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在单一平台上整合电力控制与过程控制的五大原因

实时数据可提升效率并尽可能提高性能

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工业环境中的女性工程师,头戴白色安全帽,身穿荧光绿色工业外套,坐在四块计算机屏幕前,查看集成的过程与电源控制数据

运营优化是每个工业制造商的目标。但若依赖各自为政的分散系统,不仅难以达成目标,还可能引发潜在风险。

生产系统中的各个操作环节,包括基本过程控制系统、变频器 (VFD)、马达控制中心、仪器仪表、控制软件和能源管理程序,必须作为有机整体协同运行。

然而,当这些要素运行在各自独立的平台上时,安装、运营和维护成本以及相关风险都将成倍增加。采用针对单一平台的预测试解决方案虽有一定帮助,但随着工业运营规模扩大和复杂度提升,计划外停机、网络安全漏洞等风险将被进一步放大。

采取战略性的统一架构可有效降低总体拥有成本,减缓风险,同时为企业提供数据智能支持和全局可视化能力。这种方法可对能源管理、资产性能管理、过程管理、安全、网络安全和生产分析等运营流程产生积极影响。

统一平台可简化一切

统一架构有助于管理和优化制造商的复杂系统,包括过程控制、电力及能源管理、变频器、马达控制中心、安全系统等。运行一个平台而非两个或多个平台显然更高效,但这一策略的优势远不止于此。

传统模式下,过程控制与电力管理分属不同职能部门,由独立团队负责运营。但随着技术进步,这种界限已被打破。越来越多的企业选择将两者融合,以实现更高效的运营。

电力管理是过程控制功能、以太网 IP 网络、网络安全规划、安全及 Remote I/O 的自然延伸。集成的过程与电力系统依托统一的自动化平台,实现了跨职能可视化和交互式通信,简化了互联工厂、车间或矿山中操作人员的操作环境。将生产自动化过程控制与电力基础设施整合至单一平台,不仅为制造企业提供了全局视角,更能确保操作人员实时获取关键信息。

单个统一系统提升了运营可见性,简化了设备维护和操作人员培训流程。来自各生产过程的信息通过集中整合和情境化分析,形成多源数据洞察,为实时数据驱动型决策提供有力支撑,从而驱动提升生产效率、降低运营成本、维护产品质量并减轻风险。

通过整合实时生产数据与电力数据,企业能够挖掘深层次的数据洞察,识别优化能源管理策略、改进产品设计以及提升可持续性绩效的机会。以统一格式分析过程数据与电力数据,有助于实现全厂基础设施的协同优化。

可见性与实时数据洞察

简化的硬件操作与软件编程助力工业企业应对普遍的劳动力挑战。通过捕获专业的历史经验知识,对其进行场景化处理并转化为数据洞察,企业能够为员工提供可指导实践的智能分析,推动运营一致性。工厂操作人员无需再接受多个操作系统的培训,只需专注于学习单一系统,同时享受企业级现代化数字视图。这种统一的可视化不仅提升了用户体验,更有助于提高生产质量与安全性。

企业范围内的实时数据和信息为提升效率与效能提供支持,助力员工优化运营。有了这些数据洞察,操作人员就能够做出知识驱动型决策并采取行动,来推动持续优化。这种增强的可见性有助于员工在更具战略性的层面做出贡献,从而提升生产率和人员参与度。

远程访问与过程监控同样推动效率提升。远程操作人员能够从系统中接收实时数据洞察,并在任何地点、任何时间快速采取行动。此外,操作人员还受益于简化的培训、降低的复杂性、增强的故障排除能力以及改进的安全系统。

降低网络安全风险

在当前环境下,生产设施必须采取预防措施,以保护人员、资产和知识产权免受持续的网络攻击。为了构建更具韧性、更安全且更可靠的运营环境,制造商可以采用单一平台策略,以实现实时资产库存盘点、漏洞管理和风险补救。

