【热点话题】“跑路”解决不了问题，整合集成可以有效的降低制造业成本
本文来自于《控制工程中文版》（CONTROL ENGINEERING China ）2016年11/12月合刊杂志，原标题为：整合安全和自动化项目以实现成本节约
近期，“曹德旺跑路”事件被炒得沸沸扬扬，中国制造业成本的高与低成为了热议话题。在这里，小编就不具体分析究竟是高还是低了，而是通过细致入微的对比，分享一篇关于可以降低制造业成本的文章。
运营部门应与工程部门协同工作，以实现更好的合作和长期降低成本的目标。本文通过案例分析，旨在证明跨部门合作和系统集成所带来的好处。
几乎每一个大、中大型制造商，都有专门的工程和环境、健康、安全（EH&S）部门。由于这些部门的任务、目标，传统上很少有重叠，因此这些部门各自开展工作而不了解其它部门的工作，并不罕见。工程师们持续与运营部门合作，寻找新的方法来提高生产力和效率。在满足监管部门要求的同时，安全专业人员不断评估、减少和管理风险，同时满足监管要求。所以如果说，这两个部门在一年当中都没有什么交集，并不令人意外。由于更先进的技术，尤其是那些旨在提供更高效工作环境的技术不断冲击着市场，跨职能部门协作对于企业的生存至关重要。
即使在看似无关的项目上，如果开展合作，也可以为公司节省多少钱，这是很多公司都没有意识到的。工程和EH&S部门合作，可能在涉及机械和设备的项目方面带来巨大的财务影响。机会存在于那些涉及机械和过程工艺的项目，它们往往消耗了公司的大部分资本预算。如果没有跨部门的合作，可能会公司造成不必要的浪费。
多年来，降低安全风险的主要方法是为设备增加物理防护，以防止员工进入危险区域。随着行业的发展，不断开发出新的风险降低措施，用智能安防设备来替换物理防卫，以便更容易的接近设备 。这些设备，通常连接到独立于机器控制系统的单一功能的安全级逻辑设备，以便建立一个专用的安全系统。在这些安全设备和系统安装的时代，它们确实是可选的方案中性价比较高的。但是，随着安全措施被集成到标准自动化设备中，EH&S和工程部门在企业策略和未来资本项目上的合作，将带来更多财务方面的收益。
为确定合作所能带来的费用节约，本案例研究审查了大型食品和饮料公司的两个项目的建议书。这两个项目对象是一对具有15年历史的卸垛机，项目建议书彼此间隔六个月。
第一个项目的目的是升级卸垛机的安全系统。最近发生的严重伤害事故，使公司意识到目前安保措施方面的不足，从而促使该项目的立项。由于项目范围只是升级设备的安全相关部分，因此需要增加一个控制面板来布置新增的安全控制组件。
第二个项目的范围则是利用新的可编程逻辑控制器（PLC）和先进的操作员站人机界面（HMI）来升级原来（已经过时的）的控制系统和操作员站。表1展示的是初始项目报价中的各分项报价。
表格1：两个独立项目的实施成本
表格1：该表列出了独立项目的成本分项。本文所有表格来源：Grantek公司
第一个成本分析工作，是研究将这两个独立项目整合到同一个项目中，可能带来的成本节约。在制定新标书以便反映预期的成本节约时，假定每个项目的范围和工程完全相同。通过保持解决方案相同，就很容易确定保持项目所独立额外增加的成本。表2显示，如果将两个项目整合成一个项目同时施工，将节省超过45,000美元。其中，值得注意的是：
表2：整合到一个项目后带来的成本节约
表2：此表显示，与表1中的第一列的费用之和相比，项目整合可以节约成本15.2 %。
通过减少动员时间（项目交流、项目启动会议、收集信息等）和管理时间（调度、财务监控等），能够实现30%的项目管理成本节约。
通过减少重复的软件编程工作，主要是消除了安全项目与初始PLC通讯中不必要的代码变更，使系统集成成本降低了40% 。
通过减少原理图修改和开发时间，电气设计节约了35%。安全项目需要修改现有15张图纸中的12张，并新增14张图纸。PLC项目则需要修改所有的15张图纸，新增4张而不是14张新图纸。
通过减少重复现场验收测试、I/O检查、系统调试，以及差旅等方面的费用，调试和启动成本可以节省25%。
当任何与工程相关的项目被合并成一个项目时，利用替代方案有可能节约更多的成本。工程师不再受限于必须将注意力放在服务于“单一目的”的独立解决方案。相反，他们能够重新设计解决方案，以使其更流线化、更简化。例如，如果设备的可编程控制器是升级换代的一部分，就没有必要添加辅助控制面板来支持专用安全控制系统。使用安全PLC可以简化工程和设计工作。将第一个成本分析工作扩展一下，就可以以此为基础制定新建议书反映简化的“重新设计”。
现场安装花费的项目时间，是最大的节省。新的解决方案，避免了为专用安全控制器单独设置一个简单、明了的专用面板。即使安全可编程控制器本身，要比标准可编程控制器和独立的安全控制器成本更高，但是整体解决方案的实施成本较低。整合后的方案在硬件、电气设计、系统集成和布线、现场人力方面耗费的成本更低。
使用集成安全解决方案，所带来的运营方面的效益包括：减少停机时间和降低暴露在危险中的几率。这些效益，大多数都已经被硬件制造商广泛宣传了。并没有和集成安全方案一起被详细说明的是与修改（对现有项目需求的变更或者以后系统变更）相关的费用。对于与前述项目类似的小项目，这些变化可能不那么明显。
表3：实施大型安全或控制项目时，整合项目会带来更多的成本节约
表3：整合项目重新进行工程设计，可以额外节省11,800美元，相比于独立的两个项目，总工程成本合计节约57,929美元。
当公司正在实施大型安全或控制项目时，这些成本可以累加起来。表3列出的是在更大项目上，利用集成安全解决方案，与变更请求相关的预期成本节约。这个评估项目，包括84台包装机以及51个项目变更，从简单的编程调整功能到彻底的功能变更。由于变更数量较多，使其可以比肩典型的大规模、多工厂项目。利用集成的安全项目，大多数变更需求都能够通过软件编程实现，而不需要做物理硬件的变更。平均下来，每个变更的成本大约降低3,500美元。
随着时间的推移，自动化和安全之间的界限变得越来越模糊，不要错过了通过集成实现成本节约的机会。
作者：Jeff Winter