現代DCS對數位轉型來說非常重要

製藥、消費性包裝產品、餐飲、採礦及化工等產業的生產商及製造商擅長應對維持競爭力的複雜性與挑戰。透過擴大產量、減少停機時間、提高一致性、維持品質及確保員工安全來保護利潤並優化生產非常重要。此外，還必須考慮與工程、庫存、系統維護及支援相關的生命週期成本。

鑒於目前全世界的疫情大流行，這一點尤其重要。日益清楚地是，在降低營運風險的同時，盡可能地提高生產力與利潤是多麼重要。

跟上產業及技術趨勢可能不容易，卻可將營運提升到更高的層次，以幫助實現成功與成長。工業物聯網(IIoT)技術可以有所助益。制定數位轉型策略是個好的起點。

數位轉型有幫助嗎？

「數位轉型」這個專有名詞的意義因人而異，但就工業自動化而言，數位轉型可以解釋為透過整合數位科技到企業中的所有領域，以達成現代化、升級或改善營運。

數位轉型是一種基礎的文化變革，影響著組織的運作方式、工廠的運作方式以及向客戶提供價值的方式。它關乎成果並滿足不斷變化的客戶需求。對任何生產商來說，這都是一個全面性的變革，這就是為什麼現代DCS會成為轉變的基礎。

制定數位轉型策略代表確立目的及業務目標、評估實現這些目標的系統需求，並規劃策略的執行方式。

加速及簡化數位轉型可幫助您提高生產力及效能一致性，同時減少停機時間。競爭者在科技上的投資及營運方式的轉變會帶來研究及決策的壓力。開始前可以問問自己：「我需要升級嗎？」

是時候考慮升級DCS了

傳統的DCS的系統設計封閉，難以移轉及現代化，並且在大多數情況下有較高的整體持有成本。現代DCS更受歡迎的原因有很多，包括了更高效能、全站可用性、可擴展系統功能、開放技術堆疊及易於整合。採用通用自動化技術的全廠控制系統可將流程控制、離散控制、功率控制及安全控制，與廠區和業務系統無縫整合。

若您覺得您的DCS已正常運行，您不是唯一這麼想的人。全球接近壽命末期的DCS現有用戶群總計約650億美元。其中許多系統已使用超過25年，急需升級。

更換DCS的原因可能包括故障率增加、產品品質問題發生率變高、維護成本上升、缺乏傳統的DCS專業知識、產能限制以及無法與現代系統銜接。

現代DCS的優點

最新的DCS功能平台已與科技發展同步。現代DCS作為數位轉型策略的一部分，可幫助打造企業聯網。這些平台可以用更少的伺服器及更強大的控制器來減少結構性佔用空間、支援與控制器原生製程物件的一致性、透過系統屬性的優化設計體驗來簡化工作流程、為即時決策提供可靠的分析，並符合國際網路安全標準。

這代表現代DCS應該幫助生產商實現全廠控制及優化、最大化營運效率、實現高可用性、降低成本並提升產量。基本上，它讓生活更簡單。

同時也設計用於解決幾乎所有生產商及製造商都會遇到的三大挑戰：

1.  提高生產力
   當整個企業中的各別系統產生瓶頸及效率不佳時，如何才能最好地推動創新？來自供應鏈、工廠資產及業務系統的大量資訊可能會打敗那些試圖即時運作或創造新概念的團隊。科技的快速發展使生產商能夠獲得比以往更多的資訊，以用於決策。
2. 用較少的資源做更多的事情來幫助獲利
   在工廠的生命週期中，生產團隊必須用較少的資源做更多的事情來滿足預算期望。營運必須設法獲得所需的能見度及控制，以減少意外停機時間、防止品質問題，並消除生產中的浪費。生產商正在尋找易於更新及支援的全廠自動化，而技術必須幫助工廠維持連續的運轉。
3. 降低營運風險
   風險無所不在，並以不同形式出現在您的網路基礎結構，也就是系統的主幹。即便已考量到意外事件，不可預見的事件仍會影響工廠安全可靠的運作。在確定導致各種風險的因素時，您需要能駕馭動態條件的系統，並允許其利用資訊作出積極回應。當威脅從作業風險轉移到外部因素時，控制系統必須夠强大且具適應性。您是否為您的系統建立了強健的基礎結構？

簡化DCS的現代化

將傳統的控制平台轉換成現代DCS可能不簡單，而且也不是一次即可面面俱到的項目。為了幫助逐步降低風險及分散成本，許多公司選擇分階段進行移轉。另一方面，「淘汰再更換」的轉換策略則適合其他公司。

簡而言之，每個現代化專案都是獨一無二的，需要適當的規劃。在大多數情况下，以極少的停機時間及最小的風險執行轉換是非常重要的，這些需求決定了升級策略的大部分內容。在轉換前，必須決定三個主要的策略選擇。

1. 是垂直升級還是水平升級？
   在垂直升級中，一次只升級一個處理區。在水平升級中，同時升級多個類似的處理單位，一般橫跨多個處理區。
2. 升級是透過同時更換所有自動化系統元件，還是透過分階段移轉方式完成的？
   採用分階段的方式更換自動化系統耗費較長的時間，但需要的停機時間較少，風險也較低。將計畫內的停機時間畫分為多個短階段，通常是保持生產的一大優勢，而且可以將移轉成本分散於更長期間之中。
3. 是「熱」還是「冷」轉換？
   透過熱轉換，舊的DCS與新的自動化系統同時運作，一次從舊的DCS移轉一個控制迴路到新的I/O層級自動化系統。透過冷轉換，舊的DCS被新的自動化系統取代，並立即重新啟動整個流程。
   您可以檢查每個升級區以尋找提升系統效能的機會。與傳統系統相比，通常可以很快看到這些改善帶來的投資報酬率(ROI)，並且可能包含改良的作業方式、更好的品質、更高的產量、更少的安全相關事件、强化的網路安全性及更少的意外停機時間。

