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罗克韦尔自动化
——让互联企业不是梦

2015-12-08梁秀璟

自动化博览 2015年2期
关键词:工厂企业

文/梁秀璟

罗克韦尔自动化
——让互联企业不是梦

文/梁秀璟

今天,罗克韦尔自动化正在试图站在一个全新的视角和大家认识——那就是“互联企业”。

在美国威斯康辛州密尔沃基市的中心,伫立着一座叫做Allen-Bradley的钟楼,每当在密歇根湖上航行的水手看见这座钟楼,就知道自己的船已经接近密尔沃基城南了。在流年的蹉跎中,它显然已经成为了这座小城的地标性建筑。然而,Allen-Bradley钟楼的意义似乎远不止于此。

这座钟楼于1963年由Allen-Bradley公司(该公司于1985年被罗克韦尔自动化公司收购)自己的员工修建而成,在之后的50余年里,它不仅见证了Allen-Bradley公司的发展与壮大,也见证了A-B品牌被纳入到罗克韦尔自动化公司并成为其麾下迄今为止最大的品牌。现如今,这座钟楼下面的建筑Allen-Bradley大楼作为罗克韦尔自动化公司的全球总部,为3000余名员工提供了办公空间,他们从事着产品开发、市场营销和公司管理等方面的工作。

古老的钟楼承载和记录了Allen-Bradley品牌过去111年的辉煌历史,而今天,这家公司却正在试图站在一个全新的视角和大家认识——那就是“互联企业”。

Automaiton Fair®2014 现场

Automation Fair®2014——“互联企业”的全面展示

2014年11月19日~20日,罗克韦尔自动化博览会Automation Fair®2014(以下简称AF2014)在美国加州安纳海姆召开。无论是活动首日吸引了来自全球9000余人参加,还是140余家厂商参展,亦或是18项动手实验,17场演示讨论会,以及99场技术研讨会,这一切都让AF2014在正式开启时就毫无疑问地成为了业内关注的焦点。罗克韦尔自动化主席兼CEO Keith Nosbusch说:“Automation Fair®是罗克韦尔自动化面向客户的标志性活动,致力于解决现实中遇到的问题,并为行业带来实实在在的价值。”

事实上,这并不是记者第一次参加Automation Fair®,每一次前来都有一种朝圣的心态,因为这里展出的产品、技术以及解决方案,都将成为未来业内聚焦的前沿。作为一个传承了23年的盛会,AF每一年都会带给业内绝对的惊喜。今年当然也不例外。一个由罗克韦尔自动化擎画的未来制造业蓝图——互联企业,在AF2014上得到了从概念到落地的全面展示。

以PLC、变频器、集成架构、核心元器件、智能电机控制、过程解决方案、信息软件、解决方案和服务、安全解决方案、能源管理以及OEM和EtherNet/IP网络基础设施为主的十大核心展区,看似与以往没有太大区别,但若你仔细查看,就会发现罗克韦尔自动化正在通过每一点产品的创新和技术的进步,潜心布局互联企业。

罗克韦尔自动化为其 PlantPAx 过程自动化系统添加全新的虚拟化、批次管理和集成电机控制功能。此次的扩展功能让PlantPAx 系统进一步增强,能帮助用户在整个企业内简化设计集成、降低风险、精简操作,并提高工程设计效率。

除此之外,FactoryTalk VantagePoint EMI v6.0 软件现已将 VantagePoint 移动组件涵盖其中,借助这一组件,用户可通过兼容 HTML5 的任何浏览器以及 iOS 和Android 等移动平台创建显示画面并与数据进行交互。现在,无论用户使用智能手机、平板电脑还是 PC,都可轻松登录VantagePoint 系统,查看到所用数据的实时数据,或是需要快速响应的现场操作,用户还可自动查看基于 Web 的 KPI 内容。相比之下,能够对制造数据进行桌面访问或移动访问的传统方法成本高昂又耗费时间,因此这一变化具有重大意义。此外,此组件无需网络管理员或 IT 人员创建用户特定的配置,因此,制造商可以为更多用户快速提供数据,从而有助于提高生产率。

这些在产品和技术上的变化,分开来看,也许都仅仅只是一小步,然而,正是坚持不懈的每一个一小步,才成就了今天罗克韦尔自动化迈向互联企业的一大步。

互联企业——制造业的未来

当前,全球正出现以信息网络、智能制造、新能源和新材料为代表的新一轮技术创新浪潮,对产业发展产生了日益深刻的影响。国际上包括中国随之掀起了一股讨论热潮,理论界和产业界普遍认为,世界正处于新一轮技术创新浪潮引发新一轮工业革命的开端。虽然大家各自看问题的角度和关注的重点不尽相同,但普遍都有一个共识,就是新一轮产业变革的核心在于工业、工业产品和服务的全面交叉渗透。这种渗透需要借助信息网络技术的应用。实际上,越来越多的事实表明,信息技术特别是互联网技术的发展和应用正以前所未有的广度和深度,加快推进生产方式、发展模式的深刻变革。可以说,信息网络技术正在深刻改变着传统制造业,传统制造业面临着要么被颠覆、要么积极拥抱的抉择。

