杭州办事处:0571-86098602
制造工厂是一种极为复杂的环境,在从大型传动设备和电机到传感器和电池之类的较小组件的范围内,需要测量和管理众多的物理资源。根据特定的测量作业,制造设 施需要为这些高度磨损的物件提供预防性维护计划,这非常普遍,然而,对于工厂网络又是怎样一种情况呢?可以如何来衡量这种重要的资产呢?
工厂以太网已经成为制造系统和自动化系统之间、各种业务系统之间的一个关键性的环节,在自动化设备之间也构成了标准的通信链路。随着以太网在各种自动化设施中的不断增长和标准化,随之而来的是两个基本的需求-首先是需要使控制团队和运营团队了解到以太网上各个位置处连接了什么设备,再就是需要了解这些设备是如何来发挥作用的。重要的一点在于对设备性能的监控和测量,以便正确的管理工厂网络的整体健康状况。本白皮书探索了确定测量内容的三个最佳实践方法,从而管理层及运营部门可以有效的运行整个工业网络。
充分有效的管理工厂网络的第一步就是确定需要衡量的各个因素,然后合并起一个列表,用于决定其中哪些项目对于组织的目标最为重要,以及决定各个系统的健康状况。这些基本的测量内容称为关键绩效指标 (KPI)。KPI是企业采用的一种量化的测量过程,可以确定公司满足运营目标和战略目标的效果如何。KPI对于组织来说是独一无二的,以每个部门的预期绩效为基础,确保整个商业组织的成功。多个组合在一起的测量结果,与一个单独的KPI可以具有相同的效果。
确立有效的KPI所需的基本特性包括:
简单易懂
可以衡量
实际有效(保持最新)
数量不多
为了开发出最有效的KPI,商业组织应当首先具有定义明确的目标,并且建立起有效的基准。一种常用的起步方法就是研究组织中的设备综合效率 (OEE),识别出能够产出的计划生产时间的百分比。为了确定一家组织的OEE得分,请观测全生产时间在计划生产时间中所占的比率,尤其要注意的是该等式中不包含计划停工时间。图1所示为各家制造商的行业标准。
了解商业组织的 OEE 得分,对于实现改进并识别出生产线上的问题非常重要。
随着工业以太网的兴起,各种独立的异构系统逐步转化为互连的工厂,而世界一流的生产商已经意识到,必须将工业网络基础设施的正常运行时间作为OEE的一个主要推动因素。在实现了这一点后,这些组织的管理层便可以探索如何来改变当前的运营方式。
例如,对于工业网络基础设施来说,许多商业组织都存在着一种中断修复的心态。从而,在发生网络停机时,就必须马上解决问题,使工厂重新恢复运转。这需要审阅工厂中某一部分的KPI数据(例如,机器或制造单元),而这并不一定可以改变当今工业经营中互通互联的本质。在工业网络事故会对工厂的生产造成影响的企业中,这反而是一种重要的实践。在车间或制造单元中查找出造成生产中断的位置,其中发生的影响可能非常显著,而根源则可能难以查明。与此相比,一种更为有效的方式则可能是监督整个工业网络基础设施的性能,以及工厂内各机械设备之间的交互效果。
为了使确立的KPI促成组织实现100%网络正常运行时间这一理想目标,运营部门应首先确定在工业网络上需要哪些设备保持不间断运行,例如人机接口(HMI)、可编程逻辑控制器(PLC)、输入/输出(I/O) 控制器、工业交换机以及驱动器等,这些设备在移除后将造成生产中断。图 2 展示出了很多种可以包含在单一的工业网络中的设备。
该示意图展示出了工业网络中可以包含的多种设备和连接点。
下一步,重要的一点是要确定需要记录的网络事件,以及将触发即时报警的事件。尽管应当记录下全部网络事件,然而,仅在网络容量下降到低于特定阈值的情况下,才会触发报警。重要的是,这一阈值对于网络来说并不是一种完全的中断,然后才会造成停机。最后,商业组织需要确定一个时间范围,比如说,每一天,这样负责运营和控制的主要管理层才能定期的审阅网络报告。通过这一方式,负责控制和运营的管理人员可以在长时间内查看网络的趋势,即使在网络的运行略微低于目标效率的情况下也可以识别出来。这类情况并不会对网络造成值得注意的问题,但可以作为网络将来发生问题的早期预警。
第三步
对于任何业务来说,具有充分的数据来作出明智的决策,这都是非常重要的。在商业组织中,持续的改进往往会被忽视,原因在于这难以提供展示出这些改进相对于成本而具有的优势。对于工厂网络来说,提供能够显示出网络退化发生位置、以及何处需要改进从而相应的管理工厂网络和输出的数据,这是关键所在。例如,网络的KPI可以表示出,尽管网络正常运行时间仍高于目标水平,网络上发生的事件数也会快速增长,这就表现出了网络的不稳定性。对这类数据进行探索,可以显示出某处与关键的I/O模块存在间歇连接,甚至可在故障发生前对这种连接加以识别并解决问题。
这类信息可以帮助负责控制和运营的管理人员证实主动维护所需要的资本改良支出的合理性,而不是仅仅只能依靠应答性的维护方法。为了收集相应的数据,需要一种工具来根据预先确定的 KPI 方便的向负责控制和运营的管理层展示出工业网络健康状况的快照。负责控制和运营的管理层则可以通过易于读取的网页界面来远程监测这些KPI。Panduit的IntraVUE™工业网络和可视化软件中的新型KPI报告功能之类的工具提供有关网络运行性能的可见性(图 3),使管理人员受数据的驱动,作出明智的决策。
30天概括性的KPI报告。
正确管理工业网络以缩短工厂停机时间
在自动化系统内构成工业网络的各种设备,是决定工厂生产成功与否的一种主要的资产,可以推进制造商的盈利能力。为工业网络基础设施的性能提供适宜的指标,可以使管理团队和运营团队受数据的驱动而作出明智的决策,以便管理网络正常运行时间,降低计划外中断所带来的成本。从应答性维护过渡到主动维护,从而对工业网络进行管理,可以将个别停机事件的解决时间加快达75%,同时为重要设备的正常运行时间提供客观的衡量结果,推动对设备综合效率的改进。
资源
有关Panduit如何来帮助在工厂级别提高对工业网络的意识的更多信息,或者如需Panduit的工业自动化专家提供实时演示,则请访问 www.panduit.com/intravue,或者发送电子邮件至 iai@panduit.com。
简化稳健的网络和物联网的部署
Panduit是一家世界一流的物理基础设施解决方案的开发商与提供商,在改进工业自动化基础设施系统的可靠性、安保性和安全性的同时,还能够降低部署和运营的成本。Panduit与行业的领导者开展密切合作,提供高度优化的构建块架构,连接起企业、工业网络和控制系统,缩小IT和控制工程师之间的差距。
Panduit不断简化稳健的工业网络的部署,通过我们在企业、数据中心和工业自动化领域的专家经验、工具以及综合性的产品供应来增强客户的信心,并向其做出保证。