發布日期：2022-07-14 點擊率：37
雖然很多企業，主要是規模較大的企業，已經取得了實質性進展：把工廠現場的數據連接到公司網絡，但互聯企業的很多收益在很大程度上仍未得到體現。其原因是：把工廠現場的數據集成到企業系統 -- 更不要說把互聯網連接到生產運行 -- 提出了很大的挑戰。其中最重要的是成本，來自不同廠商產品集成的復雜性，以及安全問題。
盡管存在這些障礙，現場級信息和企業級系統之間的缺口彌補已經為愿意克服障礙的制造商創造了顯著的商業價值。其中潛在的回報是更快的上市時間、降低的總體成本、提高的資產利用率，和更有效的企業風險管理。
企業信息化利用新技術：如移動設備、云計算和大數據，以無縫、安全的方式連接工廠現場與企業系統，從寬廣的視野來看僅收獲較少的收益。
但要獲得互聯企業和的快速新興“物聯網”(IOT)的全部優勢，制造商仍有很長的路要走。在2015年1月，《工業周刊》調查了581家制造商的管理人員和經理，不到三分之一的(28%)人員稱，他們的工廠現場數據能夠上互聯網;銷售額十億美元以上的大公司，也是同樣的講述;只有8%的人員說他們的公司的基礎設施已經“完全準備好”，從基于新的互聯網技術，如數據移動性、云計算和大數據中獲益。
雖然較大的工業企業已經取得了顯著進步，能使企業決策者完全訪問運營數據，做出更明智的決策，許多中型和小型制造商還沒有實現互聯互通。事實上，調查結果告訴了我們有關技術“富人與窮人”的故事：銷售額在十億美元以上的大公司，相比于中型和小型制造廠商，往往在內部和Web中已經實現了與工廠現場數據的更大連接。
更大連接的優勢
業務系統融合生產信息的工業企業有很多的收益。從現場確認的客戶訂單運輸和交貨日期不必返回總部，銷售代表可以使用移動設備來檢查工廠的生產進度。同樣，供應商可實時訪問制造商的即時生產安排，可確保零部件在精益制造環境中的平滑暢通。
制造商把為工廠現場設備的互聯網連接看作對供應鏈效率具有價值，也可用于驅動六西格瑪效率的改進。將近一半(45%)的公司對《工業周刊》的調查表示：可以上互聯網的設備對供應鏈效率是寶貴的，同時有40%的人員表示這種連接能使六西格瑪獲得價值。此外，一半的受訪者說：他們發現了上互聯網設備在預測性維護方面的價值。同樣，59%的人員認為質量和庫存控制方面有價值，56%的人員認為在正常運行時間方面有價值。
企業范圍內對生產數據的可視化，通常能為決策者對整個企業提供更好的信息。更多的收益是庫存管理更智能，能量消耗更減少，生產吞吐量更增加。
例如，一家全球領先的化妝品制造商安裝了羅克韋爾自動化的FactoryTalk?Metrics軟件，在達拉斯的工廠監測、收集和分析生產數據。新增加的生產線，由于令人失望的產量和頻繁的生產線停工，對用戶造成了很大的困擾。為了提高對整體設備效率(OEE)的測量，并新生產線(得克薩斯州，路易斯維爾)的效率和質量獲得更大的控制，普賴姆控制公司(Prime Controls)在本地服務器上安裝了FactoryTalk Metrics，程序直接連接到工廠的網絡。
把現有的應用遷移到FactoryTalk數據庫之后，工程師們可以在運行方式分析生產線。他們發現：具有最高OEE評級的機器以最大等級運行時，其他機器要么沒事干要么受阻 – 這種情況對人的眼睛是不可見的。
工程師們執行必要的改進，提高了產量，同時消除了在過程中造成停機的故障。為了監視設備，FactoryTalk軟件配置成能進行OEE計算和可視化?，F在的結果是：當操作員收到報警，他們可以快速了解停工或低效的根源，并獲得必要的數據，確定解決該問題所需的行動。
提高連通性帶來的風險
工業企業尋求在組織內部以及與供應商和客戶挖掘更廣泛連接的收益，必須要解決潛在風險的問題，還要考慮升級現有設備、網絡和基礎設施的成本。
在許多情況下，工業控制系統已經包含增強安全性和可靠性的邏輯和機械的設計。這些系統通常包括了隨時間演變新老組件的混合。因此，一個通常的工廠現場環境由老設備和新系統組成，其中的一些設備可能與今天較新的技術兼容，有一些不兼容。通常，在打開至更大的連接和數據可訪問時，這些異構的控制環境不可避免導致在新網絡中更大的曝光風險。
