实时情报的力量

实时控制不仅仅适用于工厂车间。它已经开始吸引想要获得竞争优势的企业管理层。虽然很少有组织能做到这一点,但那些能做到的组织有能力做以前从未做过的事情。

通过Frank O Smith是控制工程公司的 2009年5月1日

实时控制——曾经仅限于工厂车间的概念——已经开始吸引企业管理层,希望将其应用于业务流程,作为获得竞争优势的一种手段。尽管实时企业(RTE)的响应时间不是毫秒级的,但它仍然提供了可操作的情报,以加速决策制定。最具战略意义的是,这不是简单地回应市场,而是根据你的竞争优势来塑造市场。

罗克韦尔软件公司的市场开发经理达伦•莱利表示:“应用于企业的‘实时’概念是相对的,但它仍然表示人们需要控制流程。”他说,它与业务流程的相关性越来越大,因为“这些流程正在加速”。

尽管鲍勃·帕克更喜欢“正确的时间”而不是“真实的时间”。IDC Manufacturing Insight集团副总裁帕克说:“这仍然是关于精确的时机,让人们知道他们什么时候需要知道一些事情,以便做出有效的决定。”“这是关于优化整个企业,塑造运营,而不是简单地管理它们。”

帕克说,目前很少有组织能做到这一点,“可能不到1%”。行业观察人士将绝大多数债券集中在任何成熟度曲线的底部。曲线逐渐变陡,集群迅速变薄,这反映出需要有可行的平台架构来利用运营联系来塑造市场。尽管没有官方的RTE成熟度模型存在,但根据行业专家的说法,可以根据组件、功能和行为来定义RTE成熟度模型,这些组件、功能和行为标志着当前最佳运营的进展。

能源市场动荡

俄勒冈州波特兰市的电力公用事业公司波特兰通用电气(PGE)显然已经达到了这样的高度。它既是利用分布式控制系统的力量可以做什么的风向标,也是如何做到这一点的教训。虽然是一种实用工具,但它所取得的成果也适用于其他行业的制造工厂。

多级历史数据支持实时企业。

PGE是俄勒冈州最大的电力公司,为75万多名客户提供服务。提供可靠的电力来源是其首要任务。几年前,在高峰期从西方电网获得额外电力的价格飙升(有时高达1200%)时,pge采取了一种非常新颖的方法来建立可调度备用发电(DSG)能力。

分布式资源经理马克•奥斯本(Mark Osborn)表示:“PGE希望找到一种低成本资源,这样我们就不必建造一座新的大型工厂。”它没有将成本投入到电厂建设和新的输电线路上,而是选择建造一个“虚拟的”峰值电厂。该公司试图利用其较大客户的发电能力,将公司维护的用于关键任务的备用发电机聚集在一起。

与本地系统集成商Factory IQ合作,PGE被选中Wonderware系统平台和InTouch人机界面软件为基础。2007年,这两项重大升级恰好与PGE不断扩大的远程客户站点网络相吻合,其中一些站点通过高速以太网连接到50英里远的地方。Wonderware新的面向服务的体系结构(SOA),其对象技术与新的行业集成标准(如ISA95和IEC 61850)相结合,使PGE能够为绿地和改造场地快速构建高度分布式的控制平台。

“我们需要一个非常可扩展的系统,可以管理现有设备的混合,”包括不同的开关设备、断路器和plc,奥斯本说。到目前为止,PGE在其GenOnSys虚拟峰值发电系统中拥有25个分布式站点。他说:“Wonderware的对象技术的美妙之处在于,我们可以快速地剪切和粘贴来控制新网站。”“过去需要三、四周的时间,现在只需要一天或更少。”

奥斯本(Mark Osborn)表示,当PGE开始建造一个虚拟峰值发电厂,以利用其最大客户的发电能力时,它需要来自不同开关设备、断路器和plc的实时信息。

这种能力为该公司打开了一扇大门,使其可以从至少1兆瓦(MW)电力的容量阈值下降到仅250千瓦(kW)的容量阈值。“这为我们打开了一个全新的市场,”奥斯本说。任何超过1mw容量的站点都必须在现场安装一个控制终端。通过使用RTE平台技术,PGE将客户的成本从10万至20万美元降低到2万至3万美元。峰值发电的成本通常为每千瓦500-700美元,但PGE将其成本定在每千瓦100-200美元。

只需点击鼠标,PGE就可以启动整个虚拟GenOnSys系统。整个系统的响应时间始终为0.5秒,在业界名列前茅。而且,它产生的峰值电力的成本始终比其他地方可用的电力低25%,有时甚至低50%。

