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    數(shù)年之前，在工業(yè)無線技術(shù)問世的初期，制造商們通常可以歸類為以下的三大陣營：立即投身于新型網(wǎng)絡(luò)中的先行者；保持觀望、等待技術(shù)成型的用戶；以及根本無意于此項進步的其他人。

    時至今日，無論是無線技術(shù)在工廠內(nèi)部所扮演的角色，還是這幾個陣營的定位都發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變。

    首先，無線技術(shù)已經(jīng)不再是一種“新”的技術(shù)了。它是觸手可及的，同時它也已經(jīng)得到了普遍的接受——各種日常工作“是否”會受到影響已經(jīng)不再是一個問題，取而代之的是無線技術(shù)將為它帶來“怎樣”的影響。

    對制造商而言，他們現(xiàn)在分成兩個集團：有些人完全將無線技術(shù)視為一種節(jié)約成本的方法，而另一些人則認為其附加的功能性和在工廠生產(chǎn)方面的改進——也就是說，在安全性、可靠性和有效性等方面作出的改進——才是其重點所在。

    如今的無線技術(shù)已經(jīng)相當成熟，它的應用范圍已經(jīng)遍及整個世界，在許多不同的行業(yè)中都可以看到它的身影。與此同時，隨著各種功能不斷地被開發(fā)出來，無線設(shè)備給用戶帶來的好處已經(jīng)很明顯的絕不僅僅是比有線系統(tǒng)節(jié)約成本而已。在全面完善工作人員的安全保障、提高現(xiàn)場生產(chǎn)能力以及延長設(shè)備正常運行時間等方面的這些發(fā)展僅僅是無線技術(shù)為日常工作帶來的眾多好處之中的三項。

    無線帶來的安全性

    在制造業(yè)內(nèi)，資產(chǎn)管理已經(jīng)逐步地成為了最熱門的話題之一。而大多數(shù)的工廠都認同，人員就是他們最為重要的資產(chǎn)，這就意味著，工人們的安全總是處于最高優(yōu)先級的位置。

    遺憾的是，工廠安全性的建立與維護說起來容易做起來難。工廠必須遵守的各種標準和規(guī)定的數(shù)量在不斷增加，為了確保工廠能夠嚴格遵守這些要求，工廠的管理者們被迫尋求一種更好的方式來對人員進行監(jiān)視與跟蹤。這造成了一種進退維谷的局面，工廠的所有者必須以減輕事故風險為目的進行資源分配，而與此同時，卻還需要提高經(jīng)濟效益。

    值得慶幸的是，我們已經(jīng)迎來了一個新的時代，無線技術(shù)的進步使得在遵守安全法規(guī)的同時確保了工廠的運營和功能。其中的一項顯著的進步是安全解決方案，，只需用一套設(shè)備，就可以同時提供實時定位跟蹤、氣體探測以及緊急情況下的通信功能——該方案，充分展示了無線技術(shù)的充分應用。在過去，生產(chǎn)人員需要使用多種不同的方法來實現(xiàn)上述的全部的三項安全措施，而到了現(xiàn)在，他們已經(jīng)擁有了一些可以靈活應用的新技術(shù)，并且獲得更低的成本和復雜性。

    以一個處理酸性原油的煉油廠為例，該工廠希望對員工在輪班期間所接觸到的氣體水平，以及工廠內(nèi)部的硫化氫總濃度進行監(jiān)視，與此同時，在發(fā)生事故的時候，還需要掌握這些人員所在的位置，以確保他們的安全。由于原油的酸性會提高氣體泄漏的概率，因此發(fā)生事故的可能性將會有所增加，于是，工人們的整體安全性也就降低了。

