Industrial Application Server 在SABMiller 啤酒公司的應(yīng)用
伊巴依,南非- 有人稱它為"流動(dòng)的金子",也有人稱它是"上帝賜予的瓊漿"。本杰明 富蘭克林說它的存在是"上帝愛我們同時(shí)希望我們快樂的證明"。
至少4000年以來啤酒就是人類食物的主要來源。當(dāng)巴比倫人用小麥釀制啤酒、美國的印加人用玉米釀制啤酒時(shí),埃及人就開始用大麥釀制啤酒。最早的有關(guān)啤酒的記錄來自于閃族人, 他們居住在世界上最早種植谷物的地方。所有社會(huì)階層的女人和男人都喝啤酒。這很重要以至于在漢謨拉比法典(公元前18世紀(jì))、最古老的書寫的法律中都有提及,向客戶多收費(fèi)的啤酒業(yè)主會(huì)被處以淹死。
現(xiàn)在,啤酒釀造已成為價(jià)值數(shù)十億美元的全球性的工業(yè),同時(shí)在生產(chǎn)過程的每一個(gè)地方,它本身的生產(chǎn)工藝已經(jīng)被精練成近乎一個(gè)有著苛刻標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格的藝術(shù)形式。
SABMiller 公司是世界第二大啤酒生產(chǎn)商,隨著在南非靠近伊麗莎白港的伊巴依(Ibahyi)啤酒廠的建成,它正在為整個(gè)行業(yè)樹立新的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
"SABMiller一直在尋找一種解決方案,為其業(yè)務(wù)帶來三個(gè)關(guān)鍵好處并能推廣到它的不同工廠,這三個(gè)關(guān)鍵好處是:速度、靈活性和互操作性,"SABMiller的自動(dòng)化經(jīng)理森訥思 范 思高說。"面向所服務(wù)的市場,在速度和靈活性方面要有一個(gè)合適的折衷,這對于我們的業(yè)務(wù)是非常重要的。第三個(gè)重要元素,互操作性,是一個(gè)挑戰(zhàn),這是由于在我們每一個(gè)啤酒廠使用著各種各樣的不同平臺和系統(tǒng)。為了能夠使工廠的效率最大化,這些系統(tǒng)必須全部具有移植能力以便可以相互集成,同時(shí)也可以與上層的信息系統(tǒng)集成。"
最終,SABMiller決定采用由Wonderware在南非的分銷商Futuristix公司提供的Wonderware軟件系統(tǒng),來幫助實(shí)施伊巴依廠的過程控制,并使之達(dá)到就象它的啤酒生產(chǎn)一樣的最高現(xiàn)代化水準(zhǔn)。
范 思高說:"我們現(xiàn)在啤酒廠在用的產(chǎn)品組件包括InBatch產(chǎn)品,它為我們提供配方功能,并使釀造能夠用更精確的方式管理配方。另外,InTrack產(chǎn)品提供我們產(chǎn)品的族譜,從而能夠使問題一直追溯到源頭。"一個(gè)完整的解決方案還包括InTouch軟件,它提供可視化和操作員界面,同時(shí)還有IndustrialSQL Server歷史數(shù)據(jù)庫,它幫助操作員和管理層對啤酒生產(chǎn)的日常操作進(jìn)行趨勢記錄和分析,這些Wonderware的產(chǎn)品幫助操作者和管理者對啤酒釀造過程進(jìn)行可視化,分析和優(yōu)化,以提供管理者面向競爭所需要的智能和控制。
這些工具通過通用的工作站捆綁在一起,這就是伊巴依啤酒廠使用它的核心策略之一。SABMiller和它的集成伙伴使用Wonderware技術(shù)及結(jié)合其它技術(shù)開發(fā)了這個(gè)工作站,從而可以為業(yè)務(wù)部門、管理部門以及過程控制級提供集成的查看視圖。
由于人員能夠在來自啤酒廠各工藝點(diǎn)的總系統(tǒng)上交互工作,啤酒廠本身以及每個(gè)工作人員的產(chǎn)出為伊巴依贏得了地位,是SABMIller在南非地區(qū)成本最低效率最高的一個(gè)啤酒廠。
SABMiller率先使用ArchestrA技術(shù)
現(xiàn)在的消費(fèi)品市場的挑戰(zhàn)是多樣而嚴(yán)格的,就象啤酒生產(chǎn)商所面臨的一樣,一直嘗試著制造最好的瓶裝啤酒。