正如美国罗克韦尔自动化公司主席兼CEO Keith Nosbusch 在Automaiton Fair®2014 “自动化前景展望”论坛上所说的那样:“这是一个激动人心的时代!”毫无疑问,在这个时代中,罗克韦尔自动化给出的答案是——互联企业。“我们认为,互联企业是一次创新变革,它能够为提高生产力和全球竞争力创造前所未有的价值,孕育着巨大的市场机遇。”

Nosbusch的声音坚定而有力,这位在1974年就加入Allen-Bradley公司的长者,如今正带领着111岁的罗克韦尔自动化开启一段全新的征程,而在这段征程中挥斥方遒的正是互联企业这把利剑。

什么是互联企业?

一千个读者心中就会有一千个哈姆雷特。想必一千个人也会对互联企业有一千种不同的认识和解读。

到底什么是互联企业?百度百科上这样解释:“互联企业”即通过集成的自动化控制与信息技术,结合移动技术、云技术和大数据分析等现代科技,实现数据、生产过程、人员和设备的无缝连接。

思科系统网络安全事业部副总裁兼首席技术官Bret Hartman认为,互联企业是一个将数据转化为知识,将知识转化为智慧的过程。

Dr. Reddy's Laboratories 执行副总裁兼技术运营负责人Samiran Das指出,互联企业是将业务与生产车间环境联系在一起,挖掘这两方面的数据,并将其转化为具有指导意义的信息。

罗克韦尔自动化认为,IT(ERP、CMS、质量、财务、物流、供应链管理)和OT(传感器、机器、控制器、执行器)的完美融合是互联企业的核心。

Nosbusch的解释也许更为透彻:“互联企业注重紧密地整合工业资产与企业价值链中的其它部分来快速创造价值。为实现这种更为紧密的集成,我们需要安全的网络,需要方便的数据采集和管理,以及对数据的解析,从而将其转化为可以共享的信息。”

不要以为互联企业是近些年才热起来的新概念,据罗克韦尔自动化架构与软件业务部高级副总裁 Frank Kulaszewicz透露,互联企业概念的雏形可追溯到 30 年前,但直到今天才具备落地的基础。他补充道,30年前,互联企业还只是一个技术理念,我们还没看清晰其商业和经济效益,但是随着以太网的普及,信息解决方案和移动技术的发展,尤其是我们已经具备了整合系统的能力,所以,就在这样一个转折点上,互联企业终于从30年前的睡梦中苏醒,走到了今天,成为现实。

互联企业的目标是什么?

“智能制造”是整个制造业发展的方向和未来愿景,而“互联企业”是帮助企业实现智能制造的基础和必经环节。过去几年,新技术的发展日新月异,如云计算、移动技术、大数据、虚拟化、网络安全、社交媒体等在影响着人们日常生活的同时也改变着制造业的形态。思科发布的统计数据显示,在接下来的 10 年中,物联网孕育着 14.4万亿美元的价值,其中 27%将来自制造业。如何帮助客户在新一轮的工业革命中保持领先?罗克韦尔自动化认为,应该要帮助客户实现四个价值:更快的产品上市速度、更低的总拥有成本、更高的资产利用率以及企业风险管理。

“我们所做的一切都旨在围绕这四个价值驱动因素帮助客户获得切实利益,为帮助客户抓住这四个价值驱动因素,我们构建了互联企业的愿景。” Nosbusch接着谈道:“从生产车间到企业层面,从供应商到客户端,我们的目标是使整个企业都得到优化,并取得可量化的业务价值。我们相信现在正处在互联企业的转折点,借助OT与IT的集成,以及物联网时代的推动作用,我们可以帮助客户将这一理念转变为现实。”

这就是互联企业的目标与存在的价值。

如何实现互联企业?

