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IT 与自动化世界能否集成?

   日期:2006-09-25     作者:管理员    
  越来越多的制造业公司正在追寻一个将企业制度与生产底层系统相结合的基础标准方法。各个产业的公司正在开始实施诸如ISA S95的标准,以在新的软件结构的支持下在两个层面间传递信息。
  什么与上述情况不一样?专家说,事实上,由于底层生产控制和企业业务层之间有如此长期分离的历史,这就需要长时间的努力使得标准和生产体系能结合在一起。
  “集散型控制系统[DCS]以往是建立在专有的网络,操作系统,和硬件基础上”Peter Zornio,Honeywell过程解决方案营销主管说道,Honeywell过程解决方案是工厂应用的自动化系统的一个供应商。“因此以往DCS与应用系统方面是二个截然不同的世界。它们之间有一个严格的分界线,并且在任一边有各自不同的结构和技术。”

业务系统和制造系统的观点不同
图1:来自业务系统和制造系统的观点不同,是对工厂-业务操作相集成的挑战。
来源:BR&L Consulting

  Zornio和其他的观察者相信,这条分界线正开始在消失,一部份原因是由于那个标准,但是主要原因是用于工厂过程控制的软件架构,它包含了公用数据模型,这样一来工厂过程控
制就可以协调控制系统的“观点”和企业资源计划的“远见”。
  “我们正在将工厂操作的过程控制观点和产品观点及业务观点相结合,”Zornio针对新技术评论道。
  ISA术语
  从2000年开始,在非营利性工业组织ISA的发展之下,ISA标准作为阐述一个企业与控制系统整合的途径,也许已经成为IT领域和自动化领域相连接的最重要的标准。 此标准有多个部份,虽然其中的一些部分仍然在改进中,但是大多数的专家说,它至今为止最大的作用是定义了企业与工厂之间的联系的通用词汇表。
  “标准为公用信息模型和在两个层面间的单据交换提供了基础,”Bob Mick说道(ARC咨询集团下Dedham,Mass公司新兴技术部的副总)“他们去除了二个层面间的一些沟通障碍。”
  西门子能源和自动化集团美国制造执行系统(MES)及其解决方案部门是一个自动化技术以及EMS解决方案的供应商,其营销经理,Maryanne Steidinger说,ISA S95标准中的命名规范给IT专家和自动化控制专家们带来了相同的定义。“如果一个最终用户知道ISA95标准的命名规范和体系结构的话,那将会减少他理解数据转换方式所花费的时间。”她说。
  ZF Lemforder(在德国Friedrichshafen的ZF集团汽车底盘技术分公司)正在使用Siemens的Simatic IT MES,并且它在控制生产管理和与ERP的整合上依照ISA S95标准,Steidinger说。Simatic IT中使用的建模和工作流程控制的工具在符合标准ISA S95的要求的同时也能满足公司特殊的工作流程的要求。MES系统现在在很多工厂中得到应用,最新的一次应用是ZF Lemforder在阿拉巴马州的轴承厂,由于有通用过程库,只用了两个礼拜就完成了。
  尽管如此,这新型的整合方式不是规范——至少目前不是。

Dennis Brandl

  Dennis Brandl,Cary,N.C.咨询公司,BR&L的总裁,他在一开始就参与了ISA S95标准的建立和拓展,但是到现在为止估计大约只有10%-15%的能因此受益的公司采用了此标准。然而他看到了增长的趋势。他在全球批量控制论坛上发布了基于XML技术的制造标记语言(B2MML)的第二版用来补充进标准。他用这标记语言来进一步支持标准。
  “我们看到大量的应用中用到了该标准,”Brandl说。“它也被大部份主要的控制系统供应商、ERP供应商所支持。”
  进化的标准
  到目前为止,Brandl说ISA S95大部分应用于工业流程方面。ARC的Mick也发现了此标准在其他方面没有很充分的应用。举例来说,在电子学方面,RosettaNet协同性标准经调查,使用的最多,Mick说。
  对ISA S95的另外的限制是,在引入B2MML语言后,当标准提出信息归类和术语的时候,标准并没有被一一映射到事务和业务过程中。Mick说事务既是该怎样处理一份文件或一条数据,而业务过程是指文档的全程业务流程。
  据Brandl所说,ISA S95标准的第五部份是为了定义一些共用事务。它即将完成并将会由OAG或OAGi发布。标准的另一个部份——第四部分正在着手编写,将会涉及到MES、实验室数据管理、仓库管理和其他的执行标准系统。
  Kevin Roach,Rockwell软件副总裁,看到了IS
















