标准化创造的价值


作者: Roland Klein,Martin Dubovy 日期:2018/09/10 来源:PROCESS《流程工业》

虽然过去的文档通常被认为是“好用的”,但在今天,文档已经成为产品的重要组成部分。随着小批量生产和个性化定制的需求日益提高,准备文档并将其提供给客户已经成为企业面临的重要挑战。制造商需要将他们的设备与提供100%准确描述的文档同时交付。这尤其适用于制造和配置的产品,特别是应用程序。并且需要的不是来自目录的设备数据的文档,而是在生产过程中已经通过制造商的质量控制对实际交付的产品进行了验证的文档。关于工业4.0,这些数据将需要在制造商的管理系统和用户的管理系统之间以一致的自动化形式进行交换。但是,工业领域目前的做法往往呈现出截然不同的景象。不清楚的非标准化表格(例如Excel格式)将被移交,这些列表必须经过费时费力的检查以确保其准确性,然后手动输入工厂操作员的系统。当前,已经可以使用标准和工具简化这项工作并使其更高效。

标准化自动数据交换的基础

目前,NAMUR协会的(NE)100建议标准已在德国实施,这使得I&C设备的制造商和用户之间能够进行结构化的信息交换。与此同时,曾经限定于I&C的NE 100标准已被集成到基于更广泛应用的eCl@ss标准中。eCl@ss分类系统采用了比较先进的面向对象的设计理念,按产品规格和产品变量划分出不同的架构和层次,进而一步步组合出具有唯一性的产品类别、产品关键字代码和产品描述,是目前唯一通过德国国家ISO/IEC标准认证的产品分类格式。 因此eCl@ss为产品主数据的数字交换奠定了基础,该数据交换独立于行业、国家、语言或组织。在该标准的一个子领域中,特别列出了针对仪器和控制的特征列表,用于最重要的设备类型。这些列表涵盖了设备类型可能通常需要的所有特征,以便为流程行业中的应用程序指定它。 在eCl@ss中,用于描述特征的术语是统一的。与此同时,eCl@ss提供了一个基于XML模式的统一结构,可以在不同公司之间交换信息。依此标准,工程过程中的所有数据交换几乎可以完全自动化,提供的数据可以更容易地比较,在涉及数据时还可以节省时间。如果数据存储在eCl@ss标准中,就可以在产品生命周期内使用,直到组件需要更换的时候。一个eCl@ss工作组也在讨论如何在基础设计所需的信息之外提供更多的信息,包括例如有关设备尺寸、钻孔和电线的更多详细信息。

图1 “目前,eCl@ss在欧洲是唯一的标准化结构和分类系统,相信标准化的数据交换将成为工业4.0的基础。”——Roland Klein博士,巴斯夫公司电仪总监
图1 “目前,eCl@ss在欧洲是唯一的标准化结构和分类系统,相信标准化的数据交换将成为工业4.0的基础。”——Roland Klein博士,巴斯夫公司电仪总监

为了使标准真正可用,在实践中变更的标准必须能够尽快得到应用。 eCl@ss中的两个功能可以促成这一点:一个严格的发布计划,并允许在新版本正式发布日期之前提供紧急扩展的特殊程序。

图2 ProDOK NG通过统一规则确保整体规划流程, eCl@ss插件可以根据相关标准实现数据交换
图2 ProDOK NG通过统一规则确保整体规划流程, eCl@ss插件可以根据相关标准实现数据交换

巴斯夫自2010年以来一直在使用NE 100。同时,约120 000个设备数据集已编译完成。巴斯夫公司电仪总监Roland Klein博士相信标准化的数据交换将成为工业4.0的基础:“目前,eCl@ss在欧洲是唯一的标准化结构和分类系统。因此,我们刚刚将所有设备数据从NE100移植到eCl@ss,在BASF欧洲基地将拥有大约500 000个采用eCl@ss格式的I&C设备的数据。 为此,我们正在将我们的I&C -CAE系统升级到最新版本。”系统更新主要是因为现有的数据量已经达到原有版本的性能极限,因为每个设备大约有20~200个特性,100 000甚至500 000个设备将会积累大量的数据。
十余年前,罗斯博格公司的自动化专家根据巴斯夫的要求,为其I&C-CAE系统ProDOK实施了NE 100-PROLIST附件。 随着NE 100-PROLIST的结束使用,罗斯博格公司为新版本ProDOK NG开发了一个等效的eCl@ss模块,用于将现有NE-100-PROLIST数据作为eCl@ss数据移植的工具(图2)。新的软件版本可以管理非常大的数据量,避免出现性能问题。 罗斯博格也认识到该标准对实现工业4.0的重要性。罗斯博格公司工厂解决方案主管Martin Dubovy补充说:“目前eCl@ss是唯一可以实现I&C设备数据电子交换的可用标准。 IEC现在正在研究IEC 61987,它可能成为一种替代方案。我们的团队正在研究一个映射系统,该系统能够将eCl@ss数据自动传输到IEC数据(反之亦然)。”

数据自动交换的基础

图3  “目前我们正在支持巴斯夫将其NE 100数据转换到eCl@ss。 中期计划将500 000个I&C设备的数据与Prodok NG一起进行管理。” ——Martin Dubovy先生,罗斯博格公司工厂解决方案主管
图3  “目前我们正在支持巴斯夫将其NE 100数据转换到eCl@ss。 中期计划将500 000个I&C设备的数据与Prodok NG一起进行管理。” ——Martin Dubovy先生,罗斯博格公司工厂解决方案主管

eCl@ss为工厂建设者、运营商和设备制造商之间的自动数据交换了提供极好的基础(图4)。然而,电子数据交换本身是不够,还需要保证数据的完整性。只有当制造商拥有一个封闭的数据传输链时,它才能发挥其潜在的作用,即保持从客户调查到制造到质量控制的一致记录,这是实际交付给客户的设备的所有信息(图5)。在德国这样高人力成本的国家,从封闭的数据传输链和eCl@ss标准中获得的收益是巨大的。对于制造商来说,系统记录从接收订单到交货的数据,并通过适当的ERP系统提供支持,可提高效率。如果未来可靠的文档可以自动接收到系统中,而不需要耗时的验证,将极大地提高工厂操作员的工作效率。从2019年起,巴斯夫公司的数据交换将作为eCl@ss高级格式的标准进行。

图4 eCl@ss作为设备数据源自动交换的基础
图4 eCl@ss作为设备数据源自动交换的基础

对于制造商来说,这意味着未来他们不仅要提供功能性设备,还要验证符合eCl@ss标准的文档数据。

图5 从客户查询到制造到质量控制,制造商的封闭数据传输链为数据的完整性奠定了基础
图5 从客户查询到制造到质量控制,制造商的封闭数据传输链为数据的完整性奠定了基础