使用以太網和標準互聯網協議(TCP / IP)時，能在不同的系統和應用中實現互操作，在整個業務中，在工廠層設計成融合運營技術與信息技術的體系結構效果最好。EtherNet / IP是全球領先開放的工業以太網絡，為跨接系統和子系統而設計，可從最終客戶的IT基礎設施連接到儀表級。 EtherNet / IP的使用相同的以太網和TCP / IP協議族，這些協議已經用于電子郵件、因特網和其他商業應用，提供了性能、彈性和傳統現場總線解決方案的安全性。
雖然這種開放性和互操作性增加了相當好的收益，但也打開了來自企業外部潛在的網絡威脅。事實上，比起與工廠現場更大的連通性，銷售額在十億以上較大的工業企業往往更關心安全問題。根據《工業周刊》調查：大型廠家約有43%的人員認為安全是機器擁有互聯網連接的一個障礙，而所有制造商的比例為32%。
出于這個原因，在內部和外部擁抱更大連接性的工業企業必須制定一種安全策略，涵蓋工廠和更廣泛的企業。安全的設計必須納入各級IT架構，包括在工廠現場的設備、控制系統，以及工廠現場的自動化網絡。公司需要采用整體的觀點來看待工業安全、針對人員、流程和技術的風險，保持運營的完整性并保護工業的資產。
在大多數情況下，這意味著遵從“防御縱深”的戰略，解決內部和外部的安全威脅。這是基于這樣的前提：任何保護的單點或各個防火墻有可能，而且很可能被持續攻擊者隨時間而滲透。最有效的防御解決方案是架設多層防御，包括物理的、電子的和程序的。在這種方式下：
● 安全內置于基礎設施，并成為整體網絡安全內一組層;
● 攻擊者必須先穿透或繞過每個安全層未被發現;并且
● 任何單點穿透可以通過其他層提供的不同功能變量來阻擋。
在工廠層包含的數據爆炸 – 在生產中的驅動器，伺服系統，可編程邏輯控制器(PLC)-- 保證較高的安全水平，以確保產品和流程信息得到充分的保護。普遍接受的觀點是：PLC是生產現場的信息中心點，已超過了各種功能更強大的設備，在今天的生產設施中構成了自動化環境。通過互聯企業，今天很多的工廠現場數據通過智能手機和其他設備獲取 – 實際上，作為使用和需求，這些信息在機械區中進出移動。
盡管通過Web使雇員、客戶和供應商得到了制造生產的數據并獲得收益，當互聯網涉及到廠級信息，許多制造商仍然猶豫不決。而使生產機械上互聯網的最大擔憂是成本 -- 銷售額在十億美元以上企業的50%人員表示：這是工廠現場設備上互聯網的主要障礙，緊隨其后是安全性令人擔憂(43%)。
制定移動設備策略
安全問題在工業企業中也顯得尤為突出，需要部署物聯網戰略進行解決。盡管每個消費者擁有或使用智能手機的事實，員工使用這些設備訪問生產信息仍然相對有限。只有四分之一的制造商回應《工業周刊》的調查，已對員工的移動設備提供工廠現場的數據，并且他們僅為上級管理者或其他選擇員工這樣做而已。僅有5%的制造商為所有員工提供移動設備訪問工廠現場數據。
大型制造商的大部分(51%)報告關心外部移動設備的安全問題。很多企業都通過建立明確的政策處理這個問題，讓員工自己管理對公司數據的訪問 – 基于企業和工廠 -- 同時使用公司配發的智能手機以及員工自有的移動設備。
安全問題也影響著制造商的計劃，以利用云進行數據存儲。而大型企業的21%報告，在私有云中存儲工廠現場數據，只有5%正使用公共云存儲數據。總體而言，16%的制造商在私有云中存儲工廠現場信息，但只有3%使用公共云。
互聯企業在行動：交付成果
互聯企業最有力的收益之一是運營性能的可視化能力，并在問題發生前或發展的早期采取迅速行動解決生產問題。工廠通常需要根據操作員的角色或監管等級不同觀看不同的畫面。例如，不同的組，如工程、維護和操作，所有都需要定制的可視化圖形，滿足在工廠中角色的需要。
羅克韋爾自動化的FactoryTalk VantagePoint?EMI軟件提供了儀表盤、趨勢顯示、分析和報告功能。它繪制來自不同來源的數據，并把它一起放入名為統一生產模型(UPM)的單一格式。