A S95的发展势头,但是他警告说,“现在时机还未成熟。许多公司希望能找到并使用标准,这样他们就能有一个通用词汇表。ISA S95的进化尚未完成,不过它已经开始起作用了。”
  Steve Colella,艾默生过程控制及制造自动化的副总裁,也预见了ISA S95的发展前景。他说,最初,该标准在艾默生里主要应用于医药品方面,但是目前能源部门和天然气及其他连续流程部门对此产生了更大的兴趣。
  强大的框架
  Roach说道,以往工厂和企业间的整合是通过自定义界面的,但是这很难达到效果,导致在控制层面自动控制产生许多孤岛,也孤立了MES层面的应用。他说,IBM的一项研究发现,制造业者在制造层面能有差不多500个不同的系统。“因为这一趋势,许多自动控制厂商,包括Rockwell,开始走设计解决方案的道路,”Roach说。
  对于Rockwell,这条路带来了FactoryTalk,这既是厂商的结构体系又是一套针对生产管理应用的软件的名字。Rockwell已经好多年用FactoryTalk来命名一系列为过程级的系统数据共享的服务。现在它已经增加Fa
ctoryTalk服务,包括制造数据模型,Rockwell称之为统一制造模型。FactoryTalk的其他的服务包括安全性、历史记录、索引生成和警告。FactoryTalk应用软件都适用于这些方面。
  “Rockwell为生产商建立了一个面向服务的体系结构(SOA)”,Roach说,“IT是可以得到应用的,但是其影响了自动控制层面。我们建立了一个面向服务的系统作为所有制造业应用的基础,这样他们就能得到常用的服务。”
  Mich,Eagle技术服务公司的技术人员——基于单元合成的解决方案来对自动化用户进行的排序,已经利用FactoryTalk与Rockwell的解决方案来简化了人机界面(HMI),程序历史记录和其他的Rockwell技术。Sarah Wiseman,在Eagle工作的一个软件工程师说,FactoryTalk服务—像是一个中央处理器对于标签数据—与旧的HMI工具相比,简化了首次展示HMI界面会复制来自控制层的标签数据。“相同的信息有两组不同的数据是一个差劲的主意,除非你仅仅想让事物倒退,”Wiseman说。
  更多关于中间设备的信息
  ARC的Mick宣称,另一个方面的进步,是来自于底层供应商的中间设备,如IBM的 WebSphere和微软的BizTalk。他还说,Rockwell内的体系组件具有事件过程管理能力,举例来说,为WebSphere与IBM合作的能力。

ISA S95信息类别
图2:ISA S95标准为四个关键信息类别搭建了桥梁:产
品定义(如何制造产品);生产能力(什么可供使用);生
产流程(制造什么和使用什么);生产绩效(什么被使用
和制造了)。

  Invensys的一个下属单位,工厂数据管理系统的供应商Wonderware,有一个针对生产层面和MES层面的软件框架称为ArchestrA,而它与微软合作将BizTalk嵌入到为了ERP整合的企业应用整合解决方案中去,Wonderware高级应用和联合部门副总Kevin Tock说。“BizTalk是针对我们的客户需要整合的众多的ERP系统的适配器,”Tock说。“BizTalk也提供一个商务逻辑引擎,在我们的应用例子中,它全部基于ArchestrA,可以处理生产底层的整合。”

ISA S95控制构架等级
图3:标准和软件架构被嵌入到工厂过程的通用数据模型中,使控制系统的“观点”和ERP
的“远景”相统一。

  在使用ArchestrA的公司之中,一个丹麦的食品制造商Arla食品,应用了ISA S95的工厂与企业间整合的标准。据Tock所说,Arla 使用ArchestrA及企业应用整合以便SAP的ERP系统连接。在Arla的案例中,它得益于应用了ISA S95的SAP NetWeaver整合应用平台。
  Colella说艾默生在BizTalk和它的DeltaV程序自控系统之间的有个接口。另外,由于DeltaV在艾默生的PlantWeb数字生产体系中担任一个节点的作用,程序自控层面的数据最后能通过BizTalk与ERP整合。艾默生也与OSlsoft,一个执行管理软件厂商合作,从而为集合程序数据和选取即时运转计数设计解决方案。
  标准的采用和新的软件框架的交汇可能在使得自控和IT世界更靠近方面给予了最大授权。Marc Leroux,ABB自动化技术和MES层面应用公司的合作制造系统销售经理说,Industrial I















T和Industrial IT 800xA系统包含了ABB架构,它根据标准为生产建模并且将贸易环境导入生产数据。他补充道,然而,它对支持ISA S95的主要ERP厂商也有所帮助。
  “由于此标准被类似ABB这样的制造系统厂商和ERP主要厂商接受,所以对工业来说它的存在非常难以置信的。事实上,SAP和甲骨文两者都已经接受这个标准,意味着我们大幅减少了在来回传递信息上的困难。”
  群组控制
  合并控制世界和IT世界的最后障碍也许是人的因素。在传统IT专家和控制工程师及其他使用生产系统的人之间没有某种启发,IT从业者可能很难找到控制层面实际的需求。
  “过程自动化不是一个你能解释的世界,我们有了一个新的临时接入,就需要重新启动伺候器,因此系统框架会当机一个半小时,”Honeywell的Zornio解释道。“当他们将2个熟悉的项目小组整合的时候,大多数的公司将会成功。”
  当其它分派IT成为制造工程学的资源时候,为了要桥接涉及到的规则,一些公司已经创立了一个由退休工程师组成的组织被称为Manufacturing IT,R
oach说。“我认为你要将两个领域连接起来有很多种方法,”Roach说,“你的底线是要保证不同的制造规则和IT规则能共同工作。”
  翻译:江旭强
文章编号:060913
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