流程工业的电子制造

本文是电子制造与协作制造系列文章的第三篇。“E-manufacturing”出现在2月刊上，“Control, MES Partner for C-manufacturing Solutions”出现在5月刊上。

哈佛商学院(Harvard Business School)著名院士波特(Michael Porter)教授明确阐述了竞争优势的概念，他说:“没有一家公司能够在没有独特竞争优势的情况下获得高于平均水平的利润，这种竞争优势可以为客户创造价值，或降低提供这种价值的成本，而且竞争对手难以模仿。”

毫无疑问，向电子商务的转变将带来前所未有的效率提升。然而，将生产力转化为利润并不容易。在没有真正的竞争优势的情况下，这是不可能的。

想想另一个“e”——电。高盛大约一年前对电力的历史经济学进行的一项研究显示，电气设备制造商(即通用电气和西屋电气)享受了最大、最持久的利润增长，部分原因是他们锁定了关键专利，这是一种特别强劲的竞争优势。研究显示，电力生产商一开始表现不错，但随着竞争对手成倍增加，利润率逐渐下降。该研究还证实，工业公司(制造商)显著提高了效率，但由于缺乏用户愿意为之付费的独特竞争优势(附加值)，这些制造商被迫将节省的成本转嫁给消费者，以至于利润增长低于国内产品增长。

互联网无疑为降低各种类型的交易成本提供了机会，无论是在公司内部还是外部，这是非常棒的。但每家公司的成本都在降低，就像电力对制造业的影响一样，节省下来的大部分成本都以更低的价格流向了客户。

当亨利·福特大量生产汽车时，他拥有发电厂、玻璃厂、钢铁厂、橡胶种植园、红木林和横跨五大湖的驳船。他拥有这一切并不是因为他想拥有，而是因为合伙经营的交易成本比他自己经营要高。

今天，电子商务降低了合作的交易成本，但同时也降低了进入壁垒，并在竞争对手之间创造了公平的竞争环境。

在流程工业中，B2B(企业对企业)交换，如Sequencia的(Phoenix。亚利桑那州)。ProcessPoint、世界化学交易所、能源交易所、PetroVantage、GECustomElastomers和石油和天然气交易所已经出现，所有这些都是为了让所有参与的企业更容易合作，节省时间，降低成本。这并不是一件坏事，只要一家公司的管理层没有陷入一种认为低成本自动等同于更高利润的思维模式。如果一个公司没有能力创造真正独特和完全引人注目的产品、服务和商业模式，电子商务和电子制造的转变可能会促使公司战略趋同而不是不同。

在过去的10年里，我们见证了半导体制造商如何划分他们的设计和制造活动，以至于公司专注于自信而有效地外包半导体制造活动。其结果是由销量构成的利润率下降。

在加工工业中，消费品、食品、饮料和商品化学品也以类似的方式生产。然而，生产工程产品的公司，如塑料、钢铁、精细化学品和制药，不太倾向于采用半导体制造模式，主要是因为:

• 执行级管理层还没有将他们的企业转换为电子商务架构;

• 业务基础设施还不够健全，无法进行在线协作;

• 对伴侣的信任没有达到应有的程度;而且

• 产品翻译语言的定义比需要的要少。

那么，企业何时成为电子商务?在过去，你可以从公司的网站上买东西。今天，它是指一家公司接受并履行订单，提供服务，采购价值数百万美元的商品和服务，与供应商联系，并支持不同地点和世界不同地区的客户和员工学习、协作、创新和工作——所有这些都是实时的和在互联网上进行的。

E-manufacturing基础知识

如果这定义了电子商务，那么电子制造必须构成电子商务的基础;那么，是什么将制造业转变为电子制造业呢?

AMR Research (Boston, Mass.)将电子制造定义为采用电子商务流程(如按订单建造或以可靠性为中心的维护)的技术路线图，并为实现支持客户、供应商和员工之间透明信息流的工厂系统生成指导方针。

因此，电子制造并不意味着把它推倒重来，它需要你拥有的东西，让它与其他业务系统共享信息。这听起来很简单，那么为什么流程工业不采取更多措施呢?

首先，许多流程工业操作中的操作哲学更倾向于只回答被问到的问题——不多也不少。对于这些运营部门的人来说，允许数据和信息在业务领域之间流动被视为“要求不了解运营情况的人进行微观管理”。

好吧，也许这是真的，但管理层有一种管理方式，无论是否有必要的数据和信息，所以确保他们管理尽可能多的信息，以使公司盈利增长是有意义的。

OPC和XML提供了将不同的制造应用程序粘合在一起的“胶水”
实现电子制造目标。

假设一家企业及其制造业务想要实现电子化，那么需要克服的一些转型障碍如下。

• 信任可能是半导体行业在达到分离设计和制造的能力之前培育和发展的最重要的成功因素。在产品品牌所有者愿意与合同生产商合作之前，各方必须完全适应这种关系。在商业关系中，信任的重要性在2001年3月的一项研究中得到了证实信息周(纽约曼哈塞特，CMP Media)信息周收集数据并对最具创新力的500家企业用户进行排名。排名前100的公司与排名后400的公司之间最明显的区别是合作伙伴、供应商和客户之间信息共享的意愿和广度。根据这篇文章，信息周对数据进行了25到30次切割，试图了解前100名如何以及为什么更具有创新性，每一次分析都显示，最大的差距出现在开放、信任、外部关注的目标和以客户为中心的领域。

