提高工作效率的新路徑
OT與IT的快速融合–這要感謝工廠級以太網(wǎng)和智能設(shè)備的發(fā)展與接受，強大的本地計算解決方案，以及把多個網(wǎng)絡(luò)合并成一個網(wǎng)絡(luò)–容易把信息轉(zhuǎn)化成洞察力。這為決策者提供了整個企業(yè)運營的可視化，并幫助他們做出更好的響應：
● 內(nèi)部措施：實時監(jiān)視和分享關(guān)鍵績效指標(KPI)，使員工-- 高級管理人員到一線員工 --在問題積累時或者在事件發(fā)生之前，可以發(fā)現(xiàn)它們并及時解決。
● 外部行動：把客戶需求信息和/或供應商績效數(shù)據(jù)(例如，延遲交貨)納入融合系統(tǒng)，可以用它們作為觸發(fā)修改生產(chǎn)計劃、人事變動、替代品采購等的事件。
● 市場變化：供應鏈計劃人員和采購經(jīng)理人現(xiàn)在要根據(jù)世界各地供應商的情況，對交貨時間、質(zhì)量和成本控制(如：增加與遠程供應商的討論、庫存存儲成本、積壓材料的處理等)進行復雜的管理。
通過技術(shù)把人員和過程進行連接，能讓管理人員和持續(xù)改進(CI)團隊使用實時的決策支持工具，提高生產(chǎn)率和利潤率–這通常不需要直接干預或增加人員。
“讓數(shù)據(jù)作為自動化和控制的基礎(chǔ)，”《麥肯錫季刊》指出，“這意味著對物聯(lián)網(wǎng)收集到的數(shù)據(jù)進行分析并轉(zhuǎn)變?yōu)橹噶?，然后通過網(wǎng)絡(luò)反饋到執(zhí)行器修改過程。閉合數(shù)據(jù)采集到自動化控制的回路能夠提高生產(chǎn)力。面對復雜情況，系統(tǒng)能夠自動調(diào)節(jié)，多數(shù)情況不需人為干預。”
智能網(wǎng)絡(luò)還可以提高資產(chǎn)的優(yōu)化-- 包括能源使用，設(shè)備可靠性和可用性，并延長現(xiàn)有資產(chǎn)的壽命。通過網(wǎng)絡(luò)提供的信息還可以幫助管理人員進行戰(zhàn)略規(guī)劃，基于績效趨勢、物流模式、市場需求等因素，對設(shè)施進行生產(chǎn)調(diào)度。
最后，當遍及整個企業(yè)的高管和專家-- 工程師、OT專家、維修人員–即將退休時，對企業(yè)而言，失去他們的知識會帶來巨大的風險。(從現(xiàn)在到2030年，嬰兒潮一代(指在二戰(zhàn)后到20世紀60年代初期間出生的美國人)的人中，平均每天都有1萬人過了65歲)。提高信息流和可用性可以減輕這種風險，尤其是面臨日益增加客戶需求、監(jiān)管要求、并減少熟練勞動力的行業(yè)。
確保信息和利潤是安全的
今天，大多數(shù)工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施不是按照物聯(lián)網(wǎng)的需求來設(shè)計的。根據(jù)2013年《下一代制造研究》的報告分析，很少制造業(yè)的高管表示，他們的業(yè)務系統(tǒng)和設(shè)備是先進的，并為六大重點戰(zhàn)略提供長期支持，帶領(lǐng)企業(yè)走入新時代(見下圖)。
由《工業(yè)周刊》雜志和羅克韋爾自動化發(fā)起的一項制造商研究發(fā)現(xiàn)，低層的集成，無論是工廠現(xiàn)場和整個企業(yè)：
● 只有14%的高管表示，所有的工廠現(xiàn)場數(shù)據(jù)與企業(yè)系統(tǒng)進行了集成。
● 大約四分之一的高管表示，近一半以上的工廠現(xiàn)場設(shè)備(不包括計算機)有互聯(lián)網(wǎng)功能(以太網(wǎng)或Wi-Fi);30%的人報告他們的設(shè)備沒有以太網(wǎng)。
對制造商而言，這明顯存在著機會，可以幫助用戶把他們的設(shè)備和系統(tǒng)帶入信息化世界。美國質(zhì)量協(xié)會(ASQ)對制造商使用智能制造進行了調(diào)查–智能制造定義為：基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和信息的集成，提供有關(guān)企業(yè)制造和供應鏈等各環(huán)節(jié)的實時理解、推理、規(guī)劃、管理和決策。只有13%的經(jīng)理人表示他們在組織中使用了智能制造。在聲稱已實施智能制造的這些組織中，82%的經(jīng)理人說他們的實踐提高了效率，49%的實踐減少了產(chǎn)品問題，45%的實踐提高了客戶滿意度。
