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放飞自动化--整体解决方案漫谈

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》2004年第1期 发布时间:2013-01-09
在知识经济时代的21世纪,作为传统工业的流程工业仍将是经济发展的重要支柱产业.综合自动化整体解决方案的提供让流程工业的发展如虎添翼,随着自动化技术和IT技术的日臻完善,羽翼丰满的自动化将要翱翔未来.

在知识经济时代的21世纪,作为传统工业的流程工业仍将是经济发展的重要支柱产业。综合自动化整体解决方案的提供让流程工业的发展如虎添翼,随着自动化技术和IT技术的日臻完善,羽翼丰满的自动化将要翱翔未来。

时光荏冉,不知不觉中,我们又送走了忙忙碌碌的一年;新年的钟声已经敲响,我们也将迎来崭新的一年。对中国自动化行业来说,2003年是不同寻常的一年,因为这一年中国自动化行业表现得异常活跃。总线、以太网、自动化软件、嵌入式技术、HMI、PC-Based、PLC、DCS等等有关自动化的技术和概念经常被人们所提及,同时,与之相关的产品也层出不穷,今天的技术论坛、明天的新产品发布会,整个自动化行业就像一个战场,因为大家都知道自动化市场是一块巨无霸。

水到渠成

面对自动化这一极具诱惑的市场,没有哪家自动化厂商能置身于这场自动化大战之外,于是乎大家拼技术、拼产品,拼硬件、拼软件,然后又纷纷抛出整体解决方案,最后许多大的公司又提出了“智能化”的概念。

“智能化”概念在20世纪80年代初首先形成于美国的建筑行业,使美国的智能化建筑蓬勃发展,随后智能化建筑在全球发展开来。20世纪80年代末,智能化建筑概念传入中国,使中国的建筑行业迅速增长起来。经过十多年的发展,在中国,智能化楼宇和智能化小区已经被大多数人所接受。智能化楼宇和智能化小区是基于IT的智能化概念,近年来,基于总线系统的智能化概念吸引了越来越多的眼球。

党的十六大报告提出“走新型工业化道路,要坚持以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”,为我们今后经济结构调整和发展指明了方向,同时,也为我们从事自动化和信息产业的企业创造了一个巨大的市场空间。自动化在我国已经发展了几十年,现如今的自动化技术已经有了翻天覆地的变化。如果没有信息化的出现,那么,传统的自动化技术就成了一个个信息孤岛,总线系统的出现使信息孤岛被联结起来,成为一个信息大陆。传统自动化技术和信息化技术的结合让许多厂商看到了新的市场空间,于是,智能化工厂的概念就被提了出来。

各显神通

近几年来,Schneider、ABB、GEFanuc、Siemens、Rockwell这些大公司对工厂智能化的概念都有自己独特的理解,并且都提出了自己的思路。如:Schneider施耐德的透明工厂(Transparent Factory),ABB的Industrial IT,GE Fanuc的智能化生产管理(IPM),Siemens西门子的全集成自动化(TIA),Rockwell罗克韦尔的e-制造。

■ 透明工厂

2003年11月18日至2003年12月2日,施耐德电气VDI事业部分别在北京、上海和广州举行了题为“透明数字世界,品质承载未来”的盛大技术产品发布会,期间提出了“透明工厂”的理念和解决应用方案。施耐德电气VDI事业部此次同时发布承载透明数字世界的智能布线解决方案,为中国客户提供更为完善的解决方案。

提到“透明工厂”大家很容易联想到用玻璃做厂房墙体的工厂,坐落在德国德累斯顿的大众品牌高档豪华车——辉腾的生产基地就是这样一个工厂。但是,我们要谈及到的与玻璃厂房毫无关系,施耐德提出的“透明工厂”可以简单的认为是一个信息连通的自动化工厂。

施耐德电气在业界提出将综合布线系统与工业控制与智能建筑控制相结合的概念,将工业生产中应用到的通讯、计算机和工业自动化技术相整合,对信息和工业控制进行无缝、有机的结合,又是工业控制系统和办公系统无阻碍、顺畅的联接和融合,从而使信息和控制信号得以高速、顺畅的传递,这就是具有变革意义的“透明工厂”概念。

