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    摘  要：本文介紹了世界上第一個(gè)企業(yè)控制系統(tǒng)（ECS）——英維思的InFusion平臺(tái)，它為工廠企業(yè)提供一個(gè)通用的計(jì)算空間，能夠在各種智能自動(dòng)化技術(shù)或系統(tǒng)上提供最先進(jìn)的互操作能力，同時(shí)大幅降低成本，從而顯著提升業(yè)務(wù)績(jī)效。

    關(guān)鍵詞：InFusion；ECS；互操作；業(yè)務(wù)績(jī)效

    引 言

    工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的有效應(yīng)用和運(yùn)營(yíng)，應(yīng)該是最有效和最有價(jià)值的投資，這種技術(shù)可以幫助流程制造商在工廠中推動(dòng)業(yè)務(wù)價(jià)值的提升。不幸的是，在很多自動(dòng)化項(xiàng)目中，能夠得到認(rèn)可的經(jīng)濟(jì)效益卻出奇的低。出現(xiàn)這種問(wèn)題的原因不是技術(shù)潛力的缺乏，而是業(yè)界一直以來(lái)針對(duì)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用所采用的衡量方法是不正確的。

    大多數(shù)自動(dòng)化項(xiàng)目由資本預(yù)算來(lái)支持。在很多公司中，確保項(xiàng)目能夠獲得資本投入的關(guān)鍵是確定預(yù)計(jì)資本投入的回報(bào)率能夠超過(guò)公司內(nèi)部既定的最低回報(bào)率。項(xiàng)目組都能夠理解，公司設(shè)定的這個(gè)門檻限制，能夠很容易地判斷該項(xiàng)目是否是一個(gè)能夠擁有合格回報(bào)率的項(xiàng)目。然而，現(xiàn)實(shí)情況是在項(xiàng)目完成之后，很少有公司會(huì)花時(shí)間再次去確定項(xiàng)目是否真正實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的結(jié)果。沒(méi)有對(duì)于結(jié)果的核查，自動(dòng)化項(xiàng)目最終大都被視為是沒(méi)有真正商業(yè)效益的公司成本。

    這個(gè)問(wèn)題看似可以很簡(jiǎn)單的解決，一個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目完成之后，項(xiàng)目組應(yīng)該到會(huì)計(jì)部那里，以確定該項(xiàng)目所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。不過(guò)只要嘗試一次這種方法就會(huì)發(fā)現(xiàn)，會(huì)計(jì)部門無(wú)法確定價(jià)值，因?yàn)闀?huì)計(jì)系統(tǒng)中根本沒(méi)有設(shè)置必要的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)這種計(jì)算。無(wú)論對(duì)自動(dòng)化行業(yè)還是工廠工程師而言這都是一個(gè)巨大的難題，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)情況是，這些通常都最終被視為沒(méi)有價(jià)值的成本，所以，這種情況必須改變。

    分析這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)方法就是，使用圖1中傳統(tǒng)的生命周期資本經(jīng)濟(jì)狀況方法。該模型顯示了一個(gè)典型的資本項(xiàng)目中成本和收益的變化狀態(tài)。柱狀圖代表的是隨著時(shí)間變化的成本，而收益由虛線來(lái)表示。投資回報(bào)率（ROI）的計(jì)算方法是，從累計(jì)價(jià)值中減去累計(jì)成本。每一個(gè)有可能進(jìn)行的資本項(xiàng)目的投資回報(bào)率將確定哪些項(xiàng)目最終能夠獲得投資。

              

                      圖1   Lifecycle Capital Economic Profile

    對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)而言，與投資相關(guān)的生命周期成本可以被非常好地進(jìn)行衡量，而生命周期收益卻并非如此。正因?yàn)檫@樣，自動(dòng)化技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上往往被歸入為無(wú)收益成本。從會(huì)計(jì)學(xué)角度來(lái)看，如果一項(xiàng)投資只擁有成本，但沒(méi)有可衡量的收益，它就沒(méi)有投資回報(bào)率，而且未來(lái)的相關(guān)投資就會(huì)被削減。這是一個(gè)根本性問(wèn)題，為了讓自動(dòng)化項(xiàng)目的真正價(jià)值得到認(rèn)可，這個(gè)問(wèn)題就必須被更正。

