拓宽专业知识;更快地应用成熟的技术

Jerry Yen于1976年获得俄亥俄州立大学物理学硕士学位,1980年获得理学硕士学位。他后来获得了密歇根大学安娜堡分校的工商管理硕士学位。1983年加入通用汽车公司之前,他在西屋电气公司工作了三年。加入通用汽车后,Yen设计并实现了图像处理硬件和系统的制造。

通过马克·霍斯克 二四年九月一日

这篇文章包含网上的额外资料。

Jerry Yen于1976年获得俄亥俄州立大学物理学硕士学位,1980年获得理学硕士学位。他后来获得了密歇根大学安娜堡分校的工商管理硕士学位。1983年加入通用汽车公司之前,他在西屋电气公司工作了三年。

加入通用汽车后,Yen设计并实现了用于制造应用的图像处理硬件和系统,与通用汽车的各个部门合作进行技术开发和自动化系统实现,并领导了机器智能技术的开发和实现,包括视觉系统、神经网络、模糊逻辑和传感系统。Yen一直在通用汽车技术中心工作,直到1996年4月,他被调到通用汽车动力总成(GMPT)的先进制造工程部。

Yen是开发开放、模块化架构控制器(OMAC)概念和需求的关键人物之一。在过去的几年里,他一直致力于将OMAC要求纳入GMPT即将到来的主要项目中。Yen还在美国组建了全行业OMAC用户组。最近,他正在领导GMPT的工作,以更好地集成工厂制造控制系统与支持制造运营的信息技术系统。

根据您的经验,您认为过去50年来控制和自动化领域取得的三大进步是什么?你认为哪一个是最重要的,为什么?

我想到的三个例子是:

  • 可编程逻辑控制器的发明;

  • I/O总线技术的发明,使人们能够使用来自不同供应商的设备,减少布线要求,节省资金。

  • 制造业与互联网的融合。如果一家公司选择使用Internet将其制造环境与外部世界连接起来,并且解决了信息安全问题,那么通过Web访问的能力就非常非常有用。该连接允许供应商远程服务机器、监控机器状态和收集机器信息。如果人们仍然有自动化孤岛,他们就没有利用现有的技术。

可能还有许多其他的进步要提,但我认为PLC的发明是最重要的。这是提高制造业自动化“灵活性”和“生产率”的关键因素。plc和后来的基于pc的控制器,使用户能够快速编程逻辑,进行更改,并将程序从一个控制器移动到另一个控制器,而无需重写控制逻辑或重新布线硬件。在接力赛的日子里,我们必须重新布线。可编程控制器现在是功能强大的计算机,它还使我们能够与许多智能设备通信和集成,从而使制造过程更加智能。plc和pc都有各自的技术和业务问题。然而,它们当然可以共存,并在生产车间很好地协同工作。我们利用了这两种技术,并且愿意使用这两种技术为GMPT提供了更多的选择。制造业中可用的通用标准的发展允许来自多个供应商的系统更容易地集成。例子包括IEC 61131-3编程标准、OPC DA标准和IEC 60204。

你认为在未来5-10年内,控制、自动化和仪器仪表领域的下一个重大进展是什么?在未来50年内,水晶球凝视将是什么?

无线技术在自动化和控制领域的广泛应用可能是这一领域的下一个重大进展。由于在流程需要时,机器在工厂中非常频繁地重新安置,因此使用无线基础设施将有助于降低工厂中的网络“基础设施”成本。如果在机器移动的位置没有可用的网络连接,那么在有线基础设施中添加连接将是昂贵的。拥有无线基础设施将简化流程,并降低与搬迁相关的成本。它使得在工厂中添加、离线和移动机器变得更加容易。

信息安全和无线信号的干扰是需要解决的问题,我们正在与IT专家合作,使无线在我们的环境中可用和安全。除了通信信息和数据之外,在I/O和点对点控制应用程序中,使用无线技术进行控制也有很大的潜力。然而,还有一段路要走,无线以太网仍然需要证明其在控制应用中的可用性。