透明工厂是一个创造性的战略,它将构建互连网基础的技术与施耐德自动化的产品融合。其宗旨是将现存的、开放的和已经证实的技术引入市场,从而消减专有系统的集成障碍。透明工厂的实施将大大减少系统集成的工作量,也会减少从设计和概念到实际运行产品的时间。

在一个已建成的工厂中,使用多层次的各种网络是很常见的。这种专有网络使用户的下层结构变得复杂化,并增大了支持这些网络运行的成本。

透明工厂摈弃了这些专有网络,而支持开放和通用的以太网、TCP/IP和相关的技术。这种广泛的支持,加上已被用作信息革命中的媒体,确保了在速度、安全性和可靠性方面的不断改进。这些属性在工业领域中都是非常重要的。

“透明工厂”是建立在新的信息技术(IT)和通讯技术基础上的,这些技术包括OPC开放软件标准和Web技术等。“透明工厂”概念主要包含三方面的内容:基于TCP/IP以太网的通讯、Web模式的网络应用和面向对象的编程。

施耐德电气透明工厂的技术是完全开放的,它可以在所有的自动化环境下与MES(制造执行系统)和ERP(企业资源计划)无缝地连接。施耐德电气目前能提供的有关透明工厂的产品有:嵌入式的Web服务器、TCP/IP通讯的网络部件和以太网I/O等。

“透明数字世界,品质承载未来”。施耐德赋予“透明”的含义是体现沟通无障碍、稳定、高效,在施耐德构建的“透明工厂”中,向人类展示了智能化的价值,用高质量的产品与服务来赢得市场,同时更要在广泛的交流沟通中创造价值,让智能化不再只是一个概念,而是可以成为提高经济运行效率、改善生活品质的驱动器。

■ 工业IT

2004年1月13日ABB IndustrialIT产品介绍及用户交流会在上海举行。在过去的两年内,ABB给予了Industrial IT即“工业IT”许多特殊的照顾和“偏爱”。

在谈到“工业IT”的奋斗目标时,ABB曾对它能真正向其客户提供些什么进行过艰苦的思考。思考的结论是ABB最宝贵的“产品”不再是放在包装箱中出售的东西,我们已进入了以知识为基础的提供解决方案的时代。

作为倍受推崇的自动化系统,“工业IT”是ABB自动化技术硬软件技术的综合集成并可广泛接入第三方设备,她将ABB众多的产品、技术、服务和经验等,整合而成的用户解决方案及优化方案等统一到一个实时的信息平台,为各层次的不同应用者提供高效率的工具和信息接入服务。

与现场总线相比,“工业IT”技术能够上到管理层,它也不等同于ERP,ERP是离线的、延时的。“工业IT”可以包含了工业自动化应用的各个层面,她是实现实时信息交换的现场总线技术和完成管理任务及应用的常规计算机进行不同类型数据交换和信息处理的理想的平台,使企业的各层次应用者“时时在线”。

从价值链的角度看到,从现场级到管理层,“工业IT”能够为不同层面的人提供实时信息交流从而体现它的价值;纵向上,即从操作使用角度也可以看到,工业IT的实施使操作更直观,更容易掌握。

“工业IT”是ABB为用户实现真正的自动化和信息化的总体解决方案的总称,各大公司都有类似的概念推出,应该说大家总的方向是一致的,但目前ABB在“工业IT”方面已经有了实质性的产品。ABB“工业IT”在全球已经得到了很好的应用,通过“工业IT”认证的产品数目也已经超过26000种,它们均可以无缝地集成到ABB的工业IT平台之中。“工业IT”平台是融合了多种标准应用和开放的为各层次的不同应用着提供高效率的工具和信息接入服务的实时信息集成平台。

ABB对“工业IT”的市场前景非常有信心,特别是中国市场,当然这也是ABB从全球战略角度的重要决策。目前,已经有一批客户将工业信息技术应用在其生产线中,如ABB为中国云南红塔滇西水泥公司、安徽海螺集团等提供了“工业IT”现场总线集成解决方案,系统先进开放,可以兼容第三方设备,已为客户带来了效率与利润。