    在這種類型的情況下，提高安全性的關(guān)鍵要素之一就是要在緊急情況發(fā)生時了解到各個工人的具體位置。隨著諸如即時定位跟蹤器和氣體探測器等新型無線技術(shù)產(chǎn)品的出現(xiàn)，結(jié)合工人移動過程中的位置數(shù)據(jù)，廠方能夠獲得整個工廠中某種特定氣體的濃度讀數(shù)。在識別和消除工藝故障機制的過程中，對有關(guān)特定地點的歷史氣體讀數(shù)進行分析的能力已經(jīng)成為了一項顯著的優(yōu)勢，更不必說有關(guān)安全的方面。

    采用無線方式提高投資回報率

   在過去的十年里由于勞動力老化而造成的問題都有據(jù)可查。隨著目前的這些專家們的退休，經(jīng)驗性的知識、技能和效率均將有所損失。新的雇員和人員不僅需要培訓，同時還需要獲得足夠的經(jīng)驗，以便使他們能像他們所替代的工人們那樣富于價值。在一些新興區(qū)域，由于經(jīng)濟的迅速成長會造成對于新生的，擴大規(guī)模的工業(yè)勞動力的強烈需求，這種現(xiàn)象將顯得尤為明顯。

    這些工廠希望能夠改進他們采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)的方法，同時也改進現(xiàn)場操作人員從分布式控制系統(tǒng)（DCS）中獲取信息的方式。事實上，在工廠維護與生產(chǎn)團隊所用到的數(shù)據(jù)中，有80%來自人工讀數(shù)，這些讀數(shù)隨后被記錄在紙上，并且被輸入到歷史數(shù)據(jù)庫。這些做法的效率較低。幸好對于新生的勞動力來說，如今工廠中的工人都是在無線通訊時代里開始其生涯的，諸如人工儀表讀數(shù)等做法都已經(jīng)成為了過去。

    在當今的無線世界，作為一種支持性基礎(chǔ)設(shè)施和優(yōu)化的移動性應用手段的移動計算裝置使得每個工人的生產(chǎn)力的提高變得更為簡單，并從而提升每位經(jīng)營者的平均投資回報率。伴隨著工作效率的提高，資產(chǎn)的健康狀況得到改善，而信息采集所需的時間也有所縮短。當新的工人們?nèi)找娴厥煜ち藷o線原理以及前沿技術(shù)的時候，這些工廠將會發(fā)現(xiàn)，無線技術(shù)正在改變他們看待可靠性與有效性的方式。
  
                
                       圖1 – 這種多種應用網(wǎng)絡(luò)支持多種不同的設(shè)備與應用。

    舉例來說，在印度，經(jīng)營著兩家大型煉油廠，并且從事著各種石油燃料與特制品生產(chǎn)的印度斯坦石油有限公司（HPCL）就擁有著一組現(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)，需要通過現(xiàn)場操作來進行監(jiān)控和記錄。但是，由于手工式的采集方法，使得可靠數(shù)據(jù)的采集變得相當困難。意識到用于過程和工廠可靠性的數(shù)據(jù)的重要性，該公司確定了使用一套程序來對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行標準化，同時確保其可靠性的需求。

    使用一套自動的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，HPCL公司能夠為操作員和高層人員提供現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時分析。該系統(tǒng)還可以促進多點式的信息共享和現(xiàn)場巡視方式的標準化，以及對規(guī)程的遵守。這種做法幫助該公司提高來自現(xiàn)場的通過驗證的可靠的數(shù)據(jù)的可用性，并可以嚴密的監(jiān)測設(shè)備的健康狀況，此外，由于能夠及早地發(fā)現(xiàn)問題，這種做法還可以減少緊急工作指令的發(fā)出，并且降低維護成本。

    憑借無線技術(shù)增加正常運行時間

    可靠性直接影響工廠的盈虧底線。也就是說，當這些設(shè)備處于停機狀態(tài)時，它們將無法進行生產(chǎn)，同時在實際上，對于運行人員來說它們將是毫無用處的。不良的可靠性不僅會使得各種設(shè)備處于停機狀態(tài)，還會造成維護、代價高昂的無效工作，以及利潤下降等事件的發(fā)生率的提高。但是，生產(chǎn)人員通常總是熱衷于使他們的初始資本投入在維護量最小的情況下獲得最大的產(chǎn)出。無線功能的發(fā)展已經(jīng)改變了他們對必要且關(guān)鍵的工廠資產(chǎn)進行監(jiān)控的方式。這將使得他們通過增加正常運行時間并且降低維護及維修成本而提高工廠的成本效益。

