利润驱动的运营需要IT/OT集成

操作技术(OT)级别的优化需要与组织的更高级别共享结果并接收反馈，以实现最佳性能。将IT与OT集成需要在制造组织的所有级别之间共享数据和信息，以实现利润驱动的运营(PDO)。

PDO通过从管理层到车间的实时生产性能改进，帮助流程工业公司提供更有利可图的运营。例如，PDO采用工厂管理层每周或每月监测的生产性能指标，并使用工业最佳实践将这些指标分解到技术和操作级别，以创建突触性能指标(spi)。

利用集散控制系统(DCS)的大数据实时计算和显示这些spi。这些信息通过提供性能警报、指导信息和性能平衡评分，帮助运营商、工程师和高层管理人员保持一致，以提高生产性能。通过使用云等IT技术，可以结合咨询服务，通过分析历史生产性能参数来发现额外的生产性能改进。

这需要将OT领域的专业知识与工业物联网(IIoT)和其他IT技术，以及流程工业最佳实践相结合，以实现流程工厂生命周期内的生产性能优化。

一些工艺装置人员在初次接触PDO时，可能会将其与高级过程控制(APC)和优化相混淆。在现实中，工厂应该实现这三种技术的协同工作。APC用于控制多个控制回路，以实现部分流程优化，如提高吞吐量或减少赠品损失。优化用于管理整个流程的多个APC实例。

APC和优化是非常强大的技术，但如果模型没有更新，它们可能无法工作，而且由于缺乏深入的理解，它们往往会被操作员关闭。

PDO通过可视化相关spi和权衡来帮助作业者了解APC的有效性和优化，从而解决了这些问题。这使他们能够做出维护及时更新所需的决策。

管理跨组织的spi

PDO解决方案利用来自DCS的实时和准确的工厂大数据，并将这些数据与领域知识集成起来创建spi。这些spi从植物操作到植物管理都是通过突触连接的，就像人体使用突触连接神经一样。

spi包含五个主要管理目标，并跨越工艺装置组织的四个层次(图1)。高级管理目标是生产、利润、能源、可靠性和安全。组织层面包括领导、管理、技术和运营。

SPI的创建还需要对工艺装置的操作有广泛的领域知识。例如，通过应用数百年的集体经验和专业知识，一家过程控制系统提供商为炼油厂操作构建了2800多个spi，为乙烯操作构建了800多个spi。这需要在宏观层面的工厂管理目标和微观层面的spi之间建立相关性，以创造持久的价值。这些spi必须针对每种情况进行定制，因为每个工艺装置都是不同的。

一些通常用于许多不同类型的工厂的spi，按管理目标细分:

生产

• 饲料和产品符合计划
• 产能利用率
• 尽量减少不合格产品或重新处理溢出的产品。

利润

• 最大化更高价值的产品产量
• 尽量减少质量赠送
• 损失和燃除。

能源

• 能源消耗(燃料、蒸汽、电力)
• 能源性能(炉、热交换器、精馏塔、管道)
• 碳排放。

可靠性

• 设备利用率
• 设备的可用性和效率
• 每台设备的关键操作要点。

安全

• 关键设备安全风险系数
• 违反环境法规或失去控制
• 损失时间和急救受伤频率。

一旦创建了spi，下一步就是配置仪表板。

SPI仪表盘配置

PDO软件使用SPI来配置许多不同类型的实时SPI仪表板(图2)。每个工艺单元的主仪表板提供了与生产、利润、能源、可靠性和安全这五个管理目标相关的性能概述。该仪表板通过显示哪些目标处于警报或警报状态，以及解决每个问题可能需要哪些SPI权衡，帮助用户可视化五个管理目标之间的SPI平衡。

单击角色级别将用户引导到另一个与他或她的职责级别相适应的仪表板。这些仪表板可以用来改进操作，因为每个仪表板都提供了当前状态的指示以及改进建议。

PDO软件将所有这些仪表板连接起来，以协调工厂组织的各个级别之间的行动。通过提供性能警报、指导信息和性能平衡评分，PDO帮助领导、管理、技术和操作人员保持一致，以提高生产性能。

