企业技术推动工程应用

　　上世纪90年代，将工厂底层与前端办公室相集成的努力，最近因为以下原因而重新成为热点：新技术的应用、众多实际的业务原因、专注于新的领域。Control Engineering的一项读者投票揭示了正在发生的事实。
　　最近，工控领域最大的事件就是工厂底层与前端办公业务系统的互联，本系列文章将介绍这种由自动化级到企业级的整合。对很多人来讲，这听起来像是上世纪90年代后期制造业的回应，那时企业资源规划系统（ERP）与供应链系统正准备将所有的业务要素联系起来。
　　然而事实并没有像原来预测的那样发展。
　　由于要等到事后才能看到这种集成的好处，所以我们今天可以非常容易看到，为什么90年代后期，企业级的信息集成从来没有真正盛行起来。其首要原因就是因为其业务利益不是十分清晰。
　　在这段时期使用最为频繁的一个词汇是“优化操作”或者其它类似的派生词。这基本就是Jim Collins（《从优秀到卓越》的作者）称之为BHAG的东西，即一个伟大的、多方面的、大胆的目标。BHAG可好可坏，而90年代后期的优化操作，其中大部分在理想化的目标后面，并没有真正业务上的实质内容。

　　在那个时代，制造业中最本质的因素还是工厂底层的要素。
　　在90年代后期，制造业系统集成的焦点主要集中在：订单管理、金融财务、客户管理、运输接货等。对于前端的办公室，制造过程基本上是一个黑箱系统。当然，一些由企业系统来处理的生产计划和调度也是基于制造层的数据。然而，大多数此类数据的采集是以周或月为周期更新的，然后再输入业务系统。由于数据的更新频率太低，就难以获得企业系统制造商所承诺的快速性和灵敏性。
　　但是，将制造层数据在自动化的基础上整合入这些系统又是另外一码事了。工厂底层的系统是运行在动态、实时或准实时系统的基础之上，而不是运行在企业系统那样的基于事件的平面文件系统之上。这就是引起以下现象的第二种原因，即近十年以来，绝大多数“自动化级－企业级集成”都未像预期的那样，真正付之应用。因为在很多情况下，技术上的准备并不充分。
　　今天，制造商和分析专家都已认识到，与上述集成应用领域相关的软件及硬件工业均已经从以往的失败中充分吸收了教训。目前，新提供的解决方案都是建立在对工厂底层数据充分了解的知识层面上。今天的系统集成是基于数据和过程驱动的，而这些数据和过程又是由工程师和操作工“拥有”并加以管理的；这是一种自底而上的集成方案，并非以前那种追求潮流的自顶而下的设计。
　　根源，结果
　　对于这种方向性的变化，我们可以列举很多原因，其中最突出的两点是：调整与竞争。
　　从Sarbanes-Oxley到21 CFR Part 11再到TREAD Act，我们可以看出，制造业能否长期生存，将直接依赖于是否具备以下能力：即分辨生产操作是否与政府调整的步调一致。已经证明一致的数据，会传输并录入到工厂上层的公司系统之中，而那些直接从事调整工作的公司员工是可以访问并且能够理解该系统以及其中的数据。
　　由于竞争激烈，各地的制造商都在为生存而奋斗。很多产品的差异是非常微小的，并且绝大多数操作工艺都已经从Lean和Six Sigma的推动中获取巨大的利益。大家剩下能做的就是基于数据提取的变革，推动生产能力的增加。换言之，现在的制造业必须提高因为没有有效提取适当的生产数据而效率低下的因素，并且还要以最有效的方式体现出来。
　　这最终意味着，工程师和操作工将比以往更加重要，原因在于他们理解且管理那些对于制造业的生存和未来至关重要的数据。
　　然而，这种现象对于工厂基层员工而言是一分为二的。工程师在此类发展中可能面临两种状态：最好或最坏。
　　对于那些为这种机遇做好准备的工程师来说，是个展现才华的最好时机，而这场充满了调整和竞争的变革风暴现在已经深入工业领域。

