度量:軟件定義過程自動化的一體化解決方案

通過大衛·漢弗萊

總結

機器製造商和設備供應商生產高度複雜的機電係統,傳統上由自動化硬件和軟件控製和監控。用戶通常依賴於商用解決方案軟件定義的過程自動化信譽良好的供應商,利用多年的技術專長。但是,如果機器製造商開發了自己的自動化解決方案呢?一些專業機器製造商製造自己的硬件,例如控製器和伺服放大器,但自動化軟件的重要性日益增加,提供了新的機會。如果銷售量足夠高,內部軟件開發可以獲得回報,而客戶則可以從更大的靈活性、更低的工程成本和更有效的生命周期管理中受益。

Andritz AG是一家工業機械和設備製造商,多年前就開始提供自己的自動化軟件,並開發了解決方案,涵蓋了越來越多以前由商業軟件處理的功能。本文將詳細介紹Andritz是如何實現其目標的,以及未來的發展方向。

從工廠建設者到交鑰匙解決方案提供商

設計和建造一個新的工業工廠意味著與許多合作夥伴合作,從建築公司到設備供應商,從集成商到自動化供應商。設備製造商專注於提供可靠的生產機械,以確保高質量和設備可用性。然後將來自各種供應商的現成自動化硬件和軟件集成到一個完整的解決方案中。然而,隨著工業公司進行數字化轉型,軟件在自動化解決方案中的重要性日益增加,正在改變遊戲規則。金博宝app安卓版下载從IT界得到啟示,自動化解決方案中越來越多的功能正在變成軟件定義的。安德裏茨公司正在利用這一演變。

安德裏茨集團年收入超過70億美元,是水電、紙漿和造紙、金屬加工和鋼鐵領域的專家,為各種行業提供完整的工廠解決方案、係統、設備和服務。

在Metris - ANDRITZ數字解決方案品牌下,ANDRITZ於2007年開始開發自己的軟件解決方案,重點是流程和生產的優化。據該公司稱,當時市場上還沒有針對過程工業的專注於完整和整體工廠優化的產品。十年後,該公司增加了控製(PLC, DCS, SCADA),人工智能(AI),資產性能和維護管理,生產管理,仿真和數字孿生功能以及集成網絡安全功能。

什麼是Metris?

如今,Andritz提供了兩種版本的Metris:

  • Metris UX:一體化數字化平台
  • Metris X:用於自動化功能(PLC, SCADA,全廠DCS)的Metris UX的突出部分

這是設備供應商提供的一個相當雄心勃勃的產品,所以值得仔細研究一下。

metri用戶體驗

作為一個一體化的數字化平台,Metris UX可以被描述為一個覆蓋的監管層,為非時間關鍵功能提供集成環境,例如使用人工智能的生產管理、模擬和優化,以及使用智能傳感器的網絡安全和狀態監測。Metris UX的一個關鍵特性是它的集成數據庫,它可以作為所有集成應用程序的“事實的單一來源”。

metri X

對於實時過程控製,Metris X是一種軟件定義的DCS,通過廣泛接受的現場總線和協議(如Profinet和OPC UA)連接到任何供應商的過程IO設備和儀器。對於新安裝,用戶可以選擇自己的IO,或者在未部署的安裝中,在遷移到新DCS時保留現有IO。

軟件定義的過程自動化

作為工廠DCS部署,Metris X作為其上麵的Metris UX平台的無縫集成功能,它利用了大量可用的應用程序。該公司的應用程序商店提供50多個應用程序,從資產性能管理和維護到流程分析和優化。該係統的圖形界麵使用戶可以快速連接子係統和功能。基於IEC61131-3的硬件獨立的Metris塊語言(MBL)使員工能夠輕鬆添加或更改功能,而無需廣泛的編程專業知識。

除了標準的自動化功能塊之外,Metris X還提供了稱為apc(高級過程控製)的高端行業特定過程庫,這些過程庫作為功能塊實現。特別令人感興趣的是機器學習在過程控製中的集成。根據Andritz的說法,Metris X提供了數據科學工具(機器學習筆記本),為數據科學家創造了一個無縫集成的工作環境,使自動化工程師可以在沒有工廠工程知識的情況下直接配置和激活人工智能應用程序。

穀歌Tensor Flow和Python等人工智能開發環境為構建基於人工智能的方法和模型提供了集成基礎,這些方法和模型也可以與任何現有的第三方DCS相互依賴地應用。這些模型在升級棕地工廠時非常有用。人工智能驅動應用的一個例子是結合智能傳感器、邊緣計算和雲技術實現的狀態監測。

