全球化流程工程

栏: 客户案例历史:陶氏化学 客户案例历史:美国铝业公司

随着我们进入21世纪，全球化和世界扁平的概念已经被应用到几乎所有与制造业相关的话题中。在过程工业中体现的一种方式是公司在全球范围内部署的程度。任何规模的制造商都很难在不同的大陆上建立工厂，以便更接近原材料、客户或劳动力资源。

Wonderware产品营销总监史蒂文•加布雷希特(Steven Garbrecht)表示:“过去，在前苏联和中国有一些封闭的社会。“现在随着柏林墙的倒塌，事情变得更加开放了。人们花了一段时间才理解“走向全球”意味着什么，但现在一切都联系在一起了。通过创建标准化的控制平台，当人们从一个站点移动到另一个站点时，交叉培训被最小化了。”

公司通过收购、合资或这些方式的各种组合实现有机增长。他们建造新工厂或购买现有设施。虽然促进增长的方法有很多，但有一个事实已经浮出水面:在这些设施中创造统一是有价值的。

当流程工厂变更所有权或接受新的管理时，负责操作的人员经常发现他们必须同时完成许多任务:

• 增加或至少维持当前的生产产量;

• 对现有能力、培训水平、安全绩效进行基准测试;

• 分析生产限制和瓶颈;

• 确定可提高效率的领域;和

• 使内部报告结构与现有的企业级结构保持一致。

当公司内部有既定的标准时，所有这些都更容易或至少更清晰。

从工厂往上…

开始这个过程的一种方法是从仪器和控制级别开始。了解是什么让工厂运转起来是实施改进的第一步。但与此同时，新老板通常不会在没有充分理由的情况下开始做出改变。

罗克韦尔自动化过程部门的商业项目经理Melissa Smrdel说:“我不认为一家公司仅仅为了引入企业标准而更换控制系统。”“在今天的商业世界中，他们投入一个项目必须有另一个原因，无论是为了提高质量，因为系统已经过时，增加吞吐量，启用数据收集，还是其他一些驱动程序来取代仪器或控制。然后，当他们更换系统时，他们会在公司层面上改变标准。”

公司是否总是在一开始就看到标准化的好处?斯默德尔认为，不一定是这样:“有时候，客户并不打算自己建立一致性。有时我们会把他们引向那个方向。无论是我们领导还是他们推动，他们都在寻找一些东西。在工厂层面，他们关注的是可维护性，所以如果他们在代码配置或图形中构建标准模块，并在整个工厂使用相同的标准，那么维护起来就会变得更容易。”

选择一个开始点取决于计划的下一步。例如，如果新业主计划引进经验丰富的操作人员，第一步可能是升级人机界面，使这些操作人员能够使用熟悉的工具。另一方面，如果第一个问题是维护，那么控制层将位于列表的顶部。

一旦标准得到实施，这些领域应该开始看到渐进式的收益。Smrdel喜欢“可重用工程”这个术语，他说，一旦控制系统的某些部分工作一致，它们就值得再次使用。“如果你有一个阀门、泵、总计器或PID模块，你可以反复使用这些模块，因为你知道它们是经过现场验证的。当你消除单个模块的问题时，启动时间通常会快得多。”

星座能源公司在其巴尔的摩地区的蒸汽和燃气轮机工厂广泛部署了艾默生的Ovation控制系统。该公司高级控制系统分析师Bill Collins解释了他所看到的情况:“最大的好处来自支持方面。一个共同的平台使我们不必拥有单一的系统专家，这提供了一个更大的人才力量来依赖。它还提供了一个通用的操作用户界面，因此我们不必学习如何使用不同的操作界面来控制设备。”

或者从上到下

那些从企业层面观察生产的人有不同的关注点。Wonderware制造业业务发展总监伊夫斯·杜福特(Yves DuFort)曾多次目睹工厂收购的后果。他解释说，当新主人接手时，它必须处理设施自带的任何控制系统。

他说:“问题是要使一个共同的报告结构正常化，这样他们就可以在整个过程中保持可见性。”“这种可见性在设备层面非常精细，在规划层面非常汇总。粒度和聚合之间的频谱决定了所有这些集成点。集成点越多，系统的标准化和规范化就越有价值。

“在公司名称从‘A’改为‘B’后的第一天，他们需要知名度。新的管理层将尝试首先在最关键的领域部署自己的制造系统。你首先要看的是给供应商的采购订单。第二，内部生产订单制造。介于两者之间的任何东西都是次要的。”