    將實(shí)時(shí)會(huì)計(jì)與KPI數(shù)據(jù)組合

    為了糾正這種誤解，第一步就是讓生命周期經(jīng)濟(jì)狀況的收益方面可以進(jìn)行顯而易見(jiàn)的衡量。

    為了解決這個(gè)問(wèn)題，工業(yè)工廠中的運(yùn)營(yíng)經(jīng)理和工程師已經(jīng)努力了幾十年，他們開(kāi)發(fā)了一套運(yùn)營(yíng)指標(biāo)，通常被稱作關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)（KPI），這一指標(biāo)將顯示任何業(yè)務(wù)變化所帶來(lái)的影響，其中包括自動(dòng)化系統(tǒng)的部署。雖然KPI可以是非常有效的，但是它們通常對(duì)于工廠會(huì)計(jì)師而言是并不具備信用度的。而工廠會(huì)計(jì)師是負(fù)責(zé)衡量所有資本投資回報(bào)率的，如果他們認(rèn)為沒(méi)有價(jià)值的話，事實(shí)是如何就并不重要了——因?yàn)樗鼪](méi)有信用價(jià)值。

    工程師和運(yùn)營(yíng)經(jīng)理必須要理解會(huì)計(jì)學(xué)在工業(yè)經(jīng)營(yíng)核算中的角色，而不是試圖在會(huì)計(jì)系統(tǒng)之外，開(kāi)發(fā)他們自己的衡量系統(tǒng)，他們應(yīng)該幫助會(huì)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行延伸，進(jìn)而包括那些能夠證明價(jià)值所必需的信息。在今天的會(huì)計(jì)系統(tǒng)中，在存儲(chǔ)信息方面，主要有兩個(gè)不足之處，它們對(duì)于正確地衡量自動(dòng)化系統(tǒng)的投資回報(bào)率起到阻礙作用。首先，在會(huì)計(jì)系統(tǒng)中，工廠數(shù)據(jù)的時(shí)間單位被設(shè)計(jì)的太長(zhǎng)了，通常是每天、每周或每月，而自動(dòng)化技術(shù)對(duì)工廠運(yùn)營(yíng)的影響是以秒為單位的，而且為了衡量自動(dòng)化對(duì)業(yè)務(wù)的影響，業(yè)務(wù)衡量就必須也建立于同一個(gè)時(shí)間基礎(chǔ)之上；第二，會(huì)計(jì)計(jì)算的范圍太廣泛了——通常是整個(gè)工廠范圍的。自動(dòng)化系統(tǒng)一般都是在流程領(lǐng)域，或是在班組中提供效益，所以整個(gè)工廠范圍的衡量并不能看到那些在子工廠級(jí)別上創(chuàng)造的收益。所以，解決方案十分簡(jiǎn)單——將工廠會(huì)計(jì)系統(tǒng)延伸到班組一級(jí)，并且實(shí)行實(shí)時(shí)計(jì)算的會(huì)計(jì)措施。我們把這種方法稱為實(shí)時(shí)會(huì)計(jì)。

    而有趣的是，要建立一個(gè)實(shí)時(shí)的會(huì)計(jì)制度，其中一部分也需要一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)。實(shí)時(shí)計(jì)算的會(huì)計(jì)衡量方法，需要一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，它包含的基本信息，是形成這一會(huì)計(jì)模型所必需的。一家工廠中的儀表就提供了這樣一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。為了開(kāi)發(fā)一個(gè)全面的工廠實(shí)時(shí)會(huì)計(jì)系統(tǒng)，一個(gè)關(guān)鍵是基于工廠會(huì)計(jì)進(jìn)行會(huì)計(jì)計(jì)算，另一個(gè)是在自動(dòng)化系統(tǒng)中利用工程技術(shù)來(lái)建立會(huì)計(jì)方程式的模型。利用相同的方法可以用來(lái)建立實(shí)時(shí)KPI模型。在自動(dòng)化系統(tǒng)中使用實(shí)時(shí)計(jì)算的會(huì)計(jì)模型和KPI，其價(jià)值衡量標(biāo)準(zhǔn)就能夠洞察到業(yè)務(wù)和運(yùn)營(yíng)的價(jià)值，這些價(jià)值是為了在工業(yè)環(huán)境中獲得績(jī)效提升而被創(chuàng)造出來(lái)的。