对网络资产的可见性是确保网络安全有效性的关键。具备发现和评估易受攻击资产的能力,并为每个资产分配风险等级,有助于预防可能使工厂瘫痪的网络攻击。由于物理安全和网络安全是任何制造运营不可缺少的一环,制造商必须采用一套强大的网络安全解决方案,例如 Verve® 提供的方案,以减轻数千种网络安全风险。

企业可以在单一平台上应用对策并实施 IEC 62443 标准,以减轻网络威胁,并且可以将网络安全补丁持续远程上传到系统中。

构想统一架构的高效性

分布式控制系统,例如 Rockwell Automation 的 PlantPAx®,可以在与电力、变频器和马达控制中心相同的平台上运行(见图 1)。批处理和连续过程操作也可以在共同的平台上运行。

这些协同效应以及使用 Emulate3D™ 等仿真和数字技术的能力减少了设计、集成、工程和培训成本,从而降低了对资本支出/业务支出预算的影响,并提高了投资回报 (ROI)。

过程控制与电力控制

Figure 1. Consolidating production automation process control and power infrastructure onto one platform provides a holistic view of the manufacturing enterprise.

在比较运行多个系统的成本时,统一平台的财务优势显而易见。采用多个单独平台的企业需要多个供应商的现场支持,签订多份服务合同并使用多个培训管理包。而统一的平台不仅能降低实施和维护多个平台所需的项目数量,减少项目风险和成本,还能减少初始部署所需的服务器数量,并显著降低长期维护支持需求。

通过采用统一系统,企业只需签订一份综合解决方案和服务协议即可覆盖所有工作范围。企业可以将单个平台的运营费用乘以当前使用的平台总数,来计算多平台的整体成本,然后与统一解决方案和服务协议的成本进行比较,来估算潜在的节省。

数字化转型加速生产率提升并降低风险

数字化转型的概念正在为制造商带来生产智能,使其能够量化和优化运营的几乎所有环节。这一变革还实现了跨所有站点的即时信息共享和无缝协作。大多数制造商正积极通过使用智能工具和技术(如人工智能、机器学习、虚拟现实和增强现实)来实现运营的数字化转型,进而提高生产效率。

实施统一架构有助于实现韧性、可持续性和敏捷性等数字化转型目标。全面的方法和详尽的前期规划对于降低项目风险和加速价值实现至关重要。虽然起步并不容易,但要在竞争中保持领先地位,企业必须维持这种前进势头。

企业可以考虑与自动化解决方案公司(如 Rockwell Automation)合作,他们可以提供端到端的解决方案与服务,全面涵盖从数字咨询到设计,再到前端加载、试运转和启动的所有环节。数字化转型依赖于制定全面的数据战略和架构计划。合适的合作伙伴将拥有独特的行业专业知识,并能提供覆盖整个企业的数据科学和生产物流专业服务,例如 Rockwell Automation 旗下的 Kalypso 公司所提供的服务。

凭借这些经过验证的杰出技术和服务,自动化解决方案合作伙伴将汇聚所需的利益相关方,优化项目时间表并尽可能降低风险。选择具备完善合作伙伴生态系统的交钥匙自动化供应商和可信赖顾问,不仅能加速产品上市进程,更能确保长期投资回报。

结论...

在统一平台上整合当今的前沿数字与物理技术,有助于制造商在简化和优化生产流程的同时,管控风险、实现敏捷性和可持续性。采用统一架构整合各类系统可带来以下优势:

  • 削减总体运营成本
  • 提高投资回报
  • 降低风险
  • 简化复杂运营
  • 实现企业范围内信息的精准触达

发布时间 2025年2月6日

主题: Optimize Production Cybersecurity Industrial Automation & Control Process Solutions Lifecycle Services Production Operations Management Drives Motor Control

Matt Kennedy
Matt Kennedy
Vice President, Global Capabilities & Innovation, Rockwell Automation Lifecycle Services
Matt leads the global capability strategy for Lifecycle Services, with more than 30 years’ experience in automation and control, focusing on power and process control services and solutions, cybersecurity, network and remote system support and sustainability.

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