前文提到了诸位专家对于互联企业的解读,其实不管他们有怎样的不同,我们都能从中看到一个相同点,那就是在互联企业中,信息技术(IT)与运营技术(OT)的原有界线正在变得模糊。Nosbusch对此也颇为认同:“我们正处于迈向互联企业的转折点,互联企业的关键就是控制与信息技术的融合。要实现互联企业,就必须将IT与OT有效融合。”

罗克韦尔自动化与《工业周刊》(Industry Week)联合开展的调查显示,近四分之三的美国工厂都有 20 年以上的历史,但其中只有不到 14% 的制造商将其设备连接到企业网络;此外,麦肯锡公司的一份调查报告指出,制造领域产生的大数据已达到 2 艾字节;ARC 顾问集团的研究结果表明,各工厂由于意外停车而导致的损失每年可达 200 亿美元,而整个行业更新老旧的自动化系统将花费 650 亿美元。

这些趋势为通过融合IT与 OT 实现互联企业,从而优化生产提供了绝佳机会,而物联网、大数据等新技术能够推动 IT与OT之间的融合。

互联企业的实现固然不是一蹴而就的,但可喜的是,我们看到了罗克韦尔自动化始终在努力,并在一步步前进着。“我们与合作伙伴利用在工业领域的专业知识推动互联企业流程和业务模型的建设,”Nosbusch 解释说。“它将帮助我们挖掘巨大的潜在价值。通过基于IP的、安全的基础架构,现代化技术帮助我们将智能资产与企业其余部分相连。这些智能资产的数据会在最具价值的位置进行处理、分析、传送,可能是在控制器、边缘端口或是在云中。”

罗克韦尔自动化通过三个核心平台推动互联企业建设——集成架构、智能电机控制以及解决方案与服务业务。“集成架构具有高度的可扩展性,能够使高性能机器脱颖而出;智能电机控制的整个系列都可得到集成架构的支持以提升性能;解决方案与服务包括设计咨询、相关支持以及其它服务。借助我们的合作伙伴网络,我们完善并扩展了这些平台。”Nosbusch说道。

无论在现场还是在工厂,所有集成的控制和信息均从智能资产开始。“在许多重工业领域,依靠现场的智能资产可实现远程监视。”Nosbusch 解释说,“工厂中智能资产的计算能力远远超过分散的资产。但现场与工厂中的智能资产很难划分得一清二楚。”

现场的分散型智能资产,如抽油机、储油罐和矿井传送带等需要安装在自然资源所处的位置,有时需要安装在十分恶劣的环境中,现在,凭借蜂窝通信和卫星通信等技术,此类智能资产的管理将更加经济高效。大多数远程资产在应用时应有专门人员负责整个环节,以便深入了解真实情况,进而采取有效措施。

液化天然气加气站是远程资产管理的一个典型例证,未来几年,此类加气站预计会增加 60%。“罗克韦尔自动化正与 Chart Industries 和 Shell 公司就接收站项目展开合作。”Nosbusch 谈道,“我们将部署基于云的解决方案以实现资产管理并提升现场绩效。能源市场不断扩大,各能源公司对环境都非常敏感。因此,我们将在遥远的位置部署更多智能资产并优化其性能。例如,在数字化油田领域,互联企业的目标是加快所有决策制定过程从而延长正常运行时间并提高效率。比如,下一个油井应如何选址?如何安排合适的人员或如何获取所需的备件来为运行或维护提供支持?”

全厂范围内集成的控制和资产,如机器、生产线、过程设备和控制器,都会产生大量数据。据Nosbusch介绍,在一家全球最大的食品加工企业,来自多家制造商的各种机器都通过标准化的功能实现了互联。所有机器均通过基于 IP 的开放式基础架构使用 CIP 通用工业协议进行实时通信。每个工厂都有数据中心,相关信息可通过云进行共享,便于随时查看。实现互联后,一个覆盖全球 100 多家工厂的网络将成为这家制造商互联企业的核心。

切身实践互联企业

如果说,在别人身上的实践还不足以充分证明互联企业的价值,那么罗克韦尔自动化的这招“现身说法”显然更具有说服力。

早在2005年,罗克韦尔自动化就已经踏上了自身实践互联企业的征程。“回顾 2005 年,从企业文化角度和人才角度看,我们还未做好进行这种转变的准备。当时的工厂形成了许多信息孤岛,工厂中的机器与 ERP 分离,各个工厂相互独立,需要数百名员工才能完成运营,效率低下的情况随处可见。从工厂运营和管理者的角度来看,这不利于企业发展。”罗克韦尔自动化运营和工程服务部 (OES)高级副总裁 Marty Thomas回忆道:“当时的任务是重组罗克韦尔自动化的全球供应链,但没想到收获的效果远远超出预期。当我们审视我们的供应链时,无论衡量哪种指标,最终得出同一结论,即我们必须重新设计和规划供应链。我们当时的挑战是制定一个五年计划,其中包括必须对70%的工厂在全球范围内重新进行部署。调整后,我们需要的供应商从原先的3000 家减少到 2100 家。我们还需要重新设计整个 MES。”