　　而对于那些乐于循规蹈矩、在其特定专业领域并没有认识到变革的人来说，以上的变化就是一个最坏的消息。在“自动化级－企业级集成”的进程中，工程师们将一如既往地为他们的技术专长而自豪，但是，他们必须基于现有的能力，通过对信息技术的了解与合作，继续努力以成功地在生产制造和业务领域自由翱翔。
　　调查结果表明
　　在工程领域如此重大的转变当中，Control Engineering非常想从广大读者那里得知他们是如何看待目前“自动化级－企业级集成”这一事物的。比如制造业工程方面的工作因此而改变了吗？有多少制造业企业正在将自动化级系统和企业级系统集成？另外，还有以下问题：
　　■ 技术问题是其中最为重要的因素吗？
　　■ 在此类集成应用中，工程师应该扮演什么角色？
　　■ 将自动化级系统与企业级系统相集成，其中最大的挑战是什么？
　　■ 工程师们需要何种IT方面的技能&nb

sp;水准？
　　■ 系统集成是与IT经验相关的工程吗？
　　重要的调查结论包括以下：
　　■ 60%的受访者认为，在过去的五年里，他们的工作职能于以下方面发生了改变：
　　－ 在工程领域更多的责任已经超出了他们的专业范围：58%
　　－ 自己的专业领域，更加专注于特定职责：21%
　　－ 与全厂级的软件和IT技术都有更加密切的联系：14%
　　■ “自动化级－企业级集成”仍处于起步阶段。47%的受访者已经参与过这样的项目。
　　■ 这些集成项目管理的好坏比例几乎各占一半，48%的受访者说他们公司要么没有核心团队来组织集成项目，要么根本就没有已提上日程的集成项目的计划。另外52%的受访者说，集成项目是他们公司业务计划或者工作目标的一部分，或者至少目前有一个核心团队来进行相关管理。
　　■ “自动化级－企业级集成”中的最大部分（52%）是将PLC连向更高一级的系统；18.4%的情况是使用制造执行系统；20.4%的情况是为生产数据的可视性提供相关的接入界面；剩下的9%是使用了系统的“混合包”，以实现该级别的系统集成。
　　■ 53%的受访者反映说，当公司开始实施这种系统集成的项目时，管理层将那些负责自动化的人员视为可信赖的策略顾问；而剩余的受访者则表示，他们觉得自己仅仅是维持机器运转的替身或者是在管理层的视野中不存在的员工。
　　■ 78%的受访者反映说，为了系统集成项目的正常实施，工程专业和IT专业的人员都需要获取新的技能；7%的受访者说IT专业需要新的技能培训，同时，有14%的受访者说工程师需要相应的技能培训。
　　■ 70%的受访者反映，制造工程已经成为更加专注于IT的专业；而30%的受访者反映说，来自工程专业的员工已经转移到IT职位；同时15%的受访者说，来自IT专业的员工已经转移到工程职位。
　　■ 超过60%的受访者反映说，他们目前的集成项目还没有获得积极的投资回报（ROI）。对那些获得了积极的ROI的受访者而言，收益包括如下内容：
　　－ 对工程师而言，操作的可视性提高：22%
　　－ 实时提高产量：25%
　　－ 为管理层提供了生产制造的可视性：19%
　　－ 对市场变化更快的反应时间：14%
　　－ 更加敏捷的供应链 / 由制造到订单的能力：19%
　　具有重大影响力的悬念
　　调查结果明白无误地表明这么一种态势：“自动化级－企业级集成”项目对于能够跨越专业平台的工程师将具备非常大的影响。
　　有超过100名的受访者，共同完成了Control Engineering的该项调查。这些受访者能够很好地代表各类规模不同的公司：其中51%的受访者来自年销售额在一亿美元及以下的公司，19%的受访者来自年销售额在一亿美元到十亿美元的公司，19%的受访者来自年销售额超过十亿美元的公司。
　　中小型企业往往也占据了他们应有的集成项目的份额。根据调查结果，在参与过集成项目的受访者中，有51%来自于年销售额在五亿美元及以下的公司 。目前，“自动化级－企业级集成”项目正在不同的工业领域进行广泛的实施。有趣的是，仪表行业、测量行业以及控制系统行业的制造厂商，和公用行业一起，站在了此类行动的最前沿。100%的来自公用行业的受访者表示，都实施过此类集成项目；与此相比，61%的来自仪表和测量行业的受访者表示，也实施过此类集成项目。
　　在涉及到此类项目的工程领域中，很明显存在着相互间缺乏沟通的问题。虽然有70%的受访者表示，在对这些项目的总体决策管理中，工程部门或者工程与IT的联合部门都具有一定的影响力。但是有60%的工程师说，在特定的技术选型和决策实施时，他们很少参与或根本就没有参与。