直接從設備供應商處開放過程自動化

過程用戶正在遠離封閉的、專有的DCS,開放式過程自動化運動的流行證明了這一點。在大型石油天然氣和化工公司的推動下,開放式過程自動化和NAMUR開放式架構等計劃尋求尋找傳統DCS解決方案的替代方案,這些解決方案將工廠運營商鎖定在單一自動化供應商的產品中,其控製係統可能難以升級。這些舉措滿足了用戶對供應商標準和開放平台的期望,使即插即用成為可能。簡而言之,用戶應該有廣泛的應用程序選擇,並且應該像下載智能手機一樣輕鬆地為DCS下載新應用程序。

標準硬件:內部部署或雲中

與傳統的DCS不同,Metris X可以在邊緣(靠近流程)的標準工業pc上運行,而數字化平台Metris UX則運行在標準物理或虛擬服務器的“頂部”。這些Metris英國服務器既可以部署在本地,也可以部署在雲中,或者部署在具有兩者元素的混合架構中。硬件冗餘的解決方案是可用的。

一體化軟件定義解決方案的優勢

傳統的DCS解決方案結合了來自不同供應商的硬件和軟件。雖然這給了用戶選擇的權力,但它也需要大量的工程努力來集成所有內容。

傳統的工廠範圍內的DCS體係結構由來自不同供應商的硬件、軟件和數據庫組成,這導致了大量的配置、集成和通信工作。借助Metris - ANDRITZ Digital解決方案,整個工廠的自動化和數字化都基於Metris一體化數據庫,工程師可以使用整體工廠數據進行異常檢測、人工智能功能、分析、性能調優等。

請提供更多軟件

信息技術(IT)對運營技術(OT)的影響不可低估。在商業IT領域,專有硬件已成為過去,因為以前在硬件中實現的大多數功能如今都是“軟件定義的”,並在標準硬件上運行。除了降低資本成本和減少所需硬件數量外,硬件標準化還在供應商之間創造了競爭,使他們專注於質量、堅固性、可維護性和可靠性等重要方麵。最重要的是,它創造了公平的競爭環境,並將焦點轉移到軟件上。

軟件為集成和同時運行訪問相同數據的不同應用程序提供了很大的靈活性。與硬件一樣,軟件標準化也扮演著重要的角色,是開放過程自動化趨勢的重要組成部分。例如,信息模型通過提供設備、設備甚至整個過程的標準描述來創建實現任務的通用方法。隨著它們變得越來越流行,這些模型將很好地補充開放流程體係結構,幫助用戶減少前期工程成本,同時通過更好的可維護性降低生命周期成本。

軟件定義的自動化是過程解決方案的未來

作為軟件定義的自動化,Metris X比現成的基於硬件的dcs更具成本效益和靈活性,而且它是內部開發的,這表明它與Andritz自己的工藝設備緊密集成。最重要的是,Metris X處於開放過程自動化解決方案趨勢的前沿,這些解決方案完全在軟件中定義並基於開放標準。預計未來幾年,該行業的其他公司也將追隨這一趨勢。

根據Andritz的說法,與Metris X的80%的標準交互是“自動駕駛”的,該解決方案為經驗不足的操作人員和維護人員提供了20%的專家指導。這提高了生產效率,大大減少了停機時間,使用戶能夠通過減少浪費和減少能源和原材料的使用來關注可持續性。最後,作為一種基於軟件的解決方案,Metris X可以從單個機器擴展到整個工廠。

結論

IT對OT的影響越來越大,自動化係統的焦點從硬件轉向軟件,從專有轉向開放。在開放過程自動化計劃的驅動下,最終用戶要求未來的過程自動化解決方案是軟件定義的。如今,這種解決方案已經可以從安德裏茨公司獲得。

作為一個一體化的數字化平台,安德裏茨提供了Metris UX,這是一個管理環境,可以托管和集成各種工廠軟件,用於非時間關鍵功能和網絡安全。Metris X是一種軟件定義的DCS,可以與Andritz過程解決方案一起交付,也可以遷移到現有的IO上,以取代傳統的DCS,作為工廠現代化的一部分。這兩種解決方案共同提供了一個軟件定義的集成環境,用於從單個機器到整個工廠的監控。這種解決方案的優點包括可伸縮性、靈活性和硬件獨立性,可幫助用戶避免供應商鎖定。從這個意義上說,Andritz正在為過程自動化中基於軟件的開放式解決方案的未來鋪平道路。

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關鍵詞:Andritz, Metris, DCS,軟件定義自動化,開放式過程自動化,人工智能,仿真,網絡安全,ARC顧問團

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