    實(shí)時(shí)會(huì)計(jì)和KPI數(shù)據(jù)的組合，能夠?yàn)槿魏喂I(yè)運(yùn)營(yíng)的業(yè)務(wù)績(jī)效提供一個(gè)全面的看法。這一數(shù)據(jù)可以讓運(yùn)營(yíng)操作中的每個(gè)人都能夠擁有一種承前啟后的審視能力，利用這種能力，他們能夠看到他們的行為是如何將業(yè)務(wù)價(jià)值推進(jìn)成為運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)的。需要注意的是，為了讓操作運(yùn)營(yíng)中的任何人都能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的反應(yīng)，合并的會(huì)計(jì)和KPI數(shù)據(jù)往往提供了太多的信息。而對(duì)于操作運(yùn)營(yíng)中的每一個(gè)人，只有最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)和與角色的戰(zhàn)略重要性最適合的數(shù)據(jù)，才應(yīng)該顯示給他們看——這一點(diǎn)是非常重要的。因此，只有為實(shí)時(shí)會(huì)計(jì)和KPI數(shù)據(jù)的組合開(kāi)發(fā)一個(gè)戰(zhàn)略過(guò)濾器，能夠來(lái)根據(jù)不同人員的不同職能，把這些數(shù)據(jù)按照重要性進(jìn)行區(qū)分和排序，這樣的話我們的目標(biāo)才能夠?qū)崿F(xiàn)。所以，只有與每個(gè)人工作相關(guān)的最重要的數(shù)據(jù)才會(huì)被顯示在他們的信息窗口上，以及具有戰(zhàn)略重要性的數(shù)據(jù)才會(huì)被顯示出來(lái)。這種組合，為運(yùn)營(yíng)操作中的每一個(gè)人都提供了一個(gè)實(shí)時(shí)的業(yè)務(wù)指導(dǎo)。有了這個(gè)指導(dǎo)，每個(gè)人都可以立即確定他們所做的任何行動(dòng)或行為會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)和業(yè)務(wù)產(chǎn)生的影響。經(jīng)驗(yàn)表明，隨著時(shí)間的演進(jìn)，工廠的操作、維修、工程和管理人員可以學(xué)會(huì)如何最有效地從工廠資產(chǎn)中獲得價(jià)值。

                

             圖2   Driving Business and Operational Value from Plant Assets

    IPS InFusion的誕生

    隨著實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)衡量和指導(dǎo)系統(tǒng)的就位，在工廠運(yùn)營(yíng)內(nèi)部的任何績(jī)效提升計(jì)劃或行為的價(jià)值，都成為清晰可見(jiàn)的，并且成為該系統(tǒng)所固有的特性。工廠的工程師、管理者、操作者和維護(hù)人員可以組成團(tuán)隊(duì)來(lái)不斷推動(dòng)提高其業(yè)務(wù)的商業(yè)價(jià)值。經(jīng)驗(yàn)表明，該改進(jìn)的價(jià)值往往比大多數(shù)人最初設(shè)想的大得多。也就是說(shuō)，對(duì)于大部分工業(yè)運(yùn)營(yíng)而言，自動(dòng)化技術(shù)能夠有效地驅(qū)動(dòng)商業(yè)價(jià)值、創(chuàng)造巨大回報(bào)、并不斷獲得積極的現(xiàn)金流。