對企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的攻擊可能來自任何地方、任何事情、任何人，包括通過傳統(tǒng)的OT設(shè)備。因為雇員或承包商通過無線智能手機和平板電腦監(jiān)視生產(chǎn)，這些手持設(shè)備可能有意和無意成為內(nèi)部或者外部攻擊的切入點，進行授權(quán)或未經(jīng)授權(quán)的遠程訪問。未經(jīng)授權(quán)訪問表明攻擊者的意圖是要捕獲專有數(shù)據(jù)或信息，也可能停止設(shè)施生產(chǎn)。有的惡意行為還會危害工廠、影響公眾健康和破壞環(huán)境?，F(xiàn)在，安全策略必須從企業(yè)一直貫穿到現(xiàn)場–那些還沒有與IT合作的領(lǐng)域，需要馬上進行IT和OT的協(xié)同，滿足安全運營的需要。
老系統(tǒng)連接現(xiàn)代的OT，或現(xiàn)代系統(tǒng)連接老OT都會有風險，如：不良的通信會改變過程，產(chǎn)生不合格產(chǎn)品、質(zhì)量差、設(shè)備或生產(chǎn)停工。在有些行業(yè)，生產(chǎn)停工，如一段汽車生產(chǎn)線停產(chǎn)，每分鐘可能會造成2萬美元的損失。網(wǎng)絡(luò)也會錯誤地解讀數(shù)據(jù)，為客戶、股東、監(jiān)管機構(gòu)和/或公司傳遞錯誤的運營信息。這些老系統(tǒng)還增加了集成和維護難度，難以提高效率。
來自羅克韋爾自動化先進的OT設(shè)備和和控制基于開放、工業(yè)標準的技術(shù)，如以太網(wǎng)協(xié)議(EtherNet/ IP)，采用通用工業(yè)協(xié)議(CIP)，由ODVA組織管理和維護。網(wǎng)絡(luò)把設(shè)備(如電機起動器和傳感器)連接到控制器、人機界面和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，使OT鏈接到IT，使合并的網(wǎng)絡(luò)更易于管理，可用信息提供了更好的可視性和決策制定。
更新、更加智能的網(wǎng)絡(luò)也最大限度地減少了突發(fā)性總體擁有成本(TCO)的財務風險。為什么呢?由于老的OT和IT系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)可能引發(fā)故障，導致產(chǎn)品交貨不及時、報廢和返工、失去客戶和安全問題。引發(fā)巨大的TCO危機。先進的OT和IT能改善目前的盈利能力并保證成本的確定性。
實現(xiàn)更智能的OT/ IT網(wǎng)絡(luò)
技術(shù)的變革帶來了激情與機會–同時也有擔心和風險。幸運的是，現(xiàn)在已有了互聯(lián)企業(yè)的成熟模型，實現(xiàn)更智能的OT/ IT網(wǎng)絡(luò)，幫助用戶顯著降低成本，提高績效。羅克韋爾自動化開發(fā)了五級成熟模型，包括措施和最佳實踐，確保從技術(shù)和組織文化兩方面實現(xiàn)有效轉(zhuǎn)變。為制造商和工業(yè)運營商建立一個OT/IT行動指南。
下面就開始介紹這個模型。
第1級：評估
互連企業(yè)成熟模型的評估階段要對企業(yè)現(xiàn)有的OT/ IT網(wǎng)絡(luò)進行評估：
● 信息基礎(chǔ)設(shè)施(硬件和軟件);
● 控制器與設(shè)備(傳感器、執(zhí)行器、電動機控制器、開關(guān)等)的輸出和輸入數(shù)據(jù);
● 傳輸所有這些信息的網(wǎng)絡(luò);
● 安全策略(理解，組織，執(zhí)行)。
尤其重要的是，如果存在公認框架的話，對管理這個框架的人員和過程進行檢查。
“我們評估準備改變過程和信息體系結(jié)構(gòu)的企業(yè)，使他們能夠獲得更及時、更準確的信息” 羅克韋爾自動化的董事長兼首席執(zhí)行官基思μ諾斯布什說?！拔覀兘?jīng)常會發(fā)現(xiàn)，低效、傳統(tǒng)的過程就在現(xiàn)場，這些過程還沒有充分利用OT/ IT融合的優(yōu)勢，從互連企業(yè)中獲得收益。那么，我們就幫助這些企業(yè)建立戰(zhàn)略，系統(tǒng)地、有續(xù)地、安全地集成技術(shù)、過程和人員?！?/FONT>
在評估階段中，主要挑戰(zhàn)是對他們多年的經(jīng)驗花費時間進行質(zhì)疑的抗拒。更為嚴峻的是如何管理到更加智能OT/ IT網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換，且不能中斷運行或?qū)е庐a(chǎn)品延遲。在很大程度上，這種轉(zhuǎn)變?nèi)Q于當前狀態(tài)和期望狀態(tài)之間的差異-- 即，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)需要升級、需要更換嗎?
