深度一体化还是灵活组合,设计之路如何抉择?

点击次数:165   更新时间2019-10-07     【关闭分    享:

  如今,在过程工业领域中“一体化工程设计”是在讨论工程设计中无处不谈的话题。的确,将所有项目数据集中到一个统一的数据库,并在工厂的整个生命周期,仅使用一种单一工具,从最初概念到基础设计,从详细设计、现场施工到试车运行,这个想法,听起来确实很有吸引力。然而,这种思想在理论上听起来不错,不幸的是在实践中却是无法实现的。对于一个企业来说仅在极少数情况下才有可能将所有内容集中到一个软件的集成解决方案,更不用说强制所有项目伙伴都采用这一方案。因此事实上,现在的流程工业领域,所谓的软件解决方案绝对是灵活组合的。本文将介绍关于采用组合解决方案的优势,以及如何安全可靠地应用于实践。今天,给人们的印象就是一体化工程似乎是唯一的理想目标。但事实上,用户是有选择的。简单来说,他们可以从“一切同源”或“一切最佳”中作出选择。怎样真正集成一体化工程设计?乍一看,这两项决定都有自己的优势。然而,让我们深入分析“一切同源”。怎样才能真正的集成整体统一的解决方案?因为你没有必要在同一个数据库中看到不需要的多余信息。相反,经常需要购买各种不同软件的组件来构建“一体化”解决方案,并且无论哪些数据只要参与其中就需要作大量的工作来适应数据库的结构,统一并没有发生。大家都知道,一个链条的强大,取决于它最薄弱的环节。例如,如果在“一体化”解决方案中绘制P&ID的工具并不符合用户需求,这个“单一”系统的用户就再也无法引入和应用其他任何可行的解决方案了。此外,在企业里,工程实际软件的选择通常不是统一决定的。如果决定使用某个“统一”的解决方案仅仅是为了满足集成的概念,实际上从原来的设计转换到这一新系统的工作实施过程都非常复杂而且耗费时间。此外它也不太可能会影响到外部项目合作伙伴所采用的解决方案。实践中各种对唯一软件平台的测试结果都十分不理想,因此现在所有的企业和设计者都逐渐达成了共识,那就是软件平台必须保持灵活性和个性化。其中,用于连接整个系统的软件数据接口至关重要。

  图1 在这里,通过其他的软件工具传送到装置工程设计中的数据可以被转换并传送进ProDOK中。这一过程中,数据本身加上数据的更改时间以及更改人的信息都被接收进来,并为数据标注状态,如“临时”数据或“最终”数据灵活多样的系统需要带有校验和变更管理功能的数据接口很显然现在必须回到“一切最佳”的话题。当然,对此绝对不是仅仅简单提及这个概念。既然需要组合各种不同软件解决方案,数据接口就成为极具挑战性的内容。来自罗斯博格公司的自动化专家用他们的经验来应对这一切。他们的I&C工程设计软件ProDOK支持用户工厂规划设计,施工等等各个阶段。此外结合文档管理工具Livedok,ProDOK支持将功能及运用扩展到涵盖运行和维护在内的整个装置生命周期。用I&C-CAE系统来说,自动化专家反复应对工艺设计及与之对应的仪表自控设计之间的数据接口。罗斯博格公司工厂解决方案产品经理马丁·杜伯威看到了组合系统的优势,但是从他的实践经验也意识到这一方式所带来的挑战:“我们一直对‘一切最佳’的做法非常自信。当然,我们也看到了相应的问题出现,我们理解为什么一些人对此系统犹豫不决:不同的系统一起工作,必须非常谨慎地应对系统间的数据交换。所有数据清晰的历史记录包括什么时候,由谁,以及什么数据和结构发生了更改,这一切都是有据可查时,才可能避免错误的出现。出于这一需求,ProDOK中带有校验和变更管理功能的数据导入接口扮演了重要角色。”能够保证快速系统集成的数据软件适配器大量不同的软件工具经常运用于装置设计、施工和调试过程中。整个设计过程中,所有软件都会提供用于I&C-CAE系统文档的数据,确保数据严丝合缝的可靠性概念需要贯穿于设计全局。杜伯威描述罗斯博格的这种解决方案时说道:“为此我们开发了‘软件适配器’。在这里,通过其他的软件工具传送到装置工程设计中的数据可以被转换并传送进ProDOK(图1)中。这一过程中,数据本身加上数据的更改时间以及更改人的信息都被接收进来,并为数据标注状态,如‘临时’数据或‘最终’数据。”多年来,罗斯博格的自动化专家已经开发出很多这样的软件适配器应用于后续项目。同样对于新项目罗斯博格可以利用现成的软件适配器,例如用于SmartPlant P&ID, AutoCAD P&ID或其他类似的系统。当然,这些软件适配器完全遵循相关设计标准,如ISO15926或CAEX等,应用范围涉及大量工艺设计部门、I&C设计部门以及不同软件系统之间的数据交换。而当软件工具都基于这些标准时,所需的软件适配器的数量也会相应减少。随着罗斯博格经过大规模、长期测试和不断完善的软件适配器的应用,可以简单而迅速地执行的I&C-CAE系统PRODOK整合到几乎任何设计任务。杜伯威评论说:“我们最近在设计一个非常大的项目,是化工行业的用户。对于这个项目,我们已经为其开发了四个新的适配器。当然,这是不常发生的,通常是一个或最多两个就足够了。”带有校验和变更管理功能的数据导入带来的其他好处最终分析结果显示,最初阶段的投入和支出事实上都带来了极大好处。之前提到了一个优势:I&C-CAE系统数据升级非常简单,而这一点上如果是集成的“单一”系统通常会需要一个繁琐和高成本的过程。此外, 带有校验和变更管理功能的数据导入也满足了缩短项目设计周期的预期要求:从理论上讲,工厂设计是相关联的,通常概念阶段设计完成之后,开始初步设计阶段,接下来就是实施阶段等等(图2)。然而实际中,这些过程和阶段通常是并行的。为了加快进程,不同部门之间极有可能需要进行临时数据的传递。由于有了带有校验和变更管理功能的数据接口,随之文档的状态总能提供清晰的概述,如相对于前一个版本哪些数据发生了变更。这些过程中各种过滤功能也提供了很大帮助。

