自动化和安全项目结合带来的经济效益

几乎每个中型到大型制造商都有专门的工程和环境、健康和安全(EH&S)部门。由于这些部门的宗旨、目标和目标传统上很少重叠，所以发现这些部门工作时不知道对方在做什么并不罕见。工程师们不断与运营部门合作，寻找提高生产力和效率的新方法。安全专业人员正在评估、降低和管理风险，同时满足监管要求。因此，这两个部门在一年中很少有交集也就不足为奇了。随着越来越先进的技术不断冲击市场，特别是旨在提供更安全、更高效工作环境的技术，这些部门之间跨职能合作的重要性对生存至关重要。

许多公司没有意识到通过合作可以节省多少钱——即使是在看似不同的项目上。e&s和工程之间的合作对财务影响最大的领域之一可能是涉及机械和设备的日常项目。涉及机械和工艺的项目可能会消耗公司的大部分资本预算。不合作可能会在不必要的时候给公司带来损失。

直到最近，降低风险的主要方法是在设备上增加物理防护，以防止员工进入危险环境。多年来，该行业在开发降低风险的措施方面取得了缓慢的进展，通过用智能防护设备取代物理防护，可以更容易地访问设备。这些设备通常连接到一个单一用途、安全等级的逻辑设备，该逻辑设备独立于机器的控制系统，以创建专用的安全系统。在安装这些安全设备和系统时，这确实是唯一具有成本效益的选择。然而，随着安全措施被整合到标准自动化设备中，e&s和工程部门在企业战略和未来资本项目上的合作有了财务激励。

合作案例研究

为了确定合作的真正节省，通过审查一家大型食品和饮料公司的两个不同项目提案，进行了一个案例研究。项目提案请求发生的时间间隔不超过6个月，而且恰好是在同一对使用了15年的去码垛机上。该项目的目的是升级两种卸垛机的保护和安全系统。该项目的驱动因素是最近发生的一起严重伤害事件，以及对当前保障措施不足的认识。由于本项目的范围只是升级机器的安全相关方面，因此需要一个二级控制面板来添加额外的安全控制组件(见图1)。第二个项目的范围是用新的可编程逻辑控制器(PLC)和现代人机界面(HMI)升级原始(现已过时)控制系统和操作站。

表1列出原先提议的每个项目的费用细目。

成本分析1:项目组合

第一个成本分析工作是探讨将这两个独立项目合并为一个项目的潜在节省。在制定反映预期节省的新建议时，假定每个项目的范围和工程解决方案将保持完全相同。通过保持解决方案相同，很容易确定与保持这些项目分开相关的附加成本。表2显示，将这些项目大致同时进行将节省45,000美元。

在提出表2中合并项目的计算时确定了许多因素，但一些值得注意的发现是:

项目管理节省(30%)通过减少动员时间(项目理解、启动会议、信息收集等)和管理时间(日程安排、财务监控等)来实现。

系统集成节省(40%)通过减少重复的软件编程工作来实现，主要包括消除与原始PLC通信的安全项目上不必要的代码修改。

电气设计节省(35%)通过减少原理图修改和开发时间来实现。安全项目需要修改12/15张现有图纸，增加14张新图纸。PLC项目需要修改15/15张图纸，只增加4张新图纸，而不是14张。

调试和启动节省(25%)通过减少重复的现场验收测试、I/O检查、系统调试和差旅/费用时间来实现。

成本分析2:重新设计项目

当任何与工程相关的项目合并为一个项目时，可以通过替代解决方案节省额外的成本。工程师们不再局限于专注于服务于“单一目的”的独立解决方案。相反，他们能够重新设计解决方案，使之精简和简化。例如，如果更换机器的PLC作为升级的一部分，则不需要添加二次控制面板来支持专用的安全控制系统。为什么不使用安全PLC来简化工程和设计工作呢?在第一个成本分析工作的基础上，开发了一个额外的建议，以反映“重新设计”的解决方案(参见图2)，以适应简化的解决方案。

从项目角度来看，使用集成安全解决方案的最大优势是现场安装所花费的时间。新的解决方案避免了在单独的面板上安装专用安全控制器，从而提供了更简单、更清洁的安装。尽管安全PLC本身比标准PLC和单独的安全控制器更贵，但整个解决方案的实现成本更低。总体硬件成本、电气设计成本、系统集成和布线成本以及现场人工成本都有所降低。

运营效益

使用集成安全解决方案可以为日常和长期运营带来无数好处，例如减少停机时间和减少暴露于危险中的风险。所有硬件制造商都很好地宣传了这些好处。作为集成安全解决方案的一部分，通常没有解决与对系统进行修改相关的成本问题——要么是对现有项目需求的更改命令，要么是对未来的更改。在像前面提到的一个小项目中，这些变化可能不那么明显。

然而，当一家公司正在处理一个更大规模的安全或控制项目时，这些成本就会增加。表3显示了当使用集成安全解决方案时，与变更订单请求相关的大型项目的预期成本节约。本次评估的项目包括84台包装机，整个项目共进行了51次更改(从简单的编程调整到深入的功能更改)。虽然这个变更订单的数量听起来可能很高，但它与典型的大型多工厂项目相当。有了集成的安全解决方案，现在大多数要求的更改都可以通过编程来完成，而不是对硬件进行物理更改。平均而言，这为每个更改订单减少了约3,500美元的成本(在84台机器上平均)。

经济利益

在任何一年，Grantek都会进行大约300到500个控制系统升级和大约50到75个安全升级。在这些项目中，只有大约5%的项目同时处理这两种升级。这表明大多数公司没有考虑考虑这两个项目的成本效益。然而，在某些情况下，将这些项目组合起来并没有什么好处。例如，安全升级本质上是机械的，几乎不需要安全控制。

另一方面，当将技术结合起来作为解决方案的一部分时，节省的成本可以进一步增加。例如，伺服和变频驱动器(vfd)现在具有内置的安全功能，在这种情况下，在解决与控制相关或与安全相关的项目时，可能值得考虑评估运动组件的升级。

随着时间的推移，自动化和安全之间的界限变得越来越模糊，特别是在最近几年。不要为了省钱而继续将这两种技术和规程分开，从而陷入错过机会的陷阱。

杰夫冬天他是格兰泰克系统集成公司的安全实践主管，由埃里克·r·艾斯勒主编，石油与天然气工程，eeissler@cfemedia.com。

关键概念

• 从长远来看，升级控制系统可以为公司节省更多的资金。
• 运营部门应该与工程部门进行更好的合作，并采取长期、节约成本的措施。

考虑一下这个

缺乏合作是否会给公司造成不必要的经济损失?

-请参阅下面有关升级控制系统的相关报道。

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