徹底評估并識別和列出現(xiàn)有OT/ IT網(wǎng)絡(luò)的問題，幫助用戶為新建網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建一個“愿望清單”，這就為使用更先進的技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，如商業(yè)智能軟件或云計算的能力。超過一半的制造商(56%)報告說，他們的應用或系統(tǒng)沒有使用云計算;另外23%的制造商僅有1-10%應用和系統(tǒng)使用云。平均而言，只有10%的應用和系統(tǒng)使用了云計算。而云計算是CIO在2013年前三項重點技術(shù)之一。根據(jù)預測，這項技術(shù)在未來10 年將從根本上改變企業(yè)。這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)可能通過執(zhí)行偏好帶動盡可能多的技術(shù)能力。
與理解先進技術(shù)能力同樣重要的是，該評估會發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全問題，需要馬上開始降低風險的規(guī)程。思科公司工業(yè)解決方案集團的高級主管-- 里克μ伊斯科告訴《控制雜志》：“工業(yè)網(wǎng)絡(luò)正在迅速增加而且多樣化，這使制造商容易受到攻擊。因此，思科和羅克韋爾自動化一貫致力于工業(yè)領(lǐng)域的先進安保功能。我們有很多集成的方法，使我們成功地解決了用戶的主要問題，幫助他們更習慣地了解安保和實踐安保，保護自己在未來不受威脅?！?/FONT>
沒有兩個廠家是完全一樣的，每個廠家定義自己接受的風險等級也不同–與他們一起為達到那個安全水平而采取行動。這些“后果”的明確定義是評估階段另一個結(jié)果。
第2級：安全升級網(wǎng)絡(luò)
在確定了目前OT/ IT網(wǎng)絡(luò)和運營的差距與不足后，升級要全面考慮設(shè)施擴展和新技術(shù)的長遠規(guī)劃。在這個階段，企業(yè)進化和/或擴展OT/IT骨干網(wǎng)，提供更安全、適應性強的連接，從工廠現(xiàn)場到企業(yè)商業(yè)系統(tǒng)。
“從工廠現(xiàn)場到企業(yè)網(wǎng)絡(luò)”–在設(shè)計更加智能的網(wǎng)絡(luò)時，制造商面臨的最大挑戰(zhàn)之一是：誰負責管理新的OT/ IT網(wǎng)絡(luò)?是OT還是IT?還是兩者?在第2階段，升級從硬件開始，然后規(guī)劃OT和IT工程師如何合作。在車間環(huán)境，跨職能團隊評估新技術(shù)選項??，建立供應商路線圖，并繪制出面向未來的、可擴展的OT/ IT網(wǎng)絡(luò)設(shè)計。目的是在一個可控的虛擬環(huán)境中，引導OT和IT產(chǎn)生交匯，而不是在現(xiàn)實世界中等待和碰撞這些問題。這個過程也使企業(yè)能夠繪制出業(yè)務過程和工作流，讓OT/ IT兩方面都可以接受，適當?shù)胤峙鋵χ悄芫W(wǎng)絡(luò)的管理。
在大型企業(yè)中，一個常見的挑戰(zhàn)是現(xiàn)場中老系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量和種類。系統(tǒng)更換需要詳細的執(zhí)行計劃，跨職能團隊要確定出優(yōu)先級別，其中包括位置、功能等的表示。在OT/ IT升級時，遇到管理人員和工程師猶豫的情況并不少見，因為覺得目前的系統(tǒng)仍然可以使用。如果網(wǎng)絡(luò)不能認識設(shè)備，就不能保證安全。高級領(lǐng)導應負責說服或消除這些阻礙變化的障礙。
即使作為一個企業(yè)通過第2階段，有了一個更安全的網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)置了安全授權(quán)和認證的數(shù)據(jù)訪問。對許多企業(yè)來說，這是他們第一次有了一個集成OT/ IT的網(wǎng)絡(luò)--并第一次有機會實時控制設(shè)備性能(例如，需求響應)。在第2階段要開始制定安全策略，這會使網(wǎng)絡(luò)更安全、更高效。
第3級：定義和組織工作數(shù)據(jù)資本(WDC)
在第3階段，團隊為OT/ IT升級、定義和組織企業(yè)的工作數(shù)據(jù)資本(WDC)-- 即為改進業(yè)務過程的所有可用數(shù)據(jù)-- 并決定如何利用它們以獲得最佳收益。要注意的是：沒有哪個階段與其他階段完全分開，第2階段(新數(shù)據(jù)能力出現(xiàn))和第3階段(確定如何利用數(shù)據(jù))的組織變化更是如此。在第3階段，團隊還要根據(jù)新工作流程、進度和責任的范圍“語境化”數(shù)據(jù)。系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)必須標準化和規(guī)范化。
“在這段時間內(nèi)發(fā)生的變化表示了企業(yè)中的信息從饑荒到盛宴的發(fā)展，”羅克韋爾自動化的市場開發(fā)副總裁-- 約翰μ內(nèi)斯說。“你從沒有可用的OT數(shù)據(jù)到過多的OT數(shù)據(jù)。你如何評價什么可用數(shù)據(jù)，并把轉(zhuǎn)化為洞察力?你如何把很好的但無法執(zhí)行的洞察力過濾為重要的洞察力?”