■ 智能化生产管理

2003年11月12日,GE Fanuc智能生产管理解决方案2003年中国路演北京站的活动拉开序幕。GE Fanuc自动化中国区软件业务销售总监贲志刚说,当现场系统变得普遍深入的时候,人们更多地关注于对HMI/SCADA应用开发的精简、对应用管理的加强和安全可靠性以及增加对信息的获取。

智能化生产管理(IPM)是一项正在发展中的技术,其独特设计致力于管理并最终根本改进制造生产过程的每一个环节。它包括设计好的一组详尽的解决方案,帮助业务机构内各级层次的用户更有效地履行关键的业务智能。

IPM硬件和软件应用程序包含了生产应用的广泛功能,用以管理生命周期的各个关键方面——从控制车间的生产过程、到分析和共享性能数据以管理整个组织的设备资产。最终,IPM通过优化生产过程的操作性能,为公司提供了减少成本,提高生产率和改进质量的可能。

IPM解决方案一般被分为四个核心功能,分别是:资产管理、企业智能化、生产过程的执行和监控、控制系统硬件。它们既可以单独实施,也可以作为全企业范围整体解决方案中的一部分。

资产管理软件解决方案使得制造商通过主动的有目标的设备管理,在设备利用率上实现收益最大化。资产管理解决方案使得生产和维护经理识别和跟踪实物资产,以便更有效地完成调度和维修任务。

企业智能化软件应用是一组集成地解决方案,它提供了更深层次地了解企业运行效率地手段,使得决策者能实时地从工厂数据中作出业务判断。这些高效的应用软件为生产管理人员提供了作出重大决定所需要的企业的实时信息和分析,从而显著地改进了他们的工作效率。

生产过程地执行和监控解决方案,作为既是与硬件进行通讯又是从被控制地工业过程中析取实时数据地渠道,生产过程的执行和监控软件帮助制造商形象化地可见工厂场地的操作、自动执行监督、并将可靠的生产数据信息传递给更高一级的分析应用程序。该软件应用程序使得操作者和工艺工程师更好地管理产品生产过程。

在控制系统硬件方面,从工业增强型计算机和CNC系统到PLC和机器人,这些都是长期耐用的生产实际产品、维持物料的流转以及保护正在生产的产品安全和质量。

GE完整的MES解决方案与行业领先的HMI/SCADA产品和智能化生产管理软件产品相结合,在现今最具挑战的关键性生产应用中,会提高客户的投资回报率。

■ 全集成自动化

2003年10月10日,西门子自动化与驱动集团(A&D)的创新科技使者——“自动化之光”(英文名Exider)专列从哈尔滨出发,开始了其全球行中国十六城市巡展。展示了全球工业自动化领域尖端的应用实例和技术。其内容涵盖了西门子自动化与驱动集团的40,000多种产品、系统和解决方案,全面展示了工业和基础建设领域的未来应用趋势,也充分诠释了“全集成自动化”的理念。

全集成自动化TIA(TotallyIntegrated Automation)是降低自动化成本的解决方案。在全集成自动化概念中所有的部件——从PLC到工控机,从分布式 I/O 系统到过程控制系统——多保留了它们各自的多样性。TIA意味着共同的组态和编程、共同的数据库管理和共同的通信,是三者的集成。

西门子一直强调新产品的研发,自1996年提出全集成自动化思想以来,所有新产品的研发均紧紧围绕这一框架,并不断接受新的技术,使得TIA不断完善、发展,并将这些新的产品、技术以第一手资料快速传递给用户。

西门子(中国)有限公司自动化与驱动集团自动化系统部总经理海伯乐先生在接受媒体采访时说:“在15年前,西门子的技术是封闭的。自动化技术发展到今天,已从单机自动化、系统自动化向全厂自动化的方向转变,业界广泛倡导的是标准化、开放式结构,西门子的TIA也不例外。”