    這就引發(fā)了一個(gè)問(wèn)題：為什么沒(méi)有更多的工業(yè)活動(dòng)朝著這個(gè)方向發(fā)展呢？答案是多種多樣的，但最普遍的原因就是已經(jīng)安裝好的自動(dòng)化和信息系統(tǒng)并不支持開(kāi)發(fā)這樣一個(gè)整個(gè)工廠范圍的實(shí)時(shí)績(jī)效環(huán)境，因而大多數(shù)制造商還沒(méi)有開(kāi)始嘗試就放棄了。所以，阻礙實(shí)施這一方法的根源，在整個(gè)工業(yè)運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域都是趨于一致的。因?yàn)楹芏啻笮凸I(yè)機(jī)構(gòu)在過(guò)去幾十年中都從不同的提供商那里收購(gòu)了擁有各種不同歷史的自動(dòng)化和信息系統(tǒng)和技術(shù)。許多先前獲得的技術(shù)和系統(tǒng)還都擁有有效的使用壽命，但是要讓它們實(shí)現(xiàn)互操作運(yùn)行就需要耗費(fèi)大量的成本，諸如資金、時(shí)間和人員等。所以，這些成本就是巨大的阻礙。

    實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于績(jī)效的自動(dòng)化和信息系統(tǒng)，需要在一個(gè)工廠中的所有不同技術(shù)之上、以及一個(gè)工業(yè)企業(yè)之上，擁有一種通用的計(jì)算空間。迄今為止，建立一個(gè)這種類型的通用的計(jì)算空間通常都被證明是過(guò)于昂貴的。在過(guò)去幾年中，由英維思過(guò)程系統(tǒng)（IPS）引領(lǐng)的技術(shù)飛躍，為克服這種阻礙提供了有效的方法，從而可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于績(jī)效的自動(dòng)化環(huán)境。IPS確定，只有在不同的自動(dòng)化和信息域之間的傳統(tǒng)的連通成本可以得到巨大削減的前提下，開(kāi)發(fā)一個(gè)企業(yè)范圍的計(jì)算空間才是可行的。否則，連通的費(fèi)用將是十分高昂的。

    為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，IPS的軟件工程師與微軟的軟件工程師聯(lián)手共同為工業(yè)運(yùn)營(yíng)專門設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)以服務(wù)為導(dǎo)向的架構(gòu)。多年來(lái)，以服務(wù)為導(dǎo)向的架構(gòu)（SOA）理念一直是軟件設(shè)計(jì)領(lǐng)域的前進(jìn)動(dòng)力，但以前從未延伸到工業(yè)運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域。簡(jiǎn)單地說(shuō)，一個(gè)SOA可以被看作是一個(gè)軟件環(huán)境，該軟件環(huán)境提供了跨多個(gè)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)和應(yīng)用服務(wù)，相當(dāng)于基本上將多個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成一個(gè)單一系統(tǒng)。IPS（包括Wonderware）的工程師定義了超過(guò)20種服務(wù)，將Microsoft .NET軟件擴(kuò)展成為工業(yè)SOA（iSOA）。IPS將其稱之為新型iSOA ArchestrA。

    ArchestrA提供了一個(gè)理想的平臺(tái)，集合了IPS產(chǎn)品組合中所有的世界領(lǐng)先的軟件和系統(tǒng)（Foxboro、Wonderware、Avantis、Simsci/Esscor、Triconex），使之成為一個(gè)單一的企業(yè)系統(tǒng)域。IPS稱這個(gè)新的平臺(tái)為InFusion。InFusion ECS基本上實(shí)現(xiàn)了在一個(gè)單一的系統(tǒng)環(huán)境中所有的IPS功能的超級(jí)集合。這一新的軟件和系統(tǒng)平臺(tái)能夠提供每種組成技術(shù)的最精華部分，而所有這些都集中在一個(gè)單一系統(tǒng)之上。

               
 
                              圖4   Architectural Convergence

    通過(guò)將Wonderware軟件合并到InFusion平臺(tái)之中，世界領(lǐng)先的人機(jī)界面（HMI）和制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的所有積極特性都在整個(gè)自動(dòng)化架構(gòu)中得到了釋放。這包括Wonderware著名的無(wú)與倫比的連通性。于是，InFusion實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)——在過(guò)去30年間開(kāi)發(fā)的幾乎任何智能自動(dòng)化技術(shù)或者系統(tǒng)上提供最先進(jìn)的互操作能力；同時(shí)，成本僅僅相當(dāng)于傳統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的成本的一小部分。利用InFusion，真正的、先進(jìn)的工廠互操作已經(jīng)得到了實(shí)現(xiàn)，而成本通常比幾年前的傳統(tǒng)方式少一個(gè)數(shù)量級(jí)。