  图2 从理论上讲,工厂设计是相关联的,这意味着所有进程都是并行进行的,而不是依次进行的。这对项目管理工具来说确实面临挑战以这种方式,可以在实际中更可靠地来管理并行设计,从而真正意义上整体缩短设计周期。此外,这种软件适配器的解决方案可以更容易应对各种变化。杜伯威解释说:“基于单一软件解决方案,任何一个变更会立即作用于整个系统。往往是无法追查何人何时做了什么样的变更,或证明该变更仅用于测试目的。出于这个原因,很多软件提供商现在正在建立自己特殊的人工“接口”,用于记录此类信息。罗斯博格的解决方案已经包含了这个基于这一初衷的功能。例如,允许用户指定当前数据是否只是临时性的。这使得测试过程变得更加容易。”快速访问多语言和设备文档项目中的软件工具提供的各种多语言版本文档也可以应用上面提及的数据导入接口。在某些情况下,翻译过程可以由软件适配器自动进行。需要翻译的数据,以表单格式编译导出,结果传递给翻译器之后重新导入进系统。这同样有利于仪表设计。对于仪表组件的规格书文档,PRODOK采用NE100-标准。以这种方法记录的数据不需要在I&C-CAE-系统手动输入,可以自动地传送。杜伯威有经验的说:“我们目前正在进行的一个项目大概有20000多个设备,设备数据都将在项目将要完成的时候再创建到系统中。不必在I&C-CAE-系统手动输入设备数据显然节省了大量的时间。这就是为什么我们已经研发了NE-100批量导入模块。”起初, “集成设计与现实不匹配”看似有些挑衅!不过,现实中看看“一切最佳”的设计思路,只要它是以正确的方式实现,确实带来了很多好处。这种方法获得成功,带有校验和变更管理功能的数据导入接口,绝对是决定性的因素。I&C-CAE系统Prodok如果设计阶段的数据也可用于运行、维护和现代化建设,现代化的过程工业工厂一定会高效地运行。工厂的实际情况与竣工文档必须可靠地对应。当所有数据都是一致的时候才创建新条目并尽量避免使用不必要的工程资源。这正是CAE-系统ProDOK的用武之地。它用统一的规则促使综合设计过程更加完善。因为所有的数据被收集并在一个系统中交换,没有多余繁琐的数据传输错误。功能包括基础设计,功能设计,实施规划和安装设计新项目,厂房改建和扩建,以及运行维护技术支持等工厂整个生命周期。通过其持续的,一致的文档,ProDOK确保在任何时候文档都能实时反映装置真实情况。最终体现在产品质量、运行效率,以及大量节约时间和成本方面都有显著的提高。在广泛认可的系统中以及用国家最先进的软件技术中确保了投资的安全性。