西门子将工业以太网技术引入TIA,在产品上集成以太网接口,使以太网进入现场级,从而实现元件自动化。而工业以太网正是业界广泛接受的通讯标准,所以,西门子的TIA是开放式架构的TIA,而不是封闭的。当然,为使用户构建的TIA系统更加稳定、可靠,选用西门子的产品会使TIA系统性能充分发挥。

作为自动化领域重量级的公司,西门子非常重视“全集成自动化”概念的推广,也非常重视“全集成自动化”的发展,他们希望通过提供相关的产品和技术能为客户带来更合适的解决方案、更优质的服务。

■ 电子化制造

2003年9月5日,“罗克韦尔自动化2003年度,全方位自动化巡回展示会-北京站”在北京举行,这是罗克韦尔自动化今年在中国举办的全方位自动化巡展的最后一站,在此之前,同样的巡展已经在苏州、济南、成都、深圳等城市举行,深受各地用户的欢迎。同样,在2002年,罗克韦尔自动化公司也举办了全方位自动化巡回展示会,使罗克韦尔自动化公司推出的电子化制造(e-Manufacturing)解决方案得到了行业的广泛关注。

电子化制造对企业生产有以下要求:生产过程和商业过程的同步;工作、信息和原料的流程的编排;存在于价值链及企业内部自动的商业过程和工作流程;生产平台的信息控制管理和分析;所有相互协作部分的设计过程的集成;平衡双向的信息传递,以优化生产;满足客户的要求和其他的策略目标;维护系统和制造系统支持的相互协作。电子化制造通过实施专业行业解决方案,将工厂自动化贯穿到整个企业,从而提高竞争优势,并获得最大的内部投资回报。

在传统的产业中,工厂的自动化系统和企业的其他系统是分离的,工厂的自动化系统是企业中一个孤立的部分。今天的制造企业,不仅关心销售和市场的增长,更重要的是作为一个整体如何发挥和提高企业的最大的效率。通过优化组织结构,使内部的流程更协调,没有间隔,使用起到杠杆作用的技术如Internet,和竞争对手相比,企业能操作流程更好,更快,更便宜。在电子化制造中,生产制造平台和企业商业供应链的连接是非常重要的,信息的互通比以前显得更为重要。Internet 技术和电子商务的推广是集成电子化制造趋势的加速器。

电子化制造过程开始于基于Web 订单或e 订单接受之前, 在价值链上的各个成员之间相互协作,为客户提供定制的解决方案。这种相互的协作要求按照既定的规则,在建立和提供方案有关的收入、费用、市场和商业过程之间共享信息,同时也包括生产和设计过程的协作。当接受到一个订单时,先在相应的价值链的各个环节分配,进入相应的生产平台和及时为客户提供产品的e-供应过程。当订单被制造时,关于生产过程和质量的信息必须能够以安全的电子化的方式取得。

随着经济全球化的发展,中国传统的制造行业正在面临着前所未有的机遇和挑战。为了实现生产率和业务性能的最大化,许多公司都在寻求如何利用信息技术提升企业的核心竞争能力。作为全球领先的工厂自动化供应商,罗克韦尔的电子化制造必将为客户提供更高的价值。

擂鼓助威

在向工厂智能化发展的道路上,各大自动化公司都使出浑身解数,拿出自己最耀眼的方案,力争为客户提供最优的服务。纵观以上方案,有一种现象很值得关注,那就是:企业更注重把自动化技术与管理相结合,更注重信息化在工厂智能化中的突出地位。

最近几年,在企业的信息化建设过程中,企业的管理系统表现的尤为抢眼,ERP更是众星捧月,被翻来覆去炒过一轮又一轮。今天我们就把ERP“端”出来晒一晒,希望能起到抛砖引玉的作用,让我们能更好的了解企业信息化建设的发展。

经过这几年的发展,ERP虽然快被炒烂了,但是这个概念却变得越来越陌生,也许是因为叫的太多的缘故,大家只是在叫,而不去理会它到底是什么。自从ERP概念出现以来,市场上ERP公司如雨后春笋,许多形形色色的小公司包装一下,摇身一变就成了ERP厂商。对于越来越模糊的ERP市场,用户又一次陷入了迷茫之中——过去是因为知道得太少而迷茫,现在却是因为接触得太多而困惑:谁都说自己的产品最先进、服务最到位,谁都说自己的模块最齐全、思想最超前,到底该选择谁呢?

