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

    關(guān)鍵詞：InFusion；ECS；互操作；業(yè)務(wù)績效

    引 言

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

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

    這個問題看似可以很簡單的解決，一個自動化項目完成之后，項目組應(yīng)該到會計部那里，以確定該項目所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價值。不過只要嘗試一次這種方法就會發(fā)現(xiàn)，會計部門無法確定價值，因為會計系統(tǒng)中根本沒有設(shè)置必要的信息來實現(xiàn)這種計算。無論對自動化行業(yè)還是工廠工程師而言這都是一個巨大的難題，因為現(xiàn)實情況是，這些通常都最終被視為沒有價值的成本，所以，這種情況必須改變。

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

              

                      圖1   Lifecycle Capital Economic Profile

    對于自動化系統(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。正因為這樣，自動化技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上往往被歸入為無收益成本。從會計學(xué)角度來看，如果一項投資只擁有成本，但沒有可衡量的收益，它就沒有投資回報率，而且未來的相關(guān)投資就會被削減。這是一個根本性問題，為了讓自動化項目的真正價值得到認(rèn)可，這個問題就必須被更正。

    將實時會計與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)行顯而易見的衡量。

    為了解決這個問題，工業(yè)工廠中的運營經(jīng)理和工程師已經(jīng)努力了幾十年，他們開發(fā)了一套運營指標(biāo)，通常被稱作關(guān)鍵績效指標(biāo)（KPI），這一指標(biāo)將顯示任何業(yè)務(wù)變化所帶來的影響，其中包括自動化系統(tǒng)的部署。雖然KPI可以是非常有效的，但是它們通常對于工廠會計師而言是并不具備信用度的。而工廠會計師是負(fù)責(zé)衡量所有資本投資回報率的，如果他們認(rèn)為沒有價值的話，事實是如何就并不重要了——因為它沒有信用價值。

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

    而有趣的是，要建立一個實時的會計制度，其中一部分也需要一個自動化系統(tǒng)。實時計算的會計衡量方法，需要一個實時數(shù)據(jù)庫，它包含的基本信息，是形成這一會計模型所必需的。一家工廠中的儀表就提供了這樣一個數(shù)據(jù)庫。為了開發(fā)一個全面的工廠實時會計系統(tǒng)，一個關(guān)鍵是基于工廠會計進(jìn)行會計計算，另一個是在自動化系統(tǒng)中利用工程技術(shù)來建立會計方程式的模型。利用相同的方法可以用來建立實時KPI模型。在自動化系統(tǒng)中使用實時計算的會計模型和KPI，其價值衡量標(biāo)準(zhǔn)就能夠洞察到業(yè)務(wù)和運營的價值，這些價值是為了在工業(yè)環(huán)境中獲得績效提升而被創(chuàng)造出來的。

    實時會計和KPI數(shù)據(jù)的組合，能夠為任何工業(yè)運營的業(yè)務(wù)績效提供一個全面的看法。這一數(shù)據(jù)可以讓運營操作中的每個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)價值推進(jìn)成為運營利潤的。需要注意的是，為了讓操作運營中的任何人都能夠進(jìn)行實時的反應(yīng)，合并的會計和KPI數(shù)據(jù)往往提供了太多的信息。而對于操作運營中的每一個人，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——這一點是非常重要的。因此，只有為實時會計和KPI數(shù)據(jù)的組合開發(fā)一個戰(zhàn)略過濾器，能夠來根據(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，只有與每個人工作相關(guān)的最重要的數(shù)據(jù)才會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)才會被顯示出來。這種組合，為運營操作中的每一個人都提供了一個實時的業(yè)務(wù)指導(dǎo)。有了這個指導(dǎo)，每個人都可以立即確定他們所做的任何行動或行為會對運營和業(yè)務(wù)產(chǎn)生的影響。經(jīng)驗表明，隨著時間的演進(jìn)，工廠的操作、維修、工程和管理人員可以學(xué)會如何最有效地從工廠資產(chǎn)中獲得價值。

                

             圖2   Driving Business and Operational Value from Plant Assets

    IPS InFusion的誕生

    隨著實時業(yè)務(wù)衡量和指導(dǎo)系統(tǒng)的就位，在工廠運營內(nèi)部的任何績效提升計劃或行為的價值，都成為清晰可見的，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)隊來不斷推動提高其業(yè)務(wù)的商業(yè)價值。經(jīng)驗表明，該改進(jìn)的價值往往比大多數(shù)人最初設(shè)想的大得多。也就是說，對于大部分工業(yè)運營而言，自動化技術(shù)能夠有效地驅(qū)動商業(yè)價值、創(chuàng)造巨大回報、并不斷獲得積極的現(xiàn)金流。

    這就引發(fā)了一個問題：為什么沒有更多的工業(yè)活動朝著這個方向發(fā)展呢？答案是多種多樣的，但最普遍的原因就是已經(jīng)安裝好的自動化和信息系統(tǒng)并不支持開發(fā)這樣一個整個工廠范圍的實時績效環(huán)境，因而大多數(shù)制造商還沒有開始嘗試就放棄了。所以，阻礙實施這一方法的根源，在整個工業(yè)運營領(lǐng)域都是趨于一致的。因為很多大型工業(yè)機(jī)構(gòu)在過去幾十年中都從不同的提供商那里收購了擁有各種不同歷史的自動化和信息系統(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，但是要讓它們實現(xiàn)互操作運行就需要耗費大量的成本，諸如資金、時間和人員等。所以，這些成本就是巨大的阻礙。