WDC計劃為制造商和工業(yè)運營在被數(shù)據(jù)淹沒的時候找出他們需要的信息。該計劃幫助企業(yè)建立系統(tǒng)，使他們確定如何將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生變化的觸發(fā)器，評估戰(zhàn)略決策，守住收益底線。即使是最基本的經(jīng)營策略，很少制造商能夠清楚地看到-- 從整個組織--他們努力獲得的回報。例如，僅有14%的制造商描述他們的測量系統(tǒng)，審核以客戶為中心創(chuàng)新努力的回報，作為“由首席執(zhí)行官和高層領(lǐng)導定期監(jiān)視和審查企業(yè)特定的指標?！焙芏嘀圃焐潭紱]有系統(tǒng)監(jiān)視戰(zhàn)略努力的回報。
一個有效的OT/ IT網(wǎng)絡(luò)能整合跨企業(yè)的OT設(shè)備數(shù)據(jù)，交付關(guān)鍵性能信息(例如，成本、停機時間)，這可用于實時決策，甚至通過IT支持多個位置的遠程監(jiān)視。更重要的是，文件也可實時生成，滿足客戶、項目認證(如ISO)和項目合規(guī)等需求。
第4級：分析
在第4階段，把重點從硬件、設(shè)備、軟件和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移到持續(xù)的改進。如何更好地利用OT/ IT新發(fā)現(xiàn)的能力?一個在企業(yè)內(nèi)形成的改變文化現(xiàn)在認識到OT/ IT網(wǎng)絡(luò)面對實時的問題和機遇。在運營層，分析利用確定的WDC有助于找準最需要的實時信息(如，按地點、過程、產(chǎn)品、機器持續(xù)存在的問題);信息的授權(quán)收件人具有對信息行動的能力;并用標準化協(xié)議傳輸信息觸發(fā)動作(各種主動和自動的)。
在高管層，分析通報資產(chǎn)管理?！癘T/ IT網(wǎng)絡(luò)可演變成一個生態(tài)系統(tǒng)，”蘇吉特μ昌德 --羅克韋爾自動化的高級副總裁兼首席技術(shù)官說?！八苁构芾砣藛T優(yōu)化其全球工廠的運營，并通過資本節(jié)省實現(xiàn)長期的增長。他們能夠做出更好的決定，如哪個工廠生產(chǎn)哪種產(chǎn)品”。例如，由于提高產(chǎn)能利用率和跨地域的工廠網(wǎng)絡(luò)調(diào)度，羅克韋爾自動化每年能節(jié)省300多萬美元。
在第4階段，面臨的挑戰(zhàn)仍然是范圍-- 以及避免數(shù)據(jù)過載。有些經(jīng)理想捕捉和審查所有可用的數(shù)據(jù)，即使這樣做也好處甚微。很多人還成了“數(shù)據(jù)懷疑”的犧牲品-- 不愿接受工廠現(xiàn)場出現(xiàn)的數(shù)據(jù)，因為它違背了長期已有的過程、生產(chǎn)線和設(shè)備運行的概念。再次，高層領(lǐng)導應負責為文化變革做說服工作，消除這些改變的障礙，進一步將組織的發(fā)展聚焦于卓越運營。
一旦文化變革開始發(fā)生，內(nèi)有的機制將積極響應，出現(xiàn)問題和困難，常常領(lǐng)先的指標是最小化成本的損失。而不是等待滯后的措施，導致浪費累積(庫存、資源、能源等)，并且通常刺激短暫的救火行為，WDC和分析可以幫助企業(yè)在問題出現(xiàn)之前，快速識別并選擇優(yōu)先持續(xù)改進項目。通過這個進程不斷改進運營性能-- 通過精益、六西格瑪和/或其他改進措施–使生產(chǎn)率、效率和質(zhì)量的提高步調(diào)一致。羅克韋爾自動化實現(xiàn)很多運營上的改進，這種進步是通過成熟模型來實現(xiàn)的。