ERP到底是什么?从字面上来看比较容易理解,那就是EnterpriseResources Planning(企业资源计划)。在ERP体系里面,包含了从企业资源计划、财务管理制度、内部供应链管理等内容。

进入上个世纪90年代,全球经济一体化日益突现,同时,计算机和网络技术在人们的经济和生活中表现得越来越重要。企业为了适应市场需求的变化,过去单一的生产模式变成了混合型的生产模式,MRPⅡ在应对这些复杂和多变的混合生产时,已经无法准确地适应企业的管理需要了。并且,由于MRPⅡ是通过对计划的及时滚动来控制整个生产过程,相比起更加快捷的互联网来说显得及时性较差,只能实现事后控制。此外,企业越来越强调利润控制的作用,因此简单的财务数据和生产数据的集成,已经无法满足管理控制的要求。

1990年,美国Gartner Group公司在MRPⅡ的基础上,提出了评估MRPⅡ的内容和效果的软件包,这些软件包被称之为ERP。从最初的定义来讲,ERP只是一个为企业服务的管理软件,在这之后,全球最大的企业管理软件公司SAP在20多年为企业服务的基础上,对ERP的定义提出了革命性的“管理+IT”的概念,那就是:

1、 ERP不只是一个软件系统,而是一个集组织模型、企业规范和信息技术、实施方法为一体的综合管理应用体系。

2、 ERP使得企业的管理核心从“在正确的时间制造和销售正确的产品”,转移到了“在最佳的时间和地点,获得企业的最大利润”,这种管理方法和手段的应用范围也从制造企业扩展到了其他不同的行业。

3、 ERP从满足动态监控,发展到了商务智能的引入,使得以往简单的事物处理系统,变成了真正具有智能化的管理控制系统。

4、 从软件结构而言,现在的ERP必须能够适应互联网,可以支持跨平台、多组织的应用,并和电子商务的应用具有广泛的数据、业务逻辑接口。

我们今天说的ERP,通常是基于SAP公司在1990年以后的定义来说的。所谓ERP,就是通过信息技术等手段,实现企业内部资源的共享和协同,克服企业中的官僚制约,使得各业务流程无缝平滑地衔接,从而提高管理的效率和业务的精确度,提高企业的盈利能力,降低交易成本。

在我国,有关ERP的引入是许多企业颇为关注的问题。自从1981年沈阳第一机床厂从德国工程师协会引进了第一套 MRPⅡ 软件以来,MRPⅡ/ERP在中国的应用与推广已经历了近20年从起步、探索到成熟的风雨历程。据不完全统计,我国目前已约有700家企业购买或使用了这种先进的管理软件。但是,其应用的效果很不平衡,各个企业差距较大。

国内企业对ERP的实施也表现出以下几个问题:

1、以进为“上”型。指关注企业管理新发展,采取“拿来主义”态度,积极地学习、借鉴,当条件成熟时及时上马的企业。

2、盲目乐观型。这些企业对ERP认识模糊,混淆了“ERP软件”与“ERP系统”的概念。

3、怀疑观望型。当前ERP软件市场可谓“一头热”,说明了持这种想法的企业占到多数。他们认为,ERP是舶来品,尚未经过中国国情的“改造”。再加之,许多企业曾经上马的MRP II系统运行不利,更使得他们提出“ERP究竟是否适合中国的企业”这种疑问。

可以预言,在信息化和自动化风靡的今天,ERP必将成为企业向智能化工厂发展的有力加速器,必将在企业的管理层面上发挥越来越重要的作用。

展翅飞翔

随着经济的飞速发展,传统的自动化和IT技术已经走向成熟,企业的自动化和IT技术的应用也已普及。为了适应市场的需求,为了能在竞争中立于不败之地,众多自动化公司都在积极研发更先进、更适用的技术和产品,在智能化概念的炒做下,凭借他们自己的宣传和我们的媒体平台的通力合作,“自动化”已经展开翅膀,翱翔蓝天。

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