數位化成功的關鍵

這些挑戰大家都很熟悉─需要更頻繁的流程變更、更多的資料集、更少的預算以及更高的可追溯性與合規性要求。從煉油廠到食品飲料廠，製程工程師被要求管理越來越複雜的系統，並且用更少的資源做更多的事情。

好消息是，由於新的技術開發，最新DCS平台有了顯著的進步。這讓DCS使用者得以為其系統進行升級及現代化，以取得最佳化的效能及數位化成功。

製程工程師經常問的一個問題是：「DCS現代化如何幫助管理系統複雜性及提高生產力？」最新一期的現代化DCS說明了系統生命週期中的重要挑戰，並以四個關鍵方式簡化生活。

1. 特製的可靠控制器將複雜性降至最低。
   就其本質而言，加工廠是多樣且不斷變化的。隨著應用程式的擴展及越趨複雜，許多老舊的控制器與I/O平台根本無法跟上腳步。對許多工廠來說，在現有的自動化基礎架構下新增控制器以滿足新的需求是唯一實際可行的對策。
   但如您所知，導入更多甚至有時完全不同的系統會使本來就複雜的DCS變得更加複雜，並讓整合及維護的成本變得更高。
   現在，新的製程控制器類型提供了更好的選擇。處理能力及產能的顯著提升表示您可以用較少的控制器管理更多的策略，並降低結構的壓力及相關的生命週期成本。
   最新推出的PlantPAx還支援了「異常報告」，這顯著減少了由警報及事件輪詢引起的結構壓力。而對許多系統來說，更少的輪詢也代表更少的資料伺服器。
   
2. 嵌入式製程物件讓應用程式與使用者經驗維持一致
   每個人對於系統運作的方式都有自己的想法。雖然我們都很欣賞優秀開發人員的技能，但沒有記錄歸檔的「調整」會造成維護或更新系統時的重大挑戰。
   此外，一旦修改了供應商提供的物件程式庫，您就無法再依靠供應商來進行維護、移轉及記錄。這將成為您的員工或系統整合商的工作，並會在系統的生命週期中增加成本及風險。
   作為DCS現代化的一部分，新的控制器類型具有嵌入韌體中的製程物件，可提升設計的一致性。嵌入式的製程物件透過「鎖定」核心控制器的功能來支援現代的系統開發方法，讓開發人員可以專注於設置更高等級的應用程式。
   由於核心功能符合業界標準且不可編輯，因此嵌入式物件有助於維持系統的完整性，並可加速工廠間的複製。當有新的韌體版本時，嵌入式物件也會自動移轉，讓之後的升級變得更簡單。
   
3. 自動診斷可節省時間。
   您現有的DCS標籤資料庫包含了關於控制器、I/O及現場裝置的診斷資訊。為了讓作業員能夠存取這些資訊，可能需要在後端進行大量的開發工作。
   事實上，識別控制系統中的診斷標籤，並在HMI平台上設置這些標籤的連結，可能占用至多30%的系統設計及維護所需的編碼。
   DCS現代化簡化了這個流程。利用新製程控制器的擴展功能，只需按一下，預設的警報就會直接自動部署到HMI上。此功能在開始開發的過程中，以及隨著流程需求的發展，在系統的整個生命中節省了大量的時間。
4. 符合最新標準有助於將網路安全風險降到最低。
   想要利用最新的IIoT技術，您的DCS必須與企業等級的系統整合。但是，跨企業連接更多的資訊可能會在無意中使流程操作面臨風險。
   現代DCS認知到需要同時利用先進的分析及其他數位技術，並幫助保護您的關鍵資料。最新推出的版本讓您可以向前移轉，並執行符合國際標準IEC 62443，以及基於深度防禦的全球網路安全最佳實務的系統及製程控制器。
   顧名思義，深度防禦策略認知到任何一個保護點都可能被攻破。基於這個策略的網路安全系統透過物理、電子及程序保障的結合，建立了多層保護。

現代DCS運作中

一家製藥公司利用現代DCS與製造執行系統(MES)應用程式及電子批量處理記錄整合，以實現生物程序設備的自動化及資料存取。結果他們發現生產產能、可用性及生產線的員工效率提高了10%到20%，而能源使用、廢料、批次下料時間、維護及停機調查減少5%到30%。

在另一個案例中，一家食品飲料公司需要擴大經營規模，並升級其自動化系統。在使用現代DCS後，該公司的產能在短短一年內成長了20%。現成的即時資料可隨時存取，因此員工可以快速做出立即而明智的決策。

數位轉型不會消失，到某些時間點，每個製造商及生產商都必須展開這趟旅程。許多製造商認為這是新的常態。

從最高的層面來看，數位轉型對於工業生產商是基礎，也是潛在的激進變革。接受新的科技將從根本上改變你的經營方式。評估您的傳統系統，看看最新的DCS平台是否有助於您的數位轉型旅程。