    實現(xiàn)一個基于績效的自動化和信息系統(tǒng)，需要在一個工廠中的所有不同技術(shù)之上、以及一個工業(yè)企業(yè)之上，擁有一種通用的計算空間。迄今為止，建立一個這種類型的通用的計算空間通常都被證明是過于昂貴的。在過去幾年中，由英維思過程系統(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，從而可以實現(xiàn)一個基于績效的自動化環(huán)境。IPS確定，只有在不同的自動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，開發(fā)一個企業(yè)范圍的計算空間才是可行的。否則，連通的費用將是十分高昂的。

    為了達(dá)到這個目標(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)運營專門設(shè)計開發(fā)了一個以服務(wù)為導(dǎo)向的架構(gòu)。多年來，以服務(wù)為導(dǎo)向的架構(gòu)（SOA）理念一直是軟件設(shè)計領(lǐng)域的前進(jìn)動力，但以前從未延伸到工業(yè)運營領(lǐng)域。簡單地說，一個SOA可以被看作是一個軟件環(huán)境，該軟件環(huán)境提供了跨多個計算機(jī)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)和應(yīng)用服務(wù)，相當(dāng)于基本上將多個系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成一個單一系統(tǒng)。IPS（包括Wonderware）的工程師定義了超過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提供了一個理想的平臺，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），使之成為一個單一的企業(yè)系統(tǒng)域。IPS稱這個新的平臺為InFusion。InFusion ECS基本上實現(xiàn)了在一個單一的系統(tǒng)環(huán)境中所有的IPS功能的超級集合。這一新的軟件和系統(tǒng)平臺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單一系統(tǒng)之上。

               
 
                              圖4   Architectural Convergence

    通過將Wonderware軟件合并到InFusion平臺之中，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自動化架構(gòu)中得到了釋放。這包括Wonderware著名的無與倫比的連通性。于是，InFusion實現(xiàn)了目標(biāo)——在過去30年間開發(fā)的幾乎任何智能自動化技術(shù)或者系統(tǒng)上提供最先進(jìn)的互操作能力；同時，成本僅僅相當(dāng)于傳統(tǒng)自動化技術(shù)實現(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)得到了實現(xiàn)，而成本通常比幾年前的傳統(tǒng)方式少一個數(shù)量級。

    InFusion 與ERP的互操作

    整個工廠范圍的自動化所面對的技術(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)商那里收購的自動化資產(chǎn)，都能夠成為一個InFusion工廠系統(tǒng)的完整組成部分。但I(xiàn)PS意識到，對于工業(yè)運營的需求來說，這只是一個出發(fā)點。如果要完全有效，還需要全新的、統(tǒng)一的工廠車間系統(tǒng)，來有效地令整個企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行互操作。于是，IPS通過確保ArchestrA和InFusion被認(rèn)證能夠與流程市場中領(lǐng)先的企業(yè)SOA軟件——SAP的NetWeaver進(jìn)行互相操作，已經(jīng)實現(xiàn)了這點。InFusion也已經(jīng)被擴(kuò)展，以便能與來自市場中所有主要ERP軟件供應(yīng)商的ERP軟件進(jìn)行互操作。這樣一來，InFusion成為第一個能夠提供通用計算空間的軟件平臺，它可以涵蓋從工廠車間到整個工業(yè)企業(yè)，包含幾乎所有現(xiàn)場自動化系統(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企業(yè)控制系統(tǒng)（ECS）。

                 

                            圖5   Enterprise Control System

    結(jié)  語

    InFusion企業(yè)控制系統(tǒng)在工業(yè)市場中的出現(xiàn)所產(chǎn)生的結(jié)果就是，已經(jīng)被安裝在一個工業(yè)企業(yè)中所有的自動化和信息資產(chǎn)，不論是古老的還是來自供應(yīng)商的，都能夠被組合到一個單一的企業(yè)計算空間中。這個企業(yè)計算空間，令我們之前曾經(jīng)討論的基于價值的業(yè)務(wù)解決方案的成功實施成為可能。InFusion系統(tǒng)的主要好處是，它是一個成功的典范，代表自動化和信息技術(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)成為了自從第一臺計算機(jī)被引入到工業(yè)運營領(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)運營中獲得利潤價值的業(yè)務(wù)解決方案，在實施實時會計系統(tǒng)或者實時KPI系統(tǒng)方面，將不再有任何阻礙；在賦予工業(yè)運營中的每個人（從流程操作員到CEO）能夠擁有承前啟后的實時信息的能力方面（這些信息是他們每個人為了完成任務(wù)所需要的，從某種意義上來說能夠從工業(yè)運營中推動商業(yè)價值的提升），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所帶來的技術(shù)，對業(yè)務(wù)績效提升的約束，將不再是一個技術(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。通過企業(yè)控制推動利潤價值的日子終于到來了。