第5級：協(xié)作
成熟模型的第5階段是創(chuàng)建一種環(huán)境，讓整個企業(yè)通過供應和需求鏈，參與預計的活動。
企業(yè)內(nèi)出現(xiàn)的預測能力，能使生產(chǎn)計劃和資產(chǎn)管理更有效率;及時處理訂單執(zhí)行;提高質(zhì)量;工廠到工廠的性能更為流暢。實時信息帶來了快速感知和處理工廠過程的能力。
外部目標是開發(fā)對外部事件的響應-- 供應商和客戶活動、業(yè)務發(fā)展趨勢、市場、政治事件、甚至是天氣情況--盡量減少負面事件影響(如外幣崩潰，以及對國家?guī)齑娴挠绊?，并利用新的機會(例如，熱浪效應對產(chǎn)品的需求)。OT/ IT網(wǎng)絡(luò)開始協(xié)調(diào)從最遠供應商到最終客戶的活動。
雖然所有制造商都有改善供應商和客戶關(guān)系的機會，僅有21%的制造商建立了與客戶的“伙伴”關(guān)系，也僅有13%的制造商形容他們與供應商的關(guān)系是“合作伙伴”。
在第5階段內(nèi)繼續(xù)改善進行，但重點是以創(chuàng)新方法達到先進的績效目標。在這個階段一個重大的挑戰(zhàn)是一定要堅信：企業(yè)現(xiàn)在能夠“做任何事情”，這可以減小工作人員的負擔。
在供應商和客戶OT/ ??IT網(wǎng)絡(luò)的限制也可能會妨礙協(xié)作和績效的優(yōu)化。用自己的成熟模型，制造商可以對供應商建立“鼓勵”前進的標準。但客戶可能會保持抵制，直到他們明白協(xié)作可以提高產(chǎn)品的價格。對于供應商、客戶和業(yè)務部門通過OT/ ??IT網(wǎng)絡(luò)獲取或提供數(shù)據(jù)，無論是網(wǎng)絡(luò)安全的原因還有保護專有流程，需要制定訪問范圍。
對供應鏈迅速而準確地反應、市場條件推動卓越運營到成本節(jié)約，在很多方面可以獲得收益：
● 供應商在交貨、質(zhì)量和成本表現(xiàn)的改進以及供應商文檔的合規(guī)性改進;
● 企業(yè)通過制造執(zhí)行系統(tǒng)的集成生產(chǎn)推動和跟蹤一致的工作流、物料消耗，存貨等;
● 新的合作機會，如協(xié)作工具在跨擴展OT/ ??IT技術(shù)框架中使用(如遠程訪問，即時消息，視頻聊天，文件共享等)，可釋放出前所未有的創(chuàng)新;
● 位于中心位置的領(lǐng)域?qū)＜?，能夠跨躍國家和公司，即刻分享最佳實踐和利用一個完整供應鏈的知識庫來應對挑戰(zhàn)。
羅克韋爾自動化與供應鏈合作，包括了組件/零件供應商和下游的OEM廠商，通過創(chuàng)新和突破，顯著提高了運營預報和效率。
結(jié)論
每個廠商將通過最適合的互連企業(yè)成熟模型，按照自己需求、基礎(chǔ)設(shè)施、準備情況和擁有資源，以確定進入的步伐。羅克韋爾自動化公司與先進的組織(由評估確定)一起工作，利用他們的WDC，與供應商協(xié)作;我們也與其他公司一起工作，開始他們的OT/ IT智能的旅程。具有顯著機會或利潤，或兩個都有。
羅克韋爾自動化，全球有22,000多名雇員，在80多個國家運營。使用成熟模型花了很多年，并利用智能OT/ IT的信息，對高效運營有了重要心得。這種進步需要從高層領(lǐng)導、戰(zhàn)略投資和眾多利益相關(guān)者的承諾。基于5個階段的實踐，制造商可以用羅克韋爾自動化公司工作經(jīng)驗通過互連企業(yè)的成熟模型加速發(fā)展。
