过程标准:追求最佳实践

大多数专业人士都知道ISA-84是一个安全仪器基准标准。有趣的是,尽管该委员会于1984年成立,但直到1996年才出现第一个版本,这在很大程度上要归功于针对特殊性的大量善意努力。这种广泛的彻彻性强调了调和不同目标参与者的困难,包括最终用户和……

作者:理查德·菲尔普斯 二六年五月一日
一目了然
  • 按照标准设计的软件

  • 工程安全融入产品

  • 高质量的数据捕获/分析至关重要

  • 停机成本远远超过设备价格

栏:
将标准简单地应用为最佳实践的5个技巧

大多数专业人士都知道ISA-84是一个安全仪器基准标准。有趣的是,尽管该委员会于1984年成立,但直到1996年才出现第一个版本,这在很大程度上要归功于针对特殊性的大量善意努力。这种扩展的彻彻性强调了协调不同目标参与者的困难,包括使用标准并在他们提供的自动化、控制和仪器中实现标准的最终用户和供应商。

那种为细枝末节争吵不休的倾向在很大程度上已经过去了。然而,Kenexis Consulting Corp.总裁爱德华•马沙尔(Edward Marszal)说,尽管标准制定者尽了最大的努力,但最终用户往往发现适用于设备和工艺的标准是模糊的。马绍尔指出,在某些情况下,他会把一整天的时间花在法律方面,而不是工程方面。

然而,今天的大多数标准都以性能为目标,避免了以前在标准委员会中制造商之间遇到的争议。随后,生产公司采用一个标准,如ISA-84,然后逐条重复公司标准中的措辞,因此对于使用什么,例如阀门a, b或c,这是特别强制性的。因此,在任何地方存在关于满足一般标准所使用的行动或设备的问题,公司标准都会确定细节。

公司标准,类似于ISA标准,通常有一个截止日期;当日期临近时,公司标准团队必须审查并重新验证它,或者伪造并重新发布另一个版本。对于持有ISO 9000认证的公司来说尤其如此。

然而,Marszal看到一个主要的炼油商根本不打算遵循行业共识标准,而是选择基于性能的内部标准。该公司的观点是,外部标准留下了过多的解释空间,为广泛不同的设计提供了太多的潜力。该公司采取了禁止的路线,对泵和其他元素有很大的针对性。马扎尔观察到,“如果一家公司是孤军奋战,即使它在学术上有良好的基础,如果发生什么事情,(与行业的大部分公司相比)孤军奋战也会带来巨大的法律风险。”

那家公司自从采取原来的政策以来,已经改变了主意。它现在允许更多的灵活性。相比之下,另一家炼油商则聘请了一家外部公司,为其同行制定标准,以便与行业主流保持一致。

展望未来,基于性能的模型正在调整设备和维护,以避免因禁止式标准化而浪费资源,例如对给定设备的过度或不足维护。运营公司越来越多地将标准作为高层的命令来执行,而不是使用以前针对特定地点的方法。目前,有大量的资本支出被用于遵守各种标准和最佳实践。但马绍尔想知道,如果炼油厂的利润率枯竭,这些努力会不会化为乌有?”

Marszal说,终端用户越来越多地参与到编写标准中来,这是令人鼓舞的。以前有一种反对标准的倾向;现在人们认识到参与的好处。这些包括:

  • 标准开发成本的延后;

  • 获得丰富的专业知识;和

  • 避免按照行业标准进行改造的成本(通过设定自己的标准)。

以前,大多数公司都有大量的自动化工程师和设计师,他们从事各种规模的项目,并制定内部标准。独立顾问Alex Habib评论道,“在80 - 90年代,随着企业规模缩小和权力下放,他们的中央工程人员减少了,影响了企业标准的更新。”

广博的知识

为了跟上自动化和控制技术的快速发展,对标准的需求比以往任何时候都更加重要。标准确保良好的产品质量和工厂安全,并确保所有部件在现场施工过程中相互配合。

当他是自动化设备的最终用户,为食品,制药和精细化工行业的跨国制造公司工作时,Habib发现以下ISA标准在实施项目时最有用:

  • ISA-5控制系统文件;

  • ISA-20仪器规格表;

  • ISA-88批量控制;和

  • 安全仪表系统(SIS)。

在最终用户有一个可行的过程之前,制造商必须提供物理工具。设备制造商在自己和客户的工厂中工作,处于独特的地位,通常有助于行业标准的组织和设置事实上的功能、互操作性和质量的标准。自动化供应商通过标准和最佳实践,旨在为他们自己和那些使用他们工具的人降低障碍。

艾默生电气的高级技术专家Lee Neitzel注意到,以前终端用户必须编写专门的通信驱动程序,由于系统两端的变化,这些驱动程序不会有太长的寿命。由于功能和通信的多样性,缺乏标准是站不住脚的。因此,与其他部门相比,通信标准一直是最重要和最具活力的领域之一。

软件的设计必须反映处理标准。例如,制药客户对设计符合ISA-88批标准的工艺非常感兴趣。所以艾默生说,他们设计软件是为了反映这个标准的层次和结构。

总部位于欧洲的TUV制定安全标准;艾默生邀请TUV的参与,从产品概念到设计,在几年的过程中。通过TUV的理念,这些标准被设计到产品中,从电气和通信。因此,在提交给标准组织进行验证之前,产品是围绕标准进行设计的。