產(chǎn)品品質(zhì)僅僅是第一個(gè)要求。一旦你利用高品質(zhì)產(chǎn)品獲得了一個(gè)客戶群,你必須保持它。唯一的方法是要保持住你第一次贏得客戶時(shí)的品質(zhì)水平。產(chǎn)品的一致性在生產(chǎn)效率成為生產(chǎn)的關(guān)鍵因素時(shí)會(huì)持續(xù)增長,而產(chǎn)能利用成為了一個(gè)綜合的ROI測量因素。
SABMiller還面臨另外的復(fù)雜性,包括生產(chǎn)操作和市場要求的多樣化,現(xiàn)有的自動(dòng)化程度的不同和大量多樣的控制系統(tǒng)硬件平臺和軟件環(huán)境。
"隨著2000年伊巴依啤酒廠的實(shí)施,一系列的事件會(huì)使我們能夠滿足這些挑戰(zhàn),"范 思高說。 "伊巴依啤酒廠將成為我們的卓越藍(lán)圖。同年,我們開始了一項(xiàng)定義標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目,這是為工廠ROI和運(yùn)行資產(chǎn)最大化而設(shè)計(jì)的。這會(huì)給出需求清單以及對能夠滿足這些需求的解決方案的研究。選擇來自Wonderware 的ArchestrA技術(shù)作為先導(dǎo)應(yīng)用,是由于它具備潛在的滿足我們下述需要的功能,如標(biāo)準(zhǔn)化、快速而靈活的部署、以及變更管理和應(yīng)用集成。我們成為了一個(gè)ArchestrA軟件架構(gòu)的Beta測試場所,同時(shí)在我們Midrand培訓(xùn)中心實(shí)施它以研究它是否可以滿足我們對它的期望。
由于具備啤酒中試、計(jì)算機(jī)中心、完備的實(shí)驗(yàn)室以及課程,從1987年以來,Midrand就成為了非洲和全球的現(xiàn)代啤酒行業(yè)的學(xué)習(xí)中心。產(chǎn)品測試是其中的一個(gè)常規(guī)工作。Wonderware和Futuristix是這個(gè)中心積極的贊助商,這也是我們與之結(jié)合將這里作為先導(dǎo)項(xiàng)目的理想場所的因素。
ArchestrA架構(gòu)在拓展現(xiàn)有系統(tǒng)的生命周期的同時(shí),保持了以前在硬件、軟件和知識產(chǎn)權(quán)方面的投資。構(gòu)建于Microsoft的.NET基礎(chǔ)架構(gòu),ArchestrA架構(gòu)設(shè)計(jì)用來優(yōu)化不同解決方案的集成,并能開發(fā)和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。在這個(gè)過程中,在提高全廠效率和性能的同時(shí)削減了30-50%的工程成本。ArchestrA架構(gòu)利用一個(gè)高效率的、基于標(biāo)準(zhǔn)的多語言環(huán)境來為下一代應(yīng)用和服務(wù)進(jìn)行系統(tǒng)集成。它還能延伸平臺以滿足工作自動(dòng)化環(huán)境的嚴(yán)格需要,同時(shí)可以有效地消除運(yùn)行中的自動(dòng)化孤島。
為了在Midrand取得成功,ArchestrA架構(gòu)需要通過規(guī)模伸縮性和靈活性來支持卓越的操作和市場的需要。在考慮到制造目的而提供易維護(hù)性時(shí),還必須具有可修改性和能夠重新配置的功能。而且還要能提供應(yīng)用工程的重用,這是為了面向不同項(xiàng)目的時(shí)候能使復(fù)制最小化和在不同的項(xiàng)目中推廣標(biāo)準(zhǔn)。
最后,由于SABMiller啤酒廠運(yùn)行著多種的平臺和軟件,包括可編程邏輯控制器(PLCs),Wonderware工廠智能軟件和其它的軟件,要具備真正的互操作性能,ArchestrA架構(gòu)必須能夠集成不同的供應(yīng)商提供的產(chǎn)品。
根據(jù)MiDrand 培訓(xùn)中心的啤酒釀造師安德魯 當(dāng)斯說,這個(gè)先導(dǎo)項(xiàng)目是一個(gè)絕對的成功。"在我們培訓(xùn)中心這里開始使用Wonderware的系統(tǒng)之前,每個(gè)啤酒廠都有它自己的系統(tǒng),你無法做到從一個(gè)車間走到另一個(gè)車間也能操作自如。你不得不學(xué)習(xí)他們的SCADA系統(tǒng),他們的界面,直到你懂得如何操作。利用新的Wonderware系統(tǒng),從這個(gè)車間到另一個(gè)車間你就能操作自如,看到的和感覺的事情是一樣的。
