2021年3月2日
过程控制与数字化转型
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GEA卓越软件主管Cormac Raftery
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GEA Refrigeration Technology (RT) Grasso compressor in which we can see the Omni control panel
The Device Chronicle采访了GEA软件卓越主管Cormac Raftery，以了解如何通过IoT和其他数字技术来改变大规模制造中的过程控制。
过程控制与物联网
当我们考虑统一的物联网战略时，这种多样化的生态系统将成为重点。例如，制冷技术（RT）部门安装了7500多个Omni系统（用于冷却和热回收过程的控制系统），每年又增加1300台。尽管工程服务通常可以远程访问设备以进行被动护理，但过去根本没有提供可以用作主动护理平台的远程遥测技术。这是IoT的主要驱动力之一：坦率地说，在当今时代，我们将回顾客户站点上的回顾性安装并连接设备以实现一系列数字服务。但是，这里的机会也是从战略的角度进行展望，并弄清楚该公司及其部门如何销售已经内置了增强数字服务的设备。
引人注目的用例
GEA中已经有一些强大的数字服务很好的例子。 Cormac指的是Farm Technologies（FT），该公司在全球范围内提供自动挤奶传送带和畜群管理系统。这些系统基于每只动物的RFID识别来协调奶牛如何进入挤奶厅，并涵盖各种质量保证和效率因素，从乳房卫生，在线体细胞计数，奶嘴附着的视觉系统到所有有助于优化流程的各种数据。简而言之，每头母牛都有其特征。 “这是大数据。”推动该行业增长的关键主题首先是该行业正在整合。这导致了更少的农场，更多的奶牛和每头奶牛更高的产量。其次，自动化的巨大动力-在某些地区，所有新投资的90％都在自动挤奶系统上。最后，是乳业数字化的直接影响。现代农场是一个互联的农场，使用大数据和高级分析来提高效率和福利。在FT中，全球的基本基础架构大约有20,000个系统，这些系统一直在使用Linux作为内部边缘IPC的基本操作系统。当我们考虑任何云连接时，“加强”此基础架构以确保这些系统在设计上是安全的就变得极为重要。
通用技术方法
Cormac希望说明通用技术方法的好处，并寻求最佳的技术合作伙伴和点解决方案来解决复杂且动态变化的基础架构。 “人们意识到，这种复杂的技术，例如用于嵌入式设备的安全且强大的OTA软件更新，并不是GEA希望自行开发的。在这方面，Mender.io被认为是成熟的解决方案。”
流程控制中的新功能
当Cormac研究数字转换和IoT及其与过程控制的关系时，他看到了必须释放的两项功能。首先是远程访问。 GEA工程师必须能够像访问客户工厂一样访问客户工厂。他们需要对过程设备进行监视和故障排除，作为单个单元或作为较大的完整总承包项目的一部分。
显然，Covid 19大流行加速了更好地做到这一点的需求，并已明确授权加快物联网的采用。 Cormac说：“我们现在获得了可以以多种方式汇总的实时信息流，并且可以利用数据中的关键见解来改善我们的服务范围，并使我们的过程设备保持最佳运行状态。”
第二个是数字双胞胎。 Cormac继续说，一旦您从设备构建了初始的IoT连接，就会打开很多机会。主题专家可以将目光投向原始数据，并简化数字双胞胎系统并构建更好的建模设备，从而为改进自动化铺平道路。对于Cormac来说，数字孪生是一个“玻璃窗格”，专家可以通过将其与其他系统和技术结合起来来丰富。这是在机器学习，流引擎等基础上建立更高级别自动化的垫脚石。”数字孪生的概念是根据案例制定指标和KPI的能力。在某些情况下，几乎不需要编程就可以实现，例如无需对设备进行正确建模。但是，引人入胜的见解来自连接不同的异构系统。这一直是要解决的棘手问题，因为您可以快速花些时间和金钱来花一些精巧且可重复的工程策略。数字双胞胎带来的机会之一是，它创建了一个抽象层，可以对物联网与这些其他系统之间的行为和接口进行标准化，从而有效地消除了“一次性”编码工作的需要。
物联网与OT融合
Cormac还指出了物联网和运营技术以及受约束的设备之间的融合。必须回答关键问题：约束设备如何与控制系统配合？如何实现设计安全性？什么是最好的网络设计来支持此安全性？ Cormac说，几乎每个过程设备都有一些驱动程序来支持IoT，但是过程控制系统本质上需要更高的安全性。 “我们必须对安全漏洞和缺陷保持警惕。” GEA有一个程序，可以通过产品安全框架进行设计以实现安全性。 DevSecOps将在Cormac中扮演关键角色。 GEA目前正在灌输“每个人都对安全负责”的心态，从而重新调整其安全方法。
Cormac和他在GEA的同事还在过程控制系统和IoT的供应商之间做出了关键区分。西门子，艾伦·布拉德利（Allen Bradley）和施耐德（Schneider）等自动化提供商一直在将IoT解决方案纳入其产品线。西门子凭借其MindSphere云在该领域占据了主导地位。然而，在过去的一两年中，物联网的闸门已经打开，“工业”物联网空间不再被视为大型自动化房屋的保护区。物联网硬件供应商提供端到端解决方案的情况已经完全颠覆了。为了区别对待，Cormac和他的同事使用了IEC 62443规范中的关键特性，以确保符合工业标准和最佳实践。由于供应商可能如此不同，Cormac将最近的经历描述为“比较苹果和橙子”。
最佳助教过程控制
Cormac认为与Best-of-Breed技术提供商合作非常重要。他说：“尽管GEA规模庞大，但仍需要注意资源，并且公司的技术部门不想过度扩张，而又会背负巨额技术债务。如果开发工作是在内部完成的，还存在过度设计的危险。因此，技术团队将精力集中在核心业务增值活动上，而不是进行点专家系统（例如OTA软件更新）的内部开发。这里涉及复杂的安全考虑，更改是如此动态，因此必须详细了解和管理嵌入式系统或受约束的设备。
在像GEA这样的大公司中也有例外。 Cormac说，例如，GEA制冷技术部门拥有在嵌入式设备上开发的既往记录，而其他部门则一直在使用标准PLC和IPC。 Cormac再次提醒我们，中央技术部门（全球技术和IT共享服务）希望鼓励那些使用标准PLC和IPC的部门与那些希望在嵌入式系统上进行开发的部门之间采用通用方法。 “我们希望允许同事表达他们想做什么，我们希望确保从硬件选择中抽象出我们的核心技术选择。”嵌入式系统的成本也在下降，这有助于增加产品和服务的利润，从而提高嵌入式系统的采用率。
关键见解带来的改进
最终，对于Cormac而言，所有这些都归功于开发功能来帮助人们查看和使用数据。 他认为，一旦人们转向新的数字增强流程，那么新的服务和创新便会从数据中收集关键见识而蓬勃发展。 他指出了一个案例，在该案例中，GEA非常成功的流程优化产品之一OptiPartner背后的现有技术堆栈产生了许多附加服务，几乎是原始服务的副产品。 这些新服务之一特别着重于使用过程数据以数周（甚至数月）缩短调试过程。
我们希望Cormac和他在GEA的同事们继续他们的数字化转型之旅。
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