摘  要：本文介绍了世界上第一个企业控制系统（ECS）——英维思的InFusion平台，它为工厂企业提供一个通用的计算空间，能够在各种智能自动化技术或系统上提供最先进的互操作能力，同时大幅降低成本，从而显著提升业务绩效。

    关键词：InFusion；ECS；互操作；业务绩效

    引 言

    工业自动化技术的有效应用和运营，应该是最有效和最有价值的投资，这种技术可以帮助流程制造商在工厂中推动业务价值的提升。不幸的是，在很多自动化项目中，能够得到认可的经济效益却出奇的低。出现这种问题的原因不是技术潜力的缺乏，而是业界一直以来针对自动化技术应用所采用的衡量方法是不正确的。

    大多数自动化项目由资本预算来支持。在很多公司中，确保项目能够获得资本投入的关键是确定预计资本投入的回报率能够超过公司内部既定的最低回报率。项目组都能够理解，公司设定的这个门槛限制，能够很容易地判断该项目是否是一个能够拥有合格回报率的项目。然而，现实情况是在项目完成之后，很少有公司会花时间再次去确定项目是否真正实现了预期的结果。没有对于结果的核查，自动化项目最终大都被视为是没有真正商业效益的公司成本。

    这个问题看似可以很简单的解决，一个自动化项目完成之后，项目组应该到会计部那里，以确定该项目所产生的经济价值。不过只要尝试一次这种方法就会发现，会计部门无法确定价值，因为会计系统中根本没有设置必要的信息来实现这种计算。无论对自动化行业还是工厂工程师而言这都是一个巨大的难题，因为现实情况是，这些通常都最终被视为没有价值的成本，所以，这种情况必须改变。

    分析这个问题的一个方法就是，使用图1中传统的生命周期资本经济状况方法。该模型显示了一个典型的资本项目中成本和收益的变化状态。柱状图代表的是随着时间变化的成本，而收益由虚线来表示。投资回报率（ROI）的计算方法是，从累计价值中减去累计成本。每一个有可能进行的资本项目的投资回报率将确定哪些项目最终能够获得投资。

              

                      图1   Lifecycle Capital Economic Profile

    对于自动化系统而言，与投资相关的生命周期成本可以被非常好地进行衡量，而生命周期收益却并非如此。正因为这样，自动化技术在经济上往往被归入为无收益成本。从会计学角度来看，如果一项投资只拥有成本，但没有可衡量的收益，它就没有投资回报率，而且未来的相关投资就会被削减。这是一个根本性问题，为了让自动化项目的真正价值得到认可，这个问题就必须被更正。

    将实时会计与KPI数据组合

    为了纠正这种误解，第一步就是让生命周期经济状况的收益方面可以进行显而易见的衡量。

    为了解决这个问题，工业工厂中的运营经理和工程师已经努力了几十年，他们开发了一套运营指标，通常被称作关键绩效指标（KPI），这一指标将显示任何业务变化所带来的影响，其中包括自动化系统的部署。虽然KPI可以是非常有效的，但是它们通常对于工厂会计师而言是并不具备信用度的。而工厂会计师是负责衡量所有资本投资回报率的，如果他们认为没有价值的话，事实是如何就并不重要了——因为它没有信用价值。

    工程师和运营经理必须要理解会计学在工业经营核算中的角色，而不是试图在会计系统之外，开发他们自己的衡量系统，他们应该帮助会计系统进行延伸，进而包括那些能够证明价值所必需的信息。在今天的会计系统中，在存储信息方面，主要有两个不足之处，它们对于正确地衡量自动化系统的投资回报率起到阻碍作用。首先，在会计系统中，工厂数据的时间单位被设计的太长了，通常是每天、每周或每月，而自动化技术对工厂运营的影响是以秒为单位的，而且为了衡量自动化对业务的影响，业务衡量就必须也建立于同一个时间基础之上；第二，会计计算的范围太广泛了——通常是整个工厂范围的。自动化系统一般都是在流程领域，或是在班组中提供效益，所以整个工厂范围的衡量并不能看到那些在子工厂级别上创造的收益。所以，解决方案十分简单——将工厂会计系统延伸到班组一级，并且实行实时计算的会计措施。我们把这种方法称为实时会计。