一家使用統一生產模型(UPM)的公司是賽博創工程(Cybertrol Engineering)，他們使用UPM為管道公司建立一個過程，可以實現企業范圍的可視化。管道公司操作150座泵站，每座泵站使用一臺Allen-Bradley的ControlLogix PLC。UPM用來表示從每個遠端站發來的巨大歷史數據，使工程師可以利用這些數據進行決策。靈活性、現成的解決方案為每個泵站使用UPM啟用了管道操作員檢查排放壓力。該公司發現UPM作為診斷和分析各種條件的工具非常有效。
另一家需要更好可視化操作的公司是赫優社(Hillshire)，該公司每年船運1.5億磅吉米迪安早餐腸。該公司需要控制和維護每個包中產品精確的數量。評估整個生產過程后，該公司考慮不同的解決方案，最后決定用三個儀表盤來監控生產。其結果使公司能夠收集關鍵可執行數據，現場趨勢，并做出更好的決策。
用羅克韋爾自動化集成架構與所有Allen-Bradley控制標準化的工廠基礎架構，使國王夏威夷面包店的15萬平方英尺的亞特蘭大工廠提供了高品質產品，同時，由于非常友好的人機界面(HMI)，最小化了新員工的學習時間。工廠員工使用羅克韋爾自動化的FactoryTalk VantagePoint能看到生產歷史以及發展趨勢。如果一臺設備開始失效，操作員可以預先確定問題并采取糾正措施。
在另一起案例中，一家加拿大水/污水運營六個污水處理廠，希望通過實施制造智能戰略升級運營管理。其目標是減少停機風險并且優化運營。該公司的系統集成商，格蘭泰克(Grantek)，提供一種基于羅克韋爾自動化FactoryTalk VantagePoint軟件的解決方案。該應用提供了生產的可視化，把公司所有的歷史生產數據通過一個基于Web的報表工具集成在一起，使用戶了解經營業績的全面情況。
因為FactoryTalk VantagePoint的用戶體驗非常直觀，公司操作員現在可以通過基于Web系統的簡單點擊，就能按照角色訪問相應的信息。操作員需要對每個水/污水處理廠特定的生產信息做出快速決策，而管理者往往需要更高級別的儀表盤顯示，對整個系統進行快速評估。
其結果是：水/污水運營的信息收集和報告過程從兩到四人四天的工作量減少為一人半小時的工作量。在生成合規和特別報告中公司估計每年可節約720小時。
到互聯企業的路線圖
因為連接變得更加普及，并且物聯網成為工業、制造商和工業運營商的現實，采用這些新技術才能構建新的完全互聯的世界。實現連接的高水平，需要鍛造信息技術和運營技術間的無縫結合。
顯然，今天的制造企業還有很多工作要做。只有5%的公司回應《工業周刊》調查時稱：他們目前正在開始智能制造計劃 -- 定義基于網絡數據和信息的集成，提供實時了解和決策制定。然而，通過智能制造承諾吸引的制造商，48%的公司 “非常感興趣”或“有點興趣。”
企業從物聯網戰略到獲益必不可少的第一步是找到這些新技術帶來的好處。但很少有企業在運營中充分發揮物聯網所承諾的優勢。在《工業周刊》調查的制造商顯示，約一半(47%)表示：他們的基礎設施“完全準備好”或“有些準備”從物聯網戰略中受益，而相同數量(47%)的制造商表示：他們的基礎設施還沒有準備好。那些聲稱準備最好的(58%)，不出意外是大企業(銷售額為十億美元以上)。
朝著基礎設施準備這一目標，羅克韋爾自動化公司開發了互接企業執行模型：實際上，是一張為工業企業尋求將他們設備和系統融入現代信息化世界的路線圖。在這個征途中一些關鍵的里程碑包括：
● 評估企業現有的IT / OT網絡;
● 安全升級網絡和控制;
● 定義和組織工作數據資本(WDC);
● 利用新發現的IT / OT功能與分析;和
● 利用預測能力，優化運營并改善供應商和客戶響應的協同。
根據互聯企業執行模型五個階段的豐富經驗，羅克韋爾自動化與制造商和工業組織以及那些在IT / OT智能旅程開始的企業，在高級位置上一起合作。
工業企業需要進一步把運營數據與業務系統融合，以及為員工、供應商和客戶提供互聯網的生產信息。利用更高水平的制造連接和數據集成，可使生產率顯著提高，節約成本，同時給企業的其余部分提更大的供運營可視化。
與此同時，制造商必須對企業采取的安全策略給予更多的教育和認識，安全地連接現場自動化與企業的其他部分。
（羅克韋爾自動化（中國）有限公司 華镕）
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