人机界面标准曾经是一个大问题。今天的技术已经解决了大多数问题,比如屏幕更新和闪烁率。

人体工程学问题,如显示器的高度或键盘布局,都是影响因素。该领域的标准现在主要由pc组件制造商解决,使艾默生能够使用许多现成的组件。

Neitzel建议:“在设备设计中,不要突破标准的极限,这一点很重要。”“你这样做是自找麻烦。有些标准有很多选项和内置的灵活性。销售一种突破标准极限的产品会大大增加互操作性问题的可能性,尤其是当该产品被引入不同的市场时,因为标准是围绕其核心功能成熟的。

Neitzel继续说道:“标准是制造成功产品的基础。对于制造商来说,非常了解标准,并在标准委员会内帮助制定标准是非常重要的。这样,公司就可以确定标准是朝着正确的方向发展的,是健壮的,并且具有所有必要的功能。

Neitzel说,标准的存在是为了为设备或系统打开接口,你通过市场接受程度来衡量标准的成功。“市场的需求和供应商实现它的能力推动了采用。如果一个标准很复杂,就不太可能被广泛接受。此外,复杂性会导致价格上涨,最终用户将更难证明额外成本的合理性。

所以简单是关键,但是灵活性和简单总是相互竞争的。“通常情况下,标准委员会中的很多人都希望有灵活性,但当他们开始实施时,他们意识到这是多么困难,并希望他们把它变得简单。”Neitzel说,简单性和成功标准的两个很好的例子是以太网和SQL数据库。

标准还必须清晰,技术上正确,技术上不正确的标准的一个例子是“令牌总线”,IEEE 802.4,其中的缺陷从未完全消除。类似地,当以太网的容量为10兆时,ffdi的容量为100兆,这是非常超前的想法,但它太复杂,成本太高,无法取得任何真正的成功。如果规范不清晰,您将看到不同的源以不同的方式实现它——这会妨碍互操作性,并导致标准失败。

Neitzel说:“参与标准组织的公司必须承诺接受市场需求。他们必须参与技术规范的开发、编写和审查——这可能包括实现和原型。所以这可能需要付出巨大的努力。不出所料,有很多公司遵循一个标准——进入市场的时间比参与市场的公司晚得多。他们对标准没有很好的理解,当他们在实施的时候,创新的,制定标准的公司已经在研究下一代的标准和产品。公司的最佳实践?要参与所有被列举的领域。”

一些制造商只想销售尽可能便宜的产品。但大多数设备制造商都面临着困难:

  • 试图将自己的产品与竞争对手的产品区分开来;和

  • 面对那些正在寻找一个设备填补独特的应用或利基,同时有效地购买最佳价值的客户。

Neitzel补充道:“上述内容与标准是相反的,标准有效地起到了平衡因素的作用——每个人的东西都是一样的。因此,参与标准委员会的(制造)公司实际上已经同意不参与由标准管理的技术竞争。(公司间的)差异不在于界面层面,而在于设备或系统层面。

创新基础

标准提供的均衡因素为创新提供了坚实的基础。供应商和最终用户从相同的基于标准的需求开始,可以更快地构建更高质量的解决方案。罗克韦尔自动化的质量保证-自动化、控制和信息组主管Bob LaPerriere说:“质量从需求分析阶段开始。这是“最好拥有”和“必须拥有”功能之间的一条细线。我们非常清楚这样一个事实:我们可能会使产品过于复杂,所以关注客户的需求是至关重要的。”

一旦这些基本需求得到满足,供应商就会想要脱颖而出。随着时间的推移,它们产生的改进可以考虑用于新标准。例如,La Perriere认为罗克韦尔自动化的高加速寿命测试(HALT)项目是一个主要的差异化因素,也是提高部件平均故障间隔时间(MTBF)评级的关键因素。

通过改变温度、振动和电压,在三个层面上进行测试:在规范范围内,超出(正常)操作限制,以及硬故障。对故障的根本原因进行评估,并以经济有效的方式对最薄弱的部件进行重新设计。”

罗克韦尔自动化Twinsburg (OH)生产部质量保证经理Keith Seibert说:“另一个区别是质量数据。每个人都有它,但许多公司没有能力(评估和)及时对数据做出反应。质量工程师可能会花80%的时间挖掘数据,20%的时间采取行动。相比之下,我们所有的数据都是自动化的,颠倒了80:20的比例。实际上,质量工程师是在一个真正面向异常的基础上工作的。监督和纠正行动的过程是持续的。

将经验教训反馈给工程是确保下一代控制器或其他产品更高可靠性的关键。

塞伯特说:“每个人都在做ISO(标准),但另一个与众不同的地方是罗克韦尔对标准的整体方法。所有标准,包括环境标准,都是综合的,因为实际上,它们不能分开。如果制造商在实施设计工程标准时采用竖井的方式,往往会只见树木不见森林。”

在追求最高质量解决方案的竞赛中,标准降低了障碍,使公司能够取得更多成就。个人的成功和最佳实践可能会有所不同,但创新是永恒的。

将标准简单地应用为最佳实践的5个技巧

在需要确保公司跨站点一致性的地方扩充和澄清标准。

参与对组织成功最重要的标准。

确保硬件和软件采用基于标准的方法。

模块化地构建软件和数据结构,因此80%或更多可以实现自动化。

不要过度……保持标准应用程序的简单和一致,以符合更大的图景!