將培訓(xùn)中心現(xiàn)有的SCADA實(shí)施移植到ArchestrA架構(gòu)包括下述七個(gè)步驟:
1. 使用SABMiller的各部門標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建對象模板(對每一個(gè)對象"建模",包括它的操作屬性,I/O特征,報(bào)警條件,性能歷史,PLC地址要求和其他。一個(gè)對象可以是一個(gè)設(shè)備,比如泵或閥門或者能夠在所連接的系統(tǒng)中任何數(shù)量的這樣的設(shè)備的組合)。
2. 定義“工廠” 或培訓(xùn)中心的小型啤酒廠,從而遵從S88標(biāo)準(zhǔn)來對工藝過程建模。
3. 創(chuàng)建對象實(shí)例(在要用到所定義的對象的地方)并且將它們存儲到ArchestrA 架構(gòu)的“galaxy”組態(tài)數(shù)據(jù)庫。Galaxy能夠組成一個(gè)物理的和/或邏輯的任何數(shù)量服務(wù)器的連接網(wǎng)絡(luò),在 Galaxy中可以共享數(shù)據(jù),利用"拖拽"就可以將所選擇的功能分配到需要的服務(wù)器,并可以更均勻地分配計(jì)算負(fù)載。
4. 創(chuàng)建部署模型,包括平臺(Platform)對象(參與的計(jì)算機(jī)),應(yīng)用引擎(Application Engine,存放和執(zhí)行應(yīng)用對象),OPC客戶端對象,同時(shí)在引擎上的配置區(qū)域。
5. 將InTouch SCADA 應(yīng)用的內(nèi)在模式轉(zhuǎn)換成ArchestrA環(huán)境。這需要用galaxy引用來代替標(biāo)記服務(wù)器引用,書寫腳本和指定動(dòng)畫連接。這是一個(gè)可選的步驟,但這是SABMiller的策略,能夠提供他們機(jī)會(huì)來證明和發(fā)現(xiàn)將Tag Server移植到Wonderware Industrial Application Server上有些什么問題。
6. 單一測試,包括"熱"試并且在一個(gè)時(shí)間內(nèi)部署一個(gè)來自每一種設(shè)備類型的對象,從而使對小型啤酒廠的影響減少到最小。在模板這一級的錯(cuò)誤會(huì)被糾正,這就意味著修正后的對象能快速地重新部署。
7. 部署-運(yùn)行系統(tǒng)-最終測試
這個(gè)先導(dǎo)應(yīng)用真正理解了擁有一個(gè)正確標(biāo)準(zhǔn)定義的重要性,包括命名規(guī)范和對象類的定義,范 思高說,"還需要指出的是上層規(guī)劃的必要性。這些是對每一個(gè)項(xiàng)目來說都非常關(guān)鍵的需求。然而,截止到目前還沒有一個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)可以支持它們,所以每個(gè)項(xiàng)目通常從最底層開始,并通過大量重復(fù)來完成的。
"移植到ArchestrA 架構(gòu)經(jīng)過證明要比我們想象的容易,現(xiàn)在我們有了一套工具可以讓我們滿足我們的特定需要和保證符合標(biāo)準(zhǔn),在將來會(huì)使工程成本降到盡可能的低。接下來的一步是將它用到實(shí)際的全規(guī)模的項(xiàng)目上,這已經(jīng)在做了。"
根據(jù)伊巴依啤酒廠提供的最佳運(yùn)作藍(lán)圖,Invensy的Wonderware軟件和ArchestrA架構(gòu)正在Mirand培訓(xùn)中心先導(dǎo)項(xiàng)目的Microsoft.NET平臺上無縫的工作著。SABMiller時(shí)刻準(zhǔn)備著以其杰出的工作為文明社會(huì)中最古老的行業(yè)之一建立全球性的標(biāo)準(zhǔn)。
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