我完全不知道50年后会有什么重大进步。我所知道的是,人们是有创造力的,更多的技术进步将会发生。重要的因素是提高这些技术的“工业化”速度,使其具有健壮性,易于用于工厂应用。制造业人士在应用新技术方面通常更为保守。但是,如果“工业化”的速度加快,采用的速度也会加快。这对于继续提高生产率至关重要。

在某些情况下,新技术过早地部署到工厂环境中。新技术必须是健壮的、可用的,而且不能带来比它本身价值更多的麻烦。部署新技术的一个重要步骤是在制造环境中对技术进行彻底验证。在通用汽车动力总成,我们在内部进行了大量的验证和测试,以确保技术已经为实施做好了准备。这只是一个为部署技术做好准备的问题,了解什么技术是最适用的,对所有技术和业务问题有一个很好的处理,并知道技术如何适应我们的制造环境。

然而,对于某些技术,采用率太慢,我们需要提高接受率。我记得当开放体系结构控件的工作第一次启动时,我花了大量的时间说服其他人它们是可行的制造技术。每个人对新技术都有自己的看法,我相信,当我们准备好实施无线控制时,将会进行建设性的讨论。

在未来十年中,在工厂基础设施、技术和制造业整体业务方面,制造工程师面临的最大挑战是什么?

制造工程师面临的最大挑战包括:

  • 紧跟技术的变化;

  • 转移其他学科(互联网、计算等)的进步,并以稳健和易于使用的方式应用于制造业;

  • 成为一名多学科的工程师;

  • 用有限的资源高效工作。(最有可能的是,工程师将不得不在工作中学习如何做到这一点;这在学校很难教。)

  • 实施用户友好的系统,使非专家能够跟上技术进步的步伐;和

  • 集成跨越很长时间的系统;换句话说,处理遗留系统需要与最新体系结构集成并协同工作的技术问题。

前几点是关于学习新技术和需要掌握许多学科的知识。当我开始担任控制工程师时,我所要担心的只是控制器及其功能。现在制造业的工程师需要了解控制器、计算机、操作系统等等。他们需要了解连接性、网络、如何将控件与网络集成以及无线技术。今天,工程师需要有学习新技术的意愿,以及如何将这些技术集成到他们正在做的事情的核心中。我认为GMPT在让工程师接触新技术方面做得很好,因此他们可以变得更有效率。

我们还一直在与大学合作,帮助教育年轻人在制造业中使用高科技。我们需要建立一个坚实的工程师基础,他们将进入这个制造业领域,接受过正确的培训,有正确的经验来应对挑战。下一代的工程师需要做好充分的准备。另一方面,对于正在设计自动化系统的工程师来说,他们需要隐藏自动化系统的复杂性,并使它们对生产工人更友好、更容易使用。

回顾你的职业生涯,在新技术、业务发展或行业方向方面,有没有给你带来意想不到的惊喜?

失望也许比惊讶更合适。我曾因以下原因感到沮丧:

  • 使任何新技术在制造环境中可用和被接受所需的时间。在某种程度上,这需要大量的销售;和

  • 供应商不一致是否正确执行行业和国际标准。许多供应商声称他们设计的自动化产品符合标准,但有太多的情况下,按照相同标准设计的产品无法正常工作。这非常令人失望。一些供应商以不同的方式解释标准,或者在解释标准时走捷径或自由。在许多情况下,他们在标准的范围内创建了自己独特的专有解决方案。

为了在制造业中发展自己的职业生涯,工程师在未来10年应该关注什么?

工程师应该:

  • 精通多种技术/技术学科;

  • 培养并行管理多个项目和活动的能力;

  • 了解制造业的商业方面;

  • 与来自不同背景和文化的人一起出色地工作;

  • 认为全球;和

  • 学会以具有成本效益的方式实施具有本地环境独特元素的“通用”解决方案。

在这个列表中,掌握多种技术知识和同时处理多项任务的能力可能是关键要素。

在资源有限的情况下,工程师们被期望同时处理许多项目和活动,并被很好地组织起来,这样就不会有任何遗漏。工程师还必须了解制造业的业务方面,因为他们需要知道他们的技术决策将如何影响他们公司的底线。

在升级控制、自动化和仪器之前,一些组织还要检查过程和文化。你能根据你的经验提供一个例子,说明关注流程和文化有助于自动化的实现(和公司)?