    而有趣的是，要建立一个实时的会计制度，其中一部分也需要一个自动化系统。实时计算的会计衡量方法，需要一个实时数据库，它包含的基本信息，是形成这一会计模型所必需的。一家工厂中的仪表就提供了这样一个数据库。为了开发一个全面的工厂实时会计系统，一个关键是基于工厂会计进行会计计算，另一个是在自动化系统中利用工程技术来建立会计方程式的模型。利用相同的方法可以用来建立实时KPI模型。在自动化系统中使用实时计算的会计模型和KPI，其价值衡量标准就能够洞察到业务和运营的价值，这些价值是为了在工业环境中获得绩效提升而被创造出来的。

    实时会计和KPI数据的组合，能够为任何工业运营的业务绩效提供一个全面的看法。这一数据可以让运营操作中的每个人都能够拥有一种承前启后的审视能力，利用这种能力，他们能够看到他们的行为是如何将业务价值推进成为运营利润的。需要注意的是，为了让操作运营中的任何人都能够进行实时的反应，合并的会计和KPI数据往往提供了太多的信息。而对于操作运营中的每一个人，只有最关键的数据和与角色的战略重要性最适合的数据，才应该显示给他们看——这一点是非常重要的。因此，只有为实时会计和KPI数据的组合开发一个战略过滤器，能够来根据不同人员的不同职能，把这些数据按照重要性进行区分和排序，这样的话我们的目标才能够实现。所以，只有与每个人工作相关的最重要的数据才会被显示在他们的信息窗口上，以及具有战略重要性的数据才会被显示出来。这种组合，为运营操作中的每一个人都提供了一个实时的业务指导。有了这个指导，每个人都可以立即确定他们所做的任何行动或行为会对运营和业务产生的影响。经验表明，随着时间的演进，工厂的操作、维修、工程和管理人员可以学会如何最有效地从工厂资产中获得价值。

                

             图2   Driving Business and Operational Value from Plant Assets

    IPS InFusion的诞生

    随着实时业务衡量和指导系统的就位，在工厂运营内部的任何绩效提升计划或行为的价值，都成为清晰可见的，并且成为该系统所固有的特性。工厂的工程师、管理者、操作者和维护人员可以组成团队来不断推动提高其业务的商业价值。经验表明，该改进的价值往往比大多数人最初设想的大得多。也就是说，对于大部分工业运营而言，自动化技术能够有效地驱动商业价值、创造巨大回报、并不断获得积极的现金流。

    这就引发了一个问题：为什么没有更多的工业活动朝着这个方向发展呢？答案是多种多样的，但最普遍的原因就是已经安装好的自动化和信息系统并不支持开发这样一个整个工厂范围的实时绩效环境，因而大多数制造商还没有开始尝试就放弃了。所以，阻碍实施这一方法的根源，在整个工业运营领域都是趋于一致的。因为很多大型工业机构在过去几十年中都从不同的提供商那里收购了拥有各种不同历史的自动化和信息系统和技术。许多先前获得的技术和系统还都拥有有效的使用寿命，但是要让它们实现互操作运行就需要耗费大量的成本，诸如资金、时间和人员等。所以，这些成本就是巨大的阻碍。

    实现一个基于绩效的自动化和信息系统，需要在一个工厂中的所有不同技术之上、以及一个工业企业之上，拥有一种通用的计算空间。迄今为止，建立一个这种类型的通用的计算空间通常都被证明是过于昂贵的。在过去几年中，由英维思过程系统（IPS）引领的技术飞跃，为克服这种阻碍提供了有效的方法，从而可以实现一个基于绩效的自动化环境。IPS确定，只有在不同的自动化和信息域之间的传统的连通成本可以得到巨大削减的前提下，开发一个企业范围的计算空间才是可行的。否则，连通的费用将是十分高昂的。