为此,罗克韦尔自动化的团队制定了详细的执行方案,以确保思路和工作的一致性。首先,罗克韦尔自动化对其全球生产流程实施了标准化。“具有20~30 年工作经验的员工非常了解哪种类型的设备性能最好,以及如何操作此类设备。”Thomas 谈道,“不过我们无法在全球开建工厂后让每家工厂自行选配设备,我们必须有一个全球通用的流程。罗克韦尔自动化的工厂一直都很擅长设备级控制。当时,每家工厂都运行自己的ERP 系统,在企业级各个工厂之间并未相互进行通信。”那时,从设备到 ERP的连接在各工厂之间也有很大差异,有些工厂根本未进行连接,有些工厂使用自主研发的 MES 解决方案,还有一些工厂采用工业软件进行连接。

当企业基于自身的 FactoryTalk ProductionCentre 平台实施标准化从而将设备连接到 SAP 时,可以尽可能地消除人为干预。“我们现在能够按天/小时/周监视遍布全球的每台机器。”Thomas 谈道,“过去,各个工厂必须自力更生,但现在我们可以在总部对全球库存进行规划。2005 年,我们的库存天数为 120天,当时在资产负债表上库存占用了大量资金。而且,我们的准时交付率仅为82%。而现在,准时交付率可达 98%,且生产率每年可提高 4%~5%。人们常常问及部署这些系统的成本,但我们发现它们带来的收益完全可以抵销投资成本。我们的产品类型包括库存产品、按定单配置的产品和按订单进行工程设计的产品。其中,85% 的产品通过库存业务处理,可在两天之内发货。14% 的产品按照订单进行配置,可在 14 天之内发货。其余 1% 的产品按照订单进行工程设计。也就是说,我们 99% 的产品都能在 14 天内发货。”

一个个详尽的数字无疑是最具有说服力同时也是最能打动人心的。Thomas最后强调:“为确保从容应对这一改变,必须清楚地认识到这条发展之路永无止境。我们已探索了9年。每月,我们仍会与全球各地的所有工厂管理者举行电话会议,进行交流。”

由此可见,互联企业的梦想虽已照进现实,却依然需要不懈的坚持和耐心的钻研。“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”。在互联企业的征程上,罗克韦尔自动化和它的合作伙伴,已经冲出起跑线,开始了那激动人心的造梦之旅!

罗克韦尔自动化主席兼CEO Keith Nosbusch

互联企业在中国

几乎没有人可以否认,当今的中国在全球制造业大局中的地位。而罗克韦尔自动化的互联企业梦之旅中,当然也有对中国的期待。罗克韦尔自动化亚太区总裁欧瑞韬(Tom O’Reilly)在接受记者采访的时候谈道:“我对于在中国市场推广互联企业很有信心,这对于中国客户来说意义重大。尤其是像制药和奶制品等行业正面临着很多挑战,如果他们可以开始实践互联企业,那么就可以确保人员、整个供应链,以及所有一切因素的高质量标准。当然,这样做的成本可能会有些高,但是如果你不这样做,消费者就不会购买你的产品。除此以外,监管越来越严格,客户对质量的关注度日趋提高,这些都是有力推动互联企业建设的因素。”

很高兴的是,我们已经看到一些中国的制造业企业开始行动起来。Tom告诉记者,现在一些较为成熟的中国客户已经开始部署其网络架构和信息系统。他补充道,一家中国的轮胎企业正在北美建设大型工厂。过去,他们的很多自动化系统都是彼此孤立的,但如今,对于他们正在建设的海外大型工厂,他们意识到,任何质量问题导致的后果都是他们无法承受的。所以,他们开始努力地去完善互联,利用以太网基础架构、MES、实施全面自动化和标准化,全面以太网连接等技术。虽然他们以前在中国从未这样做过,但是他们深知,若想在全球竞争中脱颖而出,必须这样做。

听到这样的案例,让始终对中国制造业企业怀有一份莫名情怀的记者突然有些感动。古老的中国拥有上下五千年的悠久历史,足以令每一个中国人无论站在世界的任何地方都可以毫不汗颜。然而,我们拥有的决不应该仅仅是历史。在新的历史机遇下,如何在核心技术、产品附加值、产品质量、生产效率、能源资源利用、环境保护等方面,尽量缩短与发达国家的差距?在变革的时代中,如何打造竞争优势,勇立潮头?这是所有中国制造业企业面临的挑战与难题。虽然,拖着厚重的身躯,每走一步都有粉身碎骨的危险。但若不走,注定只有灭亡。很欣慰,至少,我们还是迈开了这一步。

最后,我想以Nosbusch的一段话作为结尾:“这是个激动人心的时代,在我的职业生涯中,这是我第一次看到互联企业将打破工业领域以往的行业规则,创造实实在在的业务价值。互联企业孕育着巨大的市场机遇,并且能够带来切实可见的商业效益。”不得不承认,互联企业正在改变着整个世界。

梦想,已经照进现实。

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