• 适合当它的意思是拟合制造成电子商务体系结构。(见CE， 01年1月，第26页)。每一个电子商务战略的成功都依赖于它所建立的基础;在这种情况下，基础是生产过程——生产产品的企业的一部分。电子商务战略从上到下映射已定义的业务驱动因素。制造不能是战略的附属物，它必须是一个计划好的、集成的元素，允许关闭业务计划和调度的循环。当然，循环需要定期调优以适应不断变化的流程(业务)动态，但是谁比流程控制工程师更了解动态循环的调优呢?另一种选择是允许制造系统在开环模式下作为孤岛或单元运行，我们都了解开环控制引入的风险和可变性。

• 语言是半导体行业克服的另一个重要的成功因素，过程工业正在努力。语言，不是英语、西班牙语或德语的形式，而是对如何生产产品的明确表达。例如，计算机数控(CNC)机床可以通过编程来根据CAD(计算机辅助设计)图纸生产零件。过程工业还没有完全实现，但ANSI/ISA S88和IEC 61512-01批处理标准为定义生产产品的内容和方式提供了统一的语言，包括一般配方的定义。(见在线额外有关一般食谱的额外阅读。)Sequencia的ProcessPoint正是利用这种定义产品一般配方的标准化方法，实现了所有者与生产商之间的协作。这种合作可以确定在哪里最好地生产产品，如何评估其他生产设施是否可行，以及制造业务与其他公司的生产业务的互补性或互换性如何。一些反对使用类似s88的标准的人认为实现过于复杂或过度。诚然，S88可能很复杂，但与将20个左右的定制PLC批量解决方案无缝集成到单个ERP系统的复杂性相比，S88并不复杂。标准可以极大地降低实现、支持和后续修改或升级的复杂性。

• 定义和字典在半导体工业已经发展到支持电子信息交换。例如，设计、工程变更、客户订单、生产部件和制造周期状态是半导体行业中容易在设计师、生产商和客户之间流动的信息的示例。这种信息流主要来自已建立的信任、标准化的信息交换方法，以及最终成为制造执行系统(MES)解决方案的基础。直到最近，流程工业信息往往被封闭在专有系统中，只有在用户学会了SQL(结构化查询语言)将数据提取和操作为有用的信息之后，这些专有系统才不情愿地共享数据。OPC(过程控制的OLE)是最近由供应商联盟开发的标准化客户机/服务器技术，用于解决来自不同供应商的控制和自动化设备之间共享信息的问题。大多数控制和自动化系统供应商提供兼容opc的产品，基本上消除了对定制驱动程序的需求，允许使用指向和点击工具连接不同的供应商控制和自动化系统设备。但OPC并没有给出全部答案。在不同的系统之间和跨企业域以电子方式共享信息的需求并不是流程工业所独有的。几年来，IT专业人士一直声称，一旦万维网联盟完成了XML(可扩展标记语言)的开发，答案就会到来。XML的最终版本最近发布了，你猜怎么着? Information isn’t magically and seamlessly flowing across domains. XML defines the structure of the language (i.e., we read left to right, top to bottom), but the dictionary of words and universal acceptance of what a word means still must be developed. Enter schemas, an information-exchange dictionary developed for and accepted by a particular industry, business, or domain desiring to seamlessly exchange data. In the process industry, the ISA S95 committee, a spin-off effort of the ISA S88 committee efforts, has made significant strides in developing models and establishing terminology that aid the sharing of plant/shop floor data across domain boundaries. Upon first blush, S95 looks like a standardized MES (manufacturing execution system) application, but S95 part 3 defines the activities required in manufacturing to provide the capacity, capability, and execution visibility required by an e-manufacturing strategy. This expanded view includes elements not included in the original MES model, such as process and production analysis, product analysis (quality assurance), maintenance management, and process. Adding these extensions provides the mapping and time domain transformation needed to convert real-time device information into transactional business information.

