如何将数字化进行工作

在技​​术流行语的世界中，数字化在最误解的人列表中排名。它经常滥用和混淆类似的术语，如数字化和数字转换，以及数据采集，大数据，事物（物联网）和行业4.0。如果您正在寻找一种克服失眠案例的方法，我建议您在互联网上搜索学术讨论，比较和对比这些条款之间的细微差异。

“数字化”将信息——在我们的案例中是过程测量和信号——转换为数字值。“数据采集”大量地收集、组织和存储这些数字化信息，通常使用过程历史学家，并更频繁地将这些数据存储在云中。(有关数据获取的优秀文章，请参阅“八个数据采集最佳实践在2019年12月的应用自动化)“数字化”是软件解决方案的应用，这些解决方案使用这些数据来改进或转换业务流程。“数字化转型”是一种战略性的业务转型，包括许多数字化项目。

数字化解决方案示例

对于那些尚未参与数字化努力的人来说，可能难以设想如何在您或客户的设施中应用它或您的客户。本文将概述将厂地板数据提高效率，降低能耗，防止昂贵的设备故障以及减少控制系统工程师的负担，通过使开发和维持复杂计算的责任转移到手中的责任来降低昂贵的设备故障和减少控制系统工程师的负担的概述数据的最终用户。

控制循环性能监控：通过应用高级分析，距离控制站的不断地简化了比例 - 积分衍生物（PID）控制器性能问题的识别和实现了特定于问题的纠正措施。它是一种省级的监控解决方案，使用现有的过程数据来主动识别和表征对生产质量和吞吐量产生负面影响的问题。由此和其他控制回路性能监测（CLPM）工具标识的常见问题包括机械，重新灼热环路交互和PID控制器调谐。它允许植物人员识别人眼不可检测的性能的微妙趋势和降解。

用于识别复杂性能问题的根本原因的CLPM工具的一个例子是在加拿大的石油提取设施中实施不适用于植物工程师无法识别关键生产单元内的可变性来源。振荡行为中的显着高度升级为单位的蒸汽质量，导致吞吐量降低。实施后，该系统立即确认了多个控制循环的行为和量化增加的振荡。使用功率谱分析，工程师快速识别共享相同频率特性的环路，并且它们缩小了搜索范围。With the help of the technology’s cross-correlation tool, they established the lead-lag relationships between each of the loops and pinpointed the root-cause: a valve with excessive stiction (“stiction” is the force required to cause one body in contact with another to begin to move). In a matter of hours, this software provided the answer that had eluded plant staff for weeks.

资产绩效管理：Asset360监控和诊断产品来自Atonix Digital收集来自基础设施的现有数据，适用机器学习，提醒人员异常行为并简化问题诊断。它将行业领域专业知识与机器学习和先进的模式识别结合起来，以确定工艺设备的早期性能下降，允许在昂贵的故障发生之前维护设备。分析在云中执行，远程系统监控服务通常与软件耦合（见图1）。

该系统在过去三年中一直在中西部煤炭厂服务。能够快速且轻松地监控，分析，诊断和解决问题的能力大大提高了可靠性，并给予了工程团队对更具战略项目和举措的新灵活性。早期修复也延长了众多资产的使用寿命。在部署解决方案后的前三年，该工厂享有成本节约，从早期识别和分辨率提高了320多个问题的可靠性。通过延长资产生活，降低的中断和其他效率的组合，该工厂的储蓄储蓄受益于数十万美元。

边缘计算：基于云的监测可能是识别大量工艺设备的小变化随时间的少量变化，而不是用于高速设备的即时响应。该技术的一个例子是Foghorn的闪电计算系统。它允许机器学习和分析以高速应用于高速数据，以推荐实时设备设置调整。正在处理的整体数据的关键部分通常被发送到诸如历史学家的长期数据存储系统。

在大型消费产品制造商，Mcenery Automation担任项目团队的一部分，以实现Foghorn的Edge技术，通过监控包装权重，识别变化模式和建议设备调整来提高高速包装线路性能。

多站点/不收敛性:允许传统上存储在业务技术（OT）侧的数据（控制网络）与信息技术（IT）侧（业务网络）共享的数据是一个重大转型。

对于大型水实用程序，历史流程数据在整个状态的各个站点的多个SQL Server数据库中维护，并且只能在控制网络上访问。业务所需的所有监管和业务报告由自动化和控制组管理。McEnery Automation辅助将此数据迁移到OSIsoft PI系统中。本地数据库接口在发送到公司总部设施的控制网络上的一个中央存储库之前缓冲了每个站点的数据。一个PI资产框架（AF）服务器位于业务网络上，作为业务网络的接入点，同时组织和上下文化数据。这对服务器在两个网络之间创建了自己的防火墙。将SQL Server数据库对AF服务器提供资产信息，以用于上下文化。通过将数据组织成标准化层次结构并添加了上下文化数据，例如缩放范围和工程单元，设备大小，模型和序列号，商业用户可以更轻松地访问和理解。