    旋轉(zhuǎn)型的設(shè)備與裝置常常會特別地不可靠，這種情況將造成昂貴的停工期以及維護成本的增加。在很大的程度上，這是由于用戶未能妥善地對他們的設(shè)備配置儀表，并且持續(xù)地對這些設(shè)備進行監(jiān)控。實際上，有80%的旋轉(zhuǎn)型設(shè)備沒有安裝儀表，同時，即使對之進行了監(jiān)控，那也僅僅限于人工方式，而其時間間隔也可能不足以及時地檢測到設(shè)備的故障。人工的監(jiān)控方式是非常昂貴的，這不僅是因為這是一種勞動力密集型的做法，同時還因為這種做法并不能確保最佳的預防性維護，這使得人們很難在問題發(fā)展得更為嚴重之前就發(fā)現(xiàn)它們。

    不過，與分析及維護應用工具相結(jié)合，無線設(shè)備使得生產(chǎn)人員能夠?qū)崟r地自動地監(jiān)控工藝過程，在潛在的問題開始發(fā)生作用之前就將之識別出來，并且有效地對資產(chǎn)維護計劃進行管理。 

    舉例來說，在一家大型煉油公司的亞太化工廠，管理層曾經(jīng)尋求多種對油泵的振動進行監(jiān)控和維護的方式，以圖避免不必要的停車對工廠的績效造成不利的影響。在很多時候，直到故障發(fā)生之前，這些油泵還正在運行，沒有任何警報提示操作人員采取必要的行動。為了提高效率并降低總成本，該工廠希望避免讓操作人員親自到油泵的位置定期記錄油泵的振動情況，而是代之以幫助工程師們在他們的分布式控制系統(tǒng)中持續(xù)地對運行中的油泵的振動狀態(tài)進行監(jiān)控和檢視。這種做法使他們可以隨時為任何預防性操作做好準備，以便應對油泵的維修或者維護。

    通過構(gòu)建一個網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，該煉油公司淘汰了每日進行現(xiàn)場檢查的做法，與其此前的監(jiān)控流程相比，他們每天都節(jié)省了不止一個小時的時間。除此之外，通過執(zhí)行可以識別出可能的設(shè)備故障的預防性操作，該工廠還最大限度的地減少了設(shè)備的損壞。與此同時，憑借著無線方案的實施，其項目中的接線成本也降低了20%。

                  
       圖 2 – 在此場景中，該場合并不需要Wi-Fi覆蓋，因此其無線網(wǎng)絡(luò)可以被設(shè)定為僅覆蓋現(xiàn)場儀表。

   超出電纜成本之外的好處

    雖然這并不出乎意料，但是無線技術(shù)能夠為工廠運營的所有領(lǐng)域都帶來顯著的增值，這一現(xiàn)象正變得越來越明顯。更為重要的是，無線解決方案為工廠的安全性、可靠性和有效性帶來了提升，這絕不僅僅是節(jié)省一點點電纜成本。事實證明，這些系統(tǒng)擁有著充分的靈活性，足以應對安全問題、提高工廠的可靠性，同時為其有效運營提供支持——這正是影響所有大小規(guī)模的工廠的三大要素。當我們將安全、可靠和高效的運營納入考慮的時候，這就意味著工人們正在有效的工作，各種設(shè)備都處于在線工作狀態(tài)，而各類維護成本則降到最低。這就意味著工廠的運營在整體上更為順利流暢，而在這一天結(jié)束的時候，該工廠的盈虧底線也會表現(xiàn)出更為有力的態(tài)勢。

    摘自《自動化博覽》2011年第九期