运营和技术人员依靠OT查看仪表板并采取行动;管理层和领导层经常使用IT来查看仪表板并提供建议。因此，IT/OT集成至关重要，因为它允许跨组织的所有级别实时沟通信息。

IT/OT集成对于实现远离工厂的外部专家的咨询服务也是至关重要的。云计算、数字孪生和其他IT服务允许工厂数据在全球范围内通信。专家分析这些数据，并为工厂提供进一步改进的建议。

如边栏所述，PDO正在全球范围内应用于帮助加工厂改进操作。

额外的应用程序

尽管侧栏示例表明，该概念可以在任何类型的控制系统中实现，OPC用于控制和PDO系统之间的数据交换。这使得PDO在全球范围内广泛应用。

PDO方法支持web客户端，从任何能够托管web浏览器的设备提供实时访问。气体处理厂的例子限制了在工厂内部网络的使用，但未来可以通过连接到互联网来增加全球访问。

图4的左半部分显示了PDO系统如何连接到云，允许远程专家进行外部访问，以及远程公司人员进行访问。对于这些类型的实现，PDO web人机界面(HMI)服务器安装在云中，并连接到云托管的数据历史记录。除了获得专家建议的远程外部访问外，基于云的结构还使公司能够同时管理多个工厂，并根据特定的站点变量(如当前的能源和原材料价格)优化多个站点的利润。

目前在全球许多设施中实现的最后一个功能是使用AI机器学习技术的可选数据分析工具。这使得植物能够快速地对大量数据进行分类，并发现改进的机会。

从过程控制到性能控制

pdo通过应用spi的实时管理，帮助最终用户从过程控制转向性能控制。除了实时利润最大化，它还可以作为工厂运营和技术人员的培训工具，因为它向他们展示了推动运营盈利能力的管理视角。PDO可以通过探索和共同创造的方法应用于任何工艺装置，并在几个月内完成实施。

边栏:PDO在运行

亚洲的一家工厂将从海上油井接收的天然气分离成5种主要产品:甲烷、乙烷、丙烷、液化石油气(LPG)和天然气液体(NGL)。

如图3所示，为工厂创建了589个spi，分布在跨越工厂组织的四个级别的五个管理目标中。

SPI的创建是一个严格的过程，从用于气体分离工厂的SPI模板开始。通过由主题专家(sme)领导的咨询阶段，潜在的改进领域和相关的spi变得清晰起来。

随后召开了SPI选择研讨会，工程师们根据研讨会的结果确定了SPI，并将所有参数和信息输入到PDO系统中，耗时约一个月。PDO系统在现场安装完毕，工厂人员开始使用PDO仪表盘。整个实施过程从开始到结束只用了两个月的时间。PDO系统连接到现有的DCS进行高速双向数据交换(图4)。

该工厂在操作员控制台屏幕上实时监控所有PDO仪表板，并在任何连接到公司IT网络的笔记本电脑或个人电脑上实时监控。目前还没有到云的连接，不过稍后可能会添加此功能。spi由工厂人员管理，以保持在HI/LO性能限制内。

根据工厂的产品控制主管的说法，“生产部门喜欢在我们的DCS上使用PDO，因为它可以帮助我们的操作员了解他们的关键绩效指标(kpi)如何反映到管理kpi中，并且因为它可以帮助他们在较少的技术部门支持下实现更有利可图的运营。”

实时spi会自动存储在PDO系统中以供长期访问，这些spi会手动或自动地与远程专家共享。这些专家还使用过程模拟器分析了历史spi，然后与工厂人员进行了咨询研讨会，以提出快速的改进建议。通过这些研讨会，在节能和放宽操作限制的基础上确定了50万美元的潜在改进。

Yasunori小林的高级经理和执行顾问横河电力公司由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．

更多的答案

关键词:利润驱动运营，PDO, IT/OT集成

利润驱动的运作(PDO)帮助流程工业公司通过实时生产绩效实现更有利可图的运营。

集成信息技术(IT)运营技术(OT)对于最大限度地发挥PDO在工厂的潜力至关重要。

可以应用PDO通过探索和共同创造的方法对任何工艺工厂。

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