    InFusion 與ERP的互操作

    整個(gè)工廠范圍的自動(dòng)化所面對(duì)的技術(shù)和成本方面的阻礙已經(jīng)被排除，甚至在幾十年前從如今已經(jīng)不存在了的供應(yīng)商那里收購(gòu)的自動(dòng)化資產(chǎn)，都能夠成為一個(gè)InFusion工廠系統(tǒng)的完整組成部分。但I(xiàn)PS意識(shí)到，對(duì)于工業(yè)運(yùn)營(yíng)的需求來(lái)說(shuō)，這只是一個(gè)出發(fā)點(diǎn)。如果要完全有效，還需要全新的、統(tǒng)一的工廠車間系統(tǒng)，來(lái)有效地令整個(gè)企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行互操作。于是，IPS通過(guò)確保ArchestrA和InFusion被認(rèn)證能夠與流程市場(chǎng)中領(lǐng)先的企業(yè)SOA軟件——SAP的NetWeaver進(jìn)行互相操作，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這點(diǎn)。InFusion也已經(jīng)被擴(kuò)展，以便能與來(lái)自市場(chǎng)中所有主要ERP軟件供應(yīng)商的ERP軟件進(jìn)行互操作。這樣一來(lái)，InFusion成為第一個(gè)能夠提供通用計(jì)算空間的軟件平臺(tái)，它可以涵蓋從工廠車間到整個(gè)工業(yè)企業(yè)，包含幾乎所有現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)和企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。這就是為什么InFusion能夠被稱為世界上第一個(gè)企業(yè)控制系統(tǒng)（ECS）。

                 

                            圖5   Enterprise Control System

    結(jié)  語(yǔ)

    InFusion企業(yè)控制系統(tǒng)在工業(yè)市場(chǎng)中的出現(xiàn)所產(chǎn)生的結(jié)果就是，已經(jīng)被安裝在一個(gè)工業(yè)企業(yè)中所有的自動(dòng)化和信息資產(chǎn)，不論是古老的還是來(lái)自供應(yīng)商的，都能夠被組合到一個(gè)單一的企業(yè)計(jì)算空間中。這個(gè)企業(yè)計(jì)算空間，令我們之前曾經(jīng)討論的基于價(jià)值的業(yè)務(wù)解決方案的成功實(shí)施成為可能。InFusion系統(tǒng)的主要好處是，它是一個(gè)成功的典范，代表自動(dòng)化和信息技術(shù)已取得重大進(jìn)展，已經(jīng)讓業(yè)務(wù)解決方案的實(shí)施不再有任何阻礙。更重要的是，這一技術(shù)成為了自從第一臺(tái)計(jì)算機(jī)被引入到工業(yè)運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域起，行業(yè)中已經(jīng)期盼了40多年的讓不可能變?yōu)榭赡艿募夹g(shù)。

    借助InFusion，工程師和管理人員可以致力于能夠從工業(yè)運(yùn)營(yíng)中獲得利潤(rùn)價(jià)值的業(yè)務(wù)解決方案，在實(shí)施實(shí)時(shí)會(huì)計(jì)系統(tǒng)或者實(shí)時(shí)KPI系統(tǒng)方面，將不再有任何阻礙；在賦予工業(yè)運(yùn)營(yíng)中的每個(gè)人（從流程操作員到CEO）能夠擁有承前啟后的實(shí)時(shí)信息的能力方面（這些信息是他們每個(gè)人為了完成任務(wù)所需要的，從某種意義上來(lái)說(shuō)能夠從工業(yè)運(yùn)營(yíng)中推動(dòng)商業(yè)價(jià)值的提升），將不再有任何阻礙；在多重流程設(shè)備控制戰(zhàn)略方面，將不再有任何阻礙；在企業(yè)控制戰(zhàn)略方面，也將不再有任何阻礙。借助InFusion所帶來(lái)的技術(shù)，對(duì)業(yè)務(wù)績(jī)效提升的約束，將不再是一個(gè)技術(shù)阻礙——它們將只受部署和使用該技術(shù)的人員的想象力和能力的限制。通過(guò)企業(yè)控制推動(dòng)利潤(rùn)價(jià)值的日子終于到來(lái)了。