这种新模式以多种方式提供了福利。通过提供对最终用户的数据访问，简化了报告生成，并且在网站之间增加了一致性。删除对报告支持的责任和报告服务器允许控制工程师花费更多时间，确保数据的质量和准确性进入历史学家。能够比较站点之间的过程和运营数据确定了增加效率和一致性的机会。工程部门能够访问综合规划研究的数据，瞬态压力研究和泵的预测性维护（见图2）。

一个平台支持多个应用程序

McEnery Automation一直是全球食品和饮料制造商的数字转型的合作伙伴，协助选择和实施操作智能系统基础设施，以及开发用于多种数字化工作的试点实现。

Rockwell的FactoryTalk历史学家被用于所有北美植物中，从包括加工，包装和公用事业的植物的各个领域收集数据。OSIsoft的PI平台资产框架组织和上下文数据，使个人用户更能访问。标签根据用户需求组织成多个层次结构。例如，公用事业部技术人员可能需要基于热水，蒸汽和压缩空气等系统进行分组数据。包装技术人员可能想要通过包装线进行组系统。添加元数据以提供有关标记的上下文和描述性信息。在大多数应用程序中，使用OSIsoft软件工具PI DataLink，PI资产分析和PI Vision用于访问数据，请执行报告计算并呈现信息。

该系统平台的目的是为整个公司的OT和IT方面的许多应用程序提供公共数据源。McEnery自动化公司协助实施了从设备维护、生产调度、公用事业监控、能源效率改进和包装线性能等多个方面的试点应用。下面是使用来自同一平台的数据的应用程序的概述。

公用事业监测：监控公用事业部流程以最大限度地减少成本的遗产报告系统被汇总和组织公用事业部门的实时数据转化为流程历史学家。关键过程数据包括电力，燃料，CO₂压缩空气，蒸汽和水的用途。

这个应用程序的好处包括:

• 它允许公用事业数据可供其他部门使用，并与生产水平相关联。
• 将PLC从PLC转移到分析允许的过程所有者来管理计算，这使得报告过程更有效，减少了控制工程的工作量。
• 允许在多个站点和网站上监视关键绩效指标（KPI）以进行网站比较。

流程部门调度:将300多个工艺单元和存储容器的在制品(WIP)工艺数据聚合到工艺历史记录中，取代了传统的生产计划系统。这些信息数据可供第三方供应链生产计划软件使用。

这个应用程序的好处包括:

• 它允许在所有过程设备上轻松标准化和部署。
• 消除了现有系统所需的复杂手动计算。
• 系统维护和支持大大减少。

包装线指示板:开发了一个新的应用程序，以在一个概述屏幕上显示密钥包装线信息。来自各种包装线的各种源（PLC，OPC服务器）的数据被聚合并组织到共同的Historian平台中。该系统提供了使用因特网浏览器访问打包线数据，并允许深入深入访问设备状态，生产计数，线效率和检测/质量数据等包装设备信息。

实现的好处：

• 它通过在一个实时仪表板上显示来自多行和多个数据系统的信息来消除包装数据的筒仓。
• 互联网浏览器提供了方便访问OT和IT网络。

包装线预测维护：创建了一个新的应用程序，以通知维护部门包装线电机的早期性能下降。从伺服系统、变频驱动器(vfd)和安装在电机上的传感器收集温度和振动数据。设备模板和层次结构使设备警报限制易于标准化和组织。在电机发生故障并导致生产关闭之前，向维修人员发送了警报邮件通知，以进行维修计划。

实现的好处：

• 在发生昂贵的停机故障之前安排维护，可以节省成本。
• 一个公共系统用于从多个供应商设备收集数据。

包装线能耗:开发了一个新的申请来支持节能倡议。线路状态，电机运行状态和电机铭牌信息用于计算当在线停止情况下电机在线停止或减速时所获得的节能，以及识别在线关闭期间保持运行的电机的潜在节能。

实现的好处：

• 由于意识到潜在的改进，设备运行的持续改进节省了能源。
• 使用现有电机元数据和状态简化实现。
• 使用PLC和人机界面外的专业分析工具（HMI）程序简化实施并取消了控制工程组的编程和支持的责任。

综上所述

在这些示例中的每一个中，在某种程度上，在某种程度上进行业务流程，是否通过应用高级分析，向最终用户提供访问数据，从多个源和站点聚合数据，或者将复杂计算从控制级别系统中移动。。在大多数示例中，已经收集的数据能够用于新的应用程序。这支持获得强大进程历史学家的原则，以及合理可能的数据是数字转换的第一个也是最关键的一步。任何想要在不断发展的商业环境中保持竞争力的制造公司都是必不可少的。

一旦基础架构到位并且数据可用，数据可以支持数字化应用程序的方式很多。有些人简单而简单。有些人是有创意的。大多数是积极主动而不是反应。他们允许员工减少支持复杂系统的时间量，并对设备故障作出反应，并增加了随着它们提供的新技术积极开发过程改进的时间。在您的组织在他们的腰带下有很少的腰带之后，谁知道，你可能是在数字转型的中间。

本文出现在应用自动化补充中控制工程和设备工程。