(MESA)已經將RTE作為了創新點之一,并且成立了一個專門的學習小組致力于編寫出一套基于這一主題的詳細指導手冊。顯然,MESA把制造執行軟件(MES)看作了任何RTE平臺的核心組件。JulieFraser是MESA的創始人兼Cambashi的工業分析師,他說:“在我看來,MES和制造經營管理軟件(MOM)的用途基本相同,但是后者已經成為一種競爭力很強的平臺架構了。”
MES/MOM已經成為了RTE平臺架構的標準組件,位于自動控制層和企業系統層之間。其它重要的或常用的組件還包括歷史數據記錄器以及多種形式的企業生產智能化(EMI)工具,前者主要用來存儲并收集不同時間的控制數據,后者位于MES/MOM以及歷史數據記錄器的上層,提供分析以及最終顯示的功能。EMI一般能夠為企業中的每個人員作出“實時”性的商業決策提供有針對性的背景信息,更理想的狀態是,包含整個供應鏈的信息。
Fraser說:“關鍵問題是對整個工廠的背景信息提供徹底的可見性。我們需要采用一種真正量身定做的平臺——不管是通過創新,通過新產品推出更快實現盈利控制工程網版權所有,還是通過其他的戰略計劃。”
公司究竟需要在多大程度上采用這樣一種平臺仍然是因人而異的。在描述RTE的進化歷程時,RockwellSoftware把這一歷程分為了三個階段:少量采用、部分采用和全面覆蓋。
IDCManufacturingInsights把RTE的進化模式劃分為五個技術和用戶之間互動發展的階段(如實時企業進化模型所示)。最初階段,機器都是獨立運行的 ,依靠操作人員對它們進行優化。Parker說,當實時工廠的“概念”出現后,工廠中出現了諸如OEE之類統一的評價標準,在實行“標準化”之后,正式的培訓以及標準記分卡開始被采用。在“優化”過程中,整個企業都會采用統一的評價標準。
實時企業的表現
標準的RTE進化模型并不存在,但是IDCManufacturingInsights定義了實時運營向最先進水平發展的方向。
Fraser發現,在反映系統特性以及用戶的行為特點方面,三階段式的抽象模型非常實用。她說:“最初階段,系統結構存在明顯的缺陷:應用程序匱乏、系統獨立存在、各個數據站點之間缺乏聯系。造成這一局面的原因是數據之間缺乏聯系、部門之間時常出現沖突以及作決策過于拖沓。這還只是部門之間各自為政作決策的一個縮影。”
Fraser說,進入下一階段的標志就是一些諸如MES/MOM之類的平臺組件以及單個工廠范圍內數據連接的出現。但在這一階段,數據依然無法被分析以及通過圖形化的方式顯示出來。盡管如此,這已經開創了部門之間合作的先河。
她說:“到了第三階段,你終于可以通過分析將所有數據結合起來并從更深層次挖掘數據中的細節。只有到了這一階段,真正意義上的工作流程以及商業流程管理能力才浮出水面。一些企業開始嘗試采用RTE,這樣做既能夠打破工廠與供應商、客戶之間的重重阻隔,又有機會站在整個企業的高度對性能作出測評。到了此階段,你已經可以看到令人驚嘆的投資回報率。”
移動設備幫你入門
EdYachimiak是一家中西部大型電力企業的高級SCADA分析師。他的公司擁有35個站點,每個站點都各自配備了OSIsoft公司用來采集控制數據的PIHistorian平臺,從而為商業決策提供更多幫助。這一平臺在結構上擴充了Transpara公司的移動設備顯示技術,使得任何人能夠在任何地點看到各自所需的信息。Yachimiak說:“相關人員在任何時候都可以通過他們的黑莓手機(Blackberries)獲取工廠狀態以及發電計劃的相關信息。”
此外,人們還可以通過TransparaKPI的顯示功能及時了解市場上的價格信息,這些信息每五分鐘即更新一次。Yachimiak說:“這一技術極大地擴展了我們的工廠控制系統,并成為了基礎設施的重要組成部分。我們已經離不開這一技術了。”
同樣的,那些用電大戶也開始采用這些基本的智能電網技術組件。OSIsoft副總裁RonKolz提到了一家最終用戶,他們是生產紙漿和紙制品的大型企業,長期以來一直在關注電網上電力價格的波動情況。Kolz說:“他們對電能的市場價格進行了跟蹤,并在電價與紙制品成本價格之間尋找平衡點。他們通常遇到的問題是:到底是生產紙制品還是發電然后賣給電網更有利可圖呢?”他認為,RTE的強大之處在于能夠使一家大型企業客戶認識到他們的決策背后真正包含的經濟影響力。
對MarkOsborn而言,RTE賦予了PGE一種凌駕于競爭對手之上的能力,使PGE擁有了令人羨慕的市場地位。他表示:“我們的系統所能夠完成的任務是前無古人的。”許多其他的電力公司都從PGE和RTE上得到了啟發,這很有可能引發更激勵的競爭格局。