无论是从上到下，还是从下到上，或者两者兼而有之，最终的好处是设计一个框架，促进使用最佳工作实践和技术进步，而不管它们起源于哪里。公司可以将员工从一个工厂调到另一个工厂，级别不限，目的不限，并且知道他们能够在公司网络的任何地方进行最少的培训或中断。工厂操作员、仪表技术人员、会计和管理人员都能从中受益。

本文附带的案例历史讲述了一些公司令人信服的真实故事，这些公司成功实现了这一目标，并从中获得了回报。它需要一个承诺，但结果是被证明的。

作者信息

Peter Welander是过程工业编辑。打电话给他。PWelander@cfemedia.com．

客户案例历史:陶氏化学

陶氏化学公司(Dow Chemical Co.)也许不是全球架构这个词的创造者，但它在这个概念流行之前就将其付诸实践，这一点肯定值得肯定。早在20世纪60年代，该公司就希望专注于安全和实践“操作纪律”，这指导了它在全球的制造战略。如今，该公司在37个国家拥有156个生产基地，拥有43,000名员工。陶氏化学将其战略视为一个有三条腿的凳子:人员、流程和技术。虽然任何一条腿的相对重要性可能随着时间的推移而变化，但这三条腿是不可分割的。

在过去的40年里，陶氏为实施这一战略所做的努力已经超越了现有的技术，迫使该公司设计自己的控制平台来支持这一激进的愿景。这给它的自动化团队带来了巨大的负担，因为过程工程中的任何进展都必须与适当的控制支持相匹配，并且没有供应商可以求助。直到2000年，当陶氏与ABB合作，在全球范围内提供其控制基础设施时，才采用商业化生产的控制平台。

与过去几年道琼斯引领技术发展的方式一样，它将继续保持领先地位。将技术纪律牢牢地编织在织物中，公司更加专注于与人有关的问题。在ARC咨询集团2008年全球制造商论坛上，陶氏工程解决方案、技术中心、制造和工程工作流程副总裁Margaret R. Walker明确阐述了陶氏的愿景。

她解释说:“我们希望我们的增长地区得到这些地区人民的支持。”“因此，当我们进入新的地区时，我们使用当地的资源，这就是陶氏100多年来的经营方式。有了当地的劳动力，你就能更好地了解当地的风俗习惯，从而获得承诺和所有权。我们利用我们的工程师作为乘数，将我们在工程、采购和施工方面的专业知识、人才和技能运用到公司和市场中。我们相信，通过保持大量的内部专业知识，我们能够更好地与供应商合作，并找到解决方案的最佳点。”

沃克指出，操作纪律仍然是日常活动的重要组成部分:“陶氏化学的每个人都用同样的笔记本电脑和同样的软件工具。我们有一个标准的自动化系统:ABB，我们也使用适当的行业标准，如ISA 88, ISA 95和ISO 15926。”即便如此，她还是指出，灵活性必须与这种一致性齐头并进。当需要符合当地需要或标准时，个别操作可以要求更改和差异。

无论在哪个地区，陶氏都为其员工提供广泛的培训和最先进的工具。沃克承认，这种做法并非没有缺点:“我们知道，我们可能会失去一些员工到其他公司，但这只会让我们更有动力让陶氏化学成为首选雇主。”

考虑到这种对一致性和最先进工具的渴望，当陶氏收购一家正在运营的工厂或与现有生产商合作时，会发生什么?它是否将公司控制架构作为第一步?工程解决方案技术中心主任杰里·吉普森(Jerry Gipson)表示:“当我们购买一家新工厂并考虑如何整合它时，首先我们会对投资进行尽职调查，以便了解当前的实践水平、技术实施和人员培训。”

“我们已经经历了升级控制平台的过程，但我们也有其他例子，从陶氏化学的角度来看，我们能够使用与工厂一起购买的控制平台保持可接受的性能。尽管如此，在任何情况下，我们都将关注工作流程、人员和控制平台的选择升级，以确保我们获得我们所期望的安全性和可靠性。

“我们希望达到理想的性能水平，首先是安全，然后是实现业务目标。一旦我们确定我们可以做到这一点，我们就会考虑是否有更大规模的换掉或更换的投资回报。当然，如果有支持安全的关键升级，我们不会争论，我们会去做。”