• 知识就是力量是一种经常与电子商务和电子制造相关的声明。但是知识是不权力;根据知识采取行动的权威和能力就是力量尽管有相反的说法，但许多公司在文化上并没有准备好、愿意或能够授权员工采取行动。事实上，有证据表明，公司严重过度投资于向组织各级人员传递信息的技术，而在授权和授权方面投资严重不足。为什么?因为随着组织中信息的增加，高级管理人员发现越来越容易看到正在发生的事情，这可能导致决策的重新集中，而不是分散。一旦管理者和员工理解并接受决策发生的地方，他们就必须采取必要的措施来确保这些人所使用的信息是准确、及时和完整的。这就是c-(协作)和e-(电子)制造融合的地方。

• 创新是创造财富的关键，但长期以来，我们几乎只专注于提高运营效率，而不是创造有竞争力的差异化——从而创造竞争优势和高于平均水平的利润。只要企业领导者只遵循效率改进的路径，他们就会继续成为电子商务供应商的受害者，这些供应商声称信息技术(IT)是竞争优势的来源，鼓励客户外包，阐述购买而不是制造的优点，鼓励采用最佳实践而不是创造更好的实践。任何有重大资本支出权力的人都需要理解廉价和不同之间的区别。分享和使用最佳实践是值得的，但创新和打破常规的思维才能产生更好的实践，并创造高于平均利润的竞争优势。许多公司成功地让每个人都对质量负责;现在是我们为创新做同样事情的时候了。

从已经存在的事物开始

用户常常认为，拥抱电子制造战略需要重新开始;几乎毫无例外，事实并非如此。

例如，多年来过程工业一直在使用PIMS(工厂信息管理系统)，如阿斯彭技术公司(剑桥，马萨诸塞州)。Info Plus 21或OSI 's(德克萨斯州休斯顿)π。

EMI(企业制造智能)所提供的就是以用户就绪的格式跨企业域提供PIMS信息。

AMR最近的一份研究报告研究了EMI市场空间，解释了IndX软件(Aliso Viejo，加州)、Lighthammer软件(Exton, Pa.)、Mountain Systems (Green Bay，威斯康星州)、Real World Technologies (Mt. Prospect, Ill.)和Verticore (Salt Lake City, Ut.)等公司如何开发应用程序、服务和产品，从PIMS应用程序中检索制造信息，并通过浏览器和互联网连接随时随地提供这些信息。

寻找传统供应商

近年来，传统的控制和自动化供应商花费了大量的时间和金钱来学习和开发XML、OPC、S95和S88解决方案，以便用户可以指向、单击并将不同的控制系统元素连接到一个解决方案中，从而在域边界内和跨域边界共享信息。

以下仅是传统控制和自动化供应商提供的电子制造相关产品解决方案的一小部分。

• Emerson Process / Intellution (Foxborough, Mass.)的iBatch、iWorkInstruction、ihistory和iDowntime模块旨在有效地解决将数据转换为信息内容的问题，以支持及时的决策和跨域交换。iBatch和iWorkinstruction旨在帮助用户实现美国食品和药物管理局条例21CFR第11部分中定义的电子记录保存和签名。

• 罗克韦尔自动化公司(Milwaukee, wisconsin .) RSBizWare模块系列被设计为接近即用的模块，帮助用户集成工厂车间流程与上层商业企业系统。

• ABB自动化集团(瑞士苏黎世)与SKYVA国际(马萨诸塞州梅德福德)合资，提供特定行业(即纸浆和纸张)扩展协同供应链管理解决方案。SKYVA技术的核心是一个基于java的分布式对象框架，用于生成来自不同环境的信息的智能包装器，这些环境能够填充复杂的协作社区。

• 英维思过程自动化使用部门产品提供集成的电子制造解决方案，例如Baan的iMake、iBuy、iSell和iService ERP模块，Foxboro的I/A S88符合批量产品，以及Wonderware的WonderACT SuiteVoyager数据历史记录。

• 满足流程工业供应链协作需求是ABB、Aspen Technology、Honeywell Hi-Spec/POMs(亚利桑那州凤凰城)和英维思/ Baan(荷兰巴内维尔德)等公司一直致力于提供的服务。

仅仅因为你最喜欢的供应商不在上面的名单上，并不意味着他们没有什么可以提供的。与他们联系，了解他们有哪些工具和功能可以使跨域信息共享更容易。

这个词是否业务而且制造业以“e”或“c”开头比理解这些能力如何帮助获得独特的竞争优势重要得多。这种优势必须为客户创造价值，或者降低提供这种价值的成本，并且竞争对手难以模仿。

即使是我们当中最不方便的人也知道，你不可能从上到下建造任何东西;不是建筑，不是房屋，不是ERP(企业资源规划)解决方案，也不是电子商务解决方案。如果您的公司即将转变为电子商务战略，或者已经转变为电子商务战略，而生产不是体系结构的基础，那么请大声而有力地说出来。保持沉默可能是灾难性的。

在线

要阅读本文的更长版本以及其他相关材料，请访问

Seqencia的丹尼斯•布兰德(Dennis Brandl)的《用企业间配方管理加速产品部署》。

“电子制造，你无论如何都应该做的事情的一个朗朗上口的名字。”

《理解ERP和IT如何使制造业受益》

“OPC集成了工厂车间。”

“控制，c制造解决方案的MES合作伙伴。”

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