　　由于此类集成应用的场合将与工厂底层的系统及设备产生直接关系，因此，在该领域工程部门必须切实推动，以保证相关应用得以准确实施。这样，不但可以保证公司级在需要的时候，能够得到所需的信息，而且还能够保证那些被选中的应用，不会反过来对正常的生产操作造成冲击。如果离开了这些底层的设备，公司管理层以及IT部门的决策者们，就有可能无法一直做出正确的决定。作为一个工程师，你对工厂底层的系统最为了解，这正是为什么让工程师也参与决策将是势在必行的。如果你所服务的公司在上述事务中，工程师未被公司视为值得信赖的顾问，那么作为工程师，你必须对公司管理层大声疾呼，以确保上述集成应用对于工程级而言是安全的。
　　调查结果表明，要想成功实施“自动化级－企业级集成”，其中最大的挑战之一是必须具备对完全不同的控制系统的接口能力，同时更加强调工程部门参与该过程的必要性。
　　另外一个要求工程部门更多参与该过程的因素是，介于制造层和企业层之间的中间层的定义极不清晰，而这种情形多年未变。根据调查结

果，在与集成相关的技术里，有多达22%的受访者表明，其服务的公司应用了上述和中间层相关的技术，而其它任何一项技术都未达到该比例（参见图“定义集成/MES的应用”）。换言之，对最适用于该层次的技术，目前并没有多少有用的经验。因此，工程师们应抓住机遇，推动并参与指导此类项目的开展。
　　最为麻烦的调查问题是成本回收。这些集成技术都是为了提高在业务上的洞察力、灵活性、制造能力以及回报率而单独开发的。然而，该项技术的用户中，只有不到一半反映良好，说明其应用的确还存在某些问题。

　　企业集成与工程师系列
　　本文是企业集成与工程师系列四篇文章中的第一篇，该系列将基于Control Engineering 2005年10月的调查结果，探讨“自动化级－企业级集成”这一专题。即将发表的文章将探讨以下由调查结果而得出的议题：
　　■ 与企业级系统集成相关的绝大部分工厂底层设备和应用，都需进行检验；着重制造工业与集成策略的相关性。
　　■ IT部门与工程部门合并的效能何在？有关“自动化级－企业级集成”的项目，如何进行决策，由谁决策？
　　■ 由那些参与过高水平的集成项目的工程师，对职业生涯提出建议。

　　对于如上问题，其中的一种可能答案是随后的技术培训没有跟上。对比如下两种状况：没有报告积极的ROI的受访者和接受过内部培训或其它途径培训的受访者，而不是直接从制造商或工业组织那里寻求答案，我们可以得出上述有趣的相关性（参见图“如何获得培训/技能”）。也有其它受访者说，他们通过个人学习和反复试验来进行培训。
　　最有趣的调查结果是：受访者大多认同，工程专业正在成为更加专注于IT的专业。那些提供软件自动化解决方案的供应商们更是这种观点的坚定支持者，很多工业领域的分析家也持同样观点。但是，直到最近，绝大多数工程师们还认为，工程与IT是两种截然不同的专业。当然，软件和计算方面的知识长期以来也是制造工程的重要组成部分，但是很少有工程师相信，与他们以往那些制造业领域的前辈们相比，他们的专业与IT专业有更多的共性。
　　由于有如此多的工程核心方面的功能，如今要通过软件才能实现自动化，对广大工程师们来说，下一步就是要更好地掌握信息技术，并且更加清晰地理解生产制造过程的策略本质。
　　生产制造过程的“黑箱”特性，原本只有工程师清楚理解其过程，如今通过“自动化级－企业级集成”可以将其清楚地显示。但是，这并不意味着制造工程师这一职业的终结，至少对于那些足够机敏、能够认识到这种转变趋势的工程师而言，他们不会因此而失业。还有，这表明了工程专业的基本职能转换：由一个只要负责机器运行的职业，变得更像是业务上的值得信赖的策略顾问。
文章编号：060501
　　发送短信“文章编号+评语代码”至13816124995，告诉我们您对此文的意见。
　　1-很好，有很高的参考价值
　　2-一般，有一定的参考价值      
　　3-不好，没有参考价值