衡量RTE成熟度

制造业企业解决方案协会已选择即时教育作为其中一项主要措施,并有一个专门的研究小组就该课题制订一份全面的指南。显然,MESA将MES制造执行软件(MES)视为任何RTE平台的重要组成部分。MESA创始成员、Cambashi首席行业分析师朱莉•弗雷泽(Julie Fraser)表示,制造运营管理(MOM)软件已经成为一种相互竞争的平台结构,尽管“我看到MES和MOM在做几乎相同的事情。”

MES/MOM是任何RTE平台架构的天然组件,位于自动化控制层和企业系统层之间。其他关键的常见元素包括用于存储和聚合时间戳控制数据的数据历史学家,以及某种形式的企业制造智能(EMI)工具,它位于MES/MOM和数据历史学家之上,提供分析和门户表示功能。EMI通常为整个企业的个人提供基于角色的上下文化信息,用于“合适的时间”业务决策,最理想的情况是为整个供应链提供信息。

到目前为止,PGE在其GenOnSys虚拟峰值发电系统中拥有25个分布式站点。

弗雷泽说:“关键是对整个工厂的背景信息有端到端的可见性。”“拥有一个能够让你真正脱颖而出的平台——无论是通过创新,还是通过新产品的推出,或其他战略项目,更快地实现盈利。”

企业在多大程度上拥有这样一个平台仍是一个悬而未决的问题。在描绘RTE成熟之路时,Rockwell Software谈到了三个阶段:最小覆盖、部分覆盖和正式覆盖。IDC Manufacturing Insights将RTE成熟度模型描述为技术及其用户交互的五个步骤(见图)。最低层次是个体机器和操作员优化。帕克说,当一个实时组织在一个组织中被“定义”时,诸如OEE之类的常见指标在整个工厂中以一致的方式使用;当“标准化”时,会使用有文件记录的培训和标准记分卡。当企业被“优化”时,度量标准将在整个组织中一致地应用。

实时企业中的行为

Fraser发现三相总结模型很有用,并谈到了系统属性和人类行为特征。在曲线的底部,“在架构上有明显的差距,缺少应用程序、独立系统和断开连接的数据中心,”她说。“你可以看到,数据的背景很少,部门之间的斗争很多,决策的滞后时间很长。”这是孤立的部门和决策的缩影。

Fraser说,下一个划分的特点是有一些平台元素,如MES/MOM,一些数据连接仅限于单个工厂。通常缺少的是分析和图形表示门户。即使如此,部门之间也开始有一些合作行为。

她说:“有了第三个层次的分析,你就有能力把所有数据整合在一起,并深入研究细节。”“只有这个级别才会有定义好的工作流和业务流程管理能力。这实现了流畅的端到端可见性。这些组织开始将RTE从他们工厂的四面墙推广到他们的供应商和客户,并有机会创建与整个企业一致的绩效指标。这就是你可以开始看到令人瞠目结舌的ROI的地方。”

目前还没有官方的RTE成熟度模型,但IDC Manufacturing Insights定义了标志着向一流实时操作发展的属性。

移动设备提供访问

Ed Yachimiak是中西部一家大型公用事业公司的高级SCADA分析师。他的公司经营着35个地点,每个地点都有自己的PI历史学家OSIsoft它收集和聚合控制数据,以支持更明智的业务决策。该平台架构通过添加移动设备仪表板技术而得到增强Transpara这使得任何地方的任何人都可以全天候地查看角色定义的信息。Yachimiak说:“只要他们需要,他们的黑莓手机上就能提供有关电厂状态和发电计划的信息。”

此外,人们可以从市场获得每五分钟变化一次的实时定价信息,填充Transpara KPI显示。“这极大地增强了我们的工厂控制系统。这是我们基础设施的重要组成部分。我们不能没有它,”Yachimiak说。

同样,大型工业电力用户自己也开始利用这些基本的智能电网技术组件。OSIsoft的副总裁罗恩·科尔茨(Ron Kolz)说,一个终端用户,一家大型纸浆和造纸公司,一直在监控电网上电力价格的波动。他表示:“他们跟踪(电力)现货市场价格,并将其与造纸成本进行平衡。”“有时对他们来说,问题是:我们是造纸,还是生产电力并卖给电网更有利可图?”他说,RTE的力量在于“让更广泛的企业受众了解他们决策的真实财务影响的能力。”

对于Mark Osborn来说,RTE为PGE提供了其竞争对手还没有的能力,这使PGE处于非常令人羡慕的市场地位。“我们的系统有能力做以前从未做过的事情。”许多其他电力公司都在寻找PGE和RTE的灵感和关键诱因,以变得更具竞争力。

作者信息
Frank O Smith是一名作家控制工程、