    为了达到这个目标，IPS的软件工程师与微软的软件工程师联手共同为工业运营专门设计开发了一个以服务为导向的架构。多年来，以服务为导向的架构（SOA）理念一直是软件设计领域的前进动力，但以前从未延伸到工业运营领域。简单地说，一个SOA可以被看作是一个软件环境，该软件环境提供了跨多个计算机领域标准的操作系统和应用服务，相当于基本上将多个系统转换成一个单一系统。IPS（包括Wonderware）的工程师定义了超过20种服务，将Microsoft .NET软件扩展成为工业SOA（iSOA）。IPS将其称之为新型iSOA ArchestrA。

    ArchestrA提供了一个理想的平台，集合了IPS产品组合中所有的世界领先的软件和系统（Foxboro、Wonderware、Avantis、Simsci/Esscor、Triconex），使之成为一个单一的企业系统域。IPS称这个新的平台为InFusion。InFusion ECS基本上实现了在一个单一的系统环境中所有的IPS功能的超级集合。这一新的软件和系统平台能够提供每种组成技术的最精华部分，而所有这些都集中在一个单一系统之上。

               
 
                              图4   Architectural Convergence

    通过将Wonderware软件合并到InFusion平台之中，世界领先的人机界面（HMI）和制造执行系统（MES）的所有积极特性都在整个自动化架构中得到了释放。这包括Wonderware著名的无与伦比的连通性。于是，InFusion实现了目标——在过去30年间开发的几乎任何智能自动化技术或者系统上提供最先进的互操作能力；同时，成本仅仅相当于传统自动化技术实现这一目标的成本的一小部分。利用InFusion，真正的、先进的工厂互操作已经得到了实现，而成本通常比几年前的传统方式少一个数量级。

    InFusion 与ERP的互操作

    整个工厂范围的自动化所面对的技术和成本方面的阻碍已经被排除，甚至在几十年前从如今已经不存在了的供应商那里收购的自动化资产，都能够成为一个InFusion工厂系统的完整组成部分。但IPS意识到，对于工业运营的需求来说，这只是一个出发点。如果要完全有效，还需要全新的、统一的工厂车间系统，来有效地令整个企业的业务系统进行互操作。于是，IPS通过确保ArchestrA和InFusion被认证能够与流程市场中领先的企业SOA软件——SAP的NetWeaver进行互相操作，已经实现了这点。InFusion也已经被扩展，以便能与来自市场中所有主要ERP软件供应商的ERP软件进行互操作。这样一来，InFusion成为第一个能够提供通用计算空间的软件平台，它可以涵盖从工厂车间到整个工业企业，包含几乎所有现场自动化系统和企业业务系统的技术领域。这就是为什么InFusion能够被称为世界上第一个企业控制系统（ECS）。

                 

                            图5   Enterprise Control System

    结  语

    InFusion企业控制系统在工业市场中的出现所产生的结果就是，已经被安装在一个工业企业中所有的自动化和信息资产，不论是古老的还是来自供应商的，都能够被组合到一个单一的企业计算空间中。这个企业计算空间，令我们之前曾经讨论的基于价值的业务解决方案的成功实施成为可能。InFusion系统的主要好处是，它是一个成功的典范，代表自动化和信息技术已取得重大进展，已经让业务解决方案的实施不再有任何阻碍。更重要的是，这一技术成为了自从第一台计算机被引入到工业运营领域起，行业中已经期盼了40多年的让不可能变为可能的技术。

    借助InFusion，工程师和管理人员可以致力于能够从工业运营中获得利润价值的业务解决方案，在实施实时会计系统或者实时KPI系统方面，将不再有任何阻碍；在赋予工业运营中的每个人（从流程操作员到CEO）能够拥有承前启后的实时信息的能力方面（这些信息是他们每个人为了完成任务所需要的，从某种意义上来说能够从工业运营中推动商业价值的提升），将不再有任何阻碍；在多重流程设备控制战略方面，将不再有任何阻碍；在企业控制战略方面，也将不再有任何阻碍。借助InFusion所带来的技术，对业务绩效提升的约束，将不再是一个技术阻碍——它们将只受部署和使用该技术的人员的想象力和能力的限制。通过企业控制推动利润价值的日子终于到来了。