安全是陶氏化学从分子层面上建立起来的企业文化。沃克强调:“不管当地习俗如何，你都不能在安全问题上妥协。人身安全和过程安全应该是你的首要任务，你永远不应该忽视这一点。对员工来说，没有什么比知道雇主正在尽一切可能确保他们安全回家、周围的人都安全更能激励员工的了。”

吉普森亲眼目睹并亲身经历了这种文化。“我的职业生涯长达28年，”他说，“始终如一、毫不动摇地关注安全性能。它永远是第一位的。当我们开始开会时，我们会从安全时刻开始。我们尝试个性化的信息，让我们每个人都记住一天结束后安全回家的想法，但也把它扩展到更大的管理范围，我们不做任何对社区不利的影响。

“早在20世纪60年代，我们就开始关注卓越的制造，并开始了一些全球标准化工作，这是由实现差异化安全性能的愿望驱动的。是安全让我们站起来继续前进。”

客户案例历史:美国铝业公司

美国铝业公司在全球经营着9家氧化铝精炼厂(澳大利亚、巴西、牙买加、西班牙、苏里南和美国)，这些精炼厂是从20世纪60年代初到90年代初建造和扩建的。除了西班牙的工厂外，所有工厂最初都是由美国铝业公司设计和建造的。

美国铝业的做法是让工厂在很大程度上独立运营，但管理层最终认为这不是最好的办法。该公司最近完成了一项名为QUASAR(氧化铝精炼质量自动化解决方案)的重大改造项目，该项目将所有工厂纳入一个仪器和控制策略伞下。

“在90年代中期，美国铝业的管理层认为，它没有充分利用技术和工厂本身，”美国铝业工艺系统经理丹尼斯•梅森(Dennis Mason)说。“他们发起了一系列倡议，包括最终成为类星体的倡议，将所有炼油厂的技术提高到同一水平。这有助于将一些工厂所做的一些好工作用于整个集团，因此我们可以提高效率，增加产量，减少原材料消耗等等。”

早期的分析很快表明，大部分控制和仪表基础设施需要更换。最近升级的工厂只需要更换60%的设备，而该公司在西班牙收购的工厂则必须完全拆除。其他人则介于两者之间。美国铝业的财务经理在批准收购之前，要求对成本和长期潜在收益进行非常彻底的财务分析。这个项目的庞大规模排除了任何模糊的估计。

梅森回忆说:“2000年底，我们完成了初步设计，并进行了成本估算。“我们的建议是替换所有基础设施，并实施一系列先进的控制应用程序。其中包括一份长期服务合同，以确保所有设备、软件和应用程序保持良好状态。

“该项目依赖于与霍尼韦尔签订服务合同租赁所有设备。我们在2001年2月启动了第一个站点的实现。每个站点都花了两年半到三年的时间，我们于2007年底在巴西完成了最后一个站点。在鼎盛时期，我们拥有6家处于不同阶段的工厂，拥有来自17个国家的约800名员工。

他补充道:“其中一个限制是我们不允许以任何方式、形状或形式打断制作，这让它变得非常有趣。”“我们实际上成功了。我们完成了所有地点所有设备的更换，我们没有损失一吨的产量。这是经过精心策划的，以确保我们可以进入并热切。”

结果如何?Mason报告称，美国铝业公司已经实现了150%的预期目标，主要是由于提高了原料利用率，提高了产量，降低了单位成本。他指出:“最大的变化是实施了先进的过程控制，在我们的工厂中实施了多变量预测控制。”“这在减少植物周围的流量、温度等变化方面产生了很大的影响。这意味着能够将植物推向极限。经营一家氧化铝工厂最赚钱的方法就是尽可能地推动它。一旦你退出，你的单位成本就会增加。我们的目标是让它全速运转，并保持这种状态。这些应用程序使我们能够做到这一点，并且比过去更加努力地推动它，因为我们大大减少了过程中的可变性。

“在我们所有的工厂都使用了一个共同的平台，我们现在发现我们可以在一个工厂开发一个应用程序，并将其相当迅速地转移到其他工厂，这样他们也可以利用这个平台。这提高了我们转让技术的能力。”

梅森认为，像类星体这样的项目的成功也有一些不太明显的好处。“无论是从我们取得的成果还是与霍尼韦尔的关系来看，美铝管理层都非常积极地看待这个项目。他们为维持这段关系付出了很多努力，确保我们能从中获益。上周我们在匹兹堡会见了美国铝业公司的一位业务部门总裁。他把QUASAR项目作为客户与供应商关系的基准，听到这一点我很高兴。”

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