GMPT已在亚洲(中国和韩国)和欧洲(匈牙利、波兰)成功实施了许多项目。全球化思维要求工程师了解当地的独特需求是什么。总有必要在全球范围内推动通用系统,但总会出现一些独特的需求。关键是决定一个公共系统的核心应该是什么,以及应该允许多少局部唯一性。正确地平衡这两种需求是成功的关键因素。

50周年在线特辑

在“制造工程师面临的额外挑战”这个话题上,Yen继续说道:

这不仅仅是技术进步的速度。还有一些遗留的制造系统需要与新技术集成。一条生产线的生命周期相当长。由于技术生命周期短,我们将需要处理新技术和过时产品的集成,并有效利用10到15年前部署的系统。时间跨度太大了。

你认为大多数公司都将流程和文化视为主要技术实施的一部分吗?他们应该这样吗?为什么?为什么不呢?

日元:绝对的!不仅当地人需要参与进来,他们还必须接受操作系统的适当培训。如果一家公司不了解世界上某一特定领域的事情是如何完成的,它就不会有效地获得最佳结果。

请举一个你最喜欢的例子,说明你是如何倡导制造业变革的。发生了什么事?你还想做些什么改变吗?怎么做?

Clark Bailo和我从1994年开始倡导的通用汽车动力系统(General Motors Powertrain)开放架构控制概念无疑对制造业产生了影响。

开放的、模块化的体系结构控制概念(OMAC)改变了实现自动化系统的方法。OMAC概念使控制器和自动化系统更加模块化和开放,并允许轻松地多供应商集成和即插即用控制组件,从而降低自动化系统的实现成本。在制造环境中,使用pc作为控制器、hmi、数据收集器、过程服务器等已经变得普遍和容易接受。由此产生的全行业OMAC用户组使最终用户制造和供应商公司之间的合作在解决制造集成问题方面成为现实。

自配置附加系统和模块,而不需要自定义配置,将使系统集成在未来更加容易。

还有什么要补充的吗?

OMAC不断发展和变化。最初,关注点在控制器级别上是开放和模块化的。这仍然是一个重要的因素,但现在OMAC用户组也对如何非常非常快地将系统集成在一起感兴趣。所以OMAC已经从控制器级别的开放和模块化概念扩展到系统级别,然后扩展到MES级别。现在的制造业需要使用控制和IT系统,因为我们不仅要处理数据,还要处理数据和信息。

GMPT正朝着更紧密地将控制和IT系统集成到制造执行系统的方向发展。控制工程和IT之间的界限肯定是模糊的。OMAC的概念可能很快就会变成OMES,即开放制造执行系统。

OMAC从汽车行业起步,现在已经扩展到不同的行业,如包装、航空航天等。OMAC用户组也正在从一个全志愿者组织转变为一个更正式的组织,作为一个法律实体,以便它能更好地满足扩展的需求。

相关信息
通用汽车动力总成负责13个国家的37家制造工厂和11个工程中心的运营和协调工作。每年约有76000人设计、测试和生产约500万台发动机和500万台变速箱。
GMPT车载控制信息

OMAC用户组帮助公司共同建立一个开放架构控制需求和经验的存储库,加速api(应用程序接口)的融合;与欧洲和日本用户团体合作,寻求共同的国际API标准;在控件构建者之间促进开放式体系结构控件开发;并推导出开放体系结构控制技术的通用解决方案。

OPC基金会通过创建和维护开放规范,将获取的过程数据、警报和事件记录、历史数据和批处理数据的通信标准化,以帮助确保自动化中的互操作性。

国际电工委员会IEC负责编制和发布所有电气、电子及相关技术的国际标准。促进了国家标准化,为起草国际标书和合同提供了参考。

Jerry Yen是通用汽车动力总成制造工程组织的通用控制技术集团经理。在OMAC用户组董事会上,他还提到了“开放和模块化”概念从控制器扩展到系统,然后扩展到制造执行系统级别。