过程标准：追求最佳实践

发布时间：2006-09-30 作者：Richard Phelps，CONTROL ENGINEERING 高级编辑

　　绝大多数的专业人士都知道ISA-84是一套安全仪器标准。有趣的是，该委员会早在1984年就成立了，但由于对细节问题的处理上需要花费大量精力，该委员会制定的第一个版本直到1996年才问世。这样周全地为一个标准竭尽全力更突出了协调最终用户和零售商间的不同要求的难度之大，而所有的以上提及的群体还需要在机械自动化，控制工程及仪器仪表领域内运用并执行该标准。
　　当然，为了细节问题而争论不休的时代已经过去。产品工程师、具有CFSE资格，Kenexis咨询公司的主席Edward Marszal说，尽管在该标准上付诸了很多心血，然而最终用户还是常常感觉对关于设备和流程的标准在涉及到实际应用的方面有模糊不清的地方。Marszal（注：此处的Marszal就是前文中的Edward Mraszal，而非某个公司）提到：有时他要花几天时间在讨论该标准的规定条款上，而根本无法涉及实际工程问题。
　　然而，如今大多数标准都注重实际功能应用方面的规定，以避免之前的生厂商和标委会之间的分歧的产生。随后，生产厂家参照某个标准（例如ISA-84），在制定出自己的标准时逐条反复斟酌，特别规定了可用的值，如a，b，c等。因此，当操作或设备上遇到和通用标准不一致的问题时，按照公司制定的特殊值为准。
　　企业标准和ISA的标准一样，都是有有效期的。当有效期即将到的时候，公司负责标准的部门须对该标准进行复审，然后才能获得新的有效期，或者制定新的标准。这一点在通过ISO9000认证的公司中做的尤其规范。
　　然而，Marszal曾目睹一家精炼厂完全不按照行业统一标准来做，而是选择按照以功能应用为基础的企业标准作为规范。因为这家公司的观点是：行业标准中大量篇幅花在了宏观的描述性文字上，因此在实际的应用中可能存在不同的设计方案。为了减少歧义，该公司选择了一条具有前瞻性的发展路线，对泵和其他产品都作了特殊规定。Marszal评论道：即使一家很有研究能力的公司（相对于行业的规模而言），如果它自成一派，脱离大多数公司的做法，那么这家公司这样的做法会有一定的法律风险。
　　由于该公司采取上述的方案，公司有了全新的变化，现在他们变得适应性更强。与此相反地，另一家精炼厂雇佣了另外的公司来审查其工厂与通用标准的一致性以此来保持其自身产业与市场的主流相一致。

更易应用标准的5点提示
　　1. 在需要的地方增加并阐明标准，保证企业的一贯性。
　　2. 参与标准制定对企业非常重要。
　　3. 确保软硬件均以标准为基础。
　　4. 软件程序和数据都结构化，所以80% 以上的能做到自动化。
　　5. 不要将标准做的过度，保持标准运用的简单性和一致性，与大目标保持一致。

　　以应用功能为主导的产品，在设计产品及维护产品的时候应尽量避免采用特殊化标准所带来的资源浪费，例如过度维护或检修不足。公司逐渐地将企业标准视为高层发布的指令，不像从前只在现场应用时临时用到。如今，资本性支出正在大幅度的增加，是为了和各种标准以及最佳模式作到一致。不过Marszal提出这样的疑问：“如果网关的利润空间下降了，这样的努力还会继续下去吗？”
　　Marszal表示值得振奋的是，越来越多的最终用户投入到标准的制定中。而在此之前，一些最终用户甚至有和标准对抗的趋势，不过现在已经对参与标准制定的价值有了一定的认知。这些价值包括：
　　■  避免标准发展的延期所造成的损失
　　■  获得丰富的专业知识
　　■  通过自己参与行业标准的制定可以避免企业标准变动所造成的损失
　　过去，大多数公司有为数众多的自动化工程师和设计师来完成所有的项目，并且制定企业内部的标准。咨询家Alex Habib指出：“80，90年代的时候，由于企业规模的缩小和分散，所雇用的核心工程师数量也相应减少，这就影响了企业标准的更新。”
　　知识普及
　　为保持自动化控制技术的快速发展，标准变得史无前例的重要。有了标准就能够保证产品的质量以及生产安全，也能保证生产的各个方面能顺利地联合起来。
　　Habib过去在跨国生产企业工作，包括食品，药品和精细化工行业，这些企业都是自动化设备的最终用户，Habib在这段经历中总结出如下ISA标准，对项目的完成极有帮助：
　　■  ISA-5：控制系统文件
　　■  ISA-20：仪器检验规定
　　■  ISA-88：批量控制
　　■  ISA-84：安全仪器系统（SIS）
　　在用户逐步完善工艺的过程中，生产商必须要向他们提供足够的硬件支持。设备生厂商在自己的生产工厂与客户工厂中都充当着特殊的角色，即协助标委会制定实际的功能标准，互用性标准和质量标准。零售商则通过标准和最佳模式的使用来减少设备使用过程中客户以及经销商自己的困难。艾默生资深电气技术专家Lee Neitzel观察发现最终用户过去必须编写专门的通讯程序，但是由于一方的系统终端的改变，这样的程序寿命很短。功能和通讯的多样化使得标准越来越不能缺少。所以，与其他领域的标准相比，通讯标准已成为最重要最具活力的领域。
　　软件的设计要求反映出过程标准，举例来说，制药产业的客户希望他们的生产过程和ISA-88批量标准中的规定达到一致。因此艾默生公司表示他们设计的软件能够反映标准的结构和层次。
　　欧洲的TUV技术服务公司一直致力于推进安全标准，多年以前，艾默生就开始邀请TUV加入到公司的产品设计中。贯穿了TUV理念的标准，已经运用到电子和通讯领域产品的设计开发中。可以这样说，产品在提交标委会审查之前就是依照标准进行设计的。
　　人机界面标准以前是个大问题，并且受到大众的关注。如今技术上的改进已可解决大多数的问题，例如屏幕重绘和闪烁频率。人体工程学上的设备诸如监视器的高度和键盘的布局等是如今的热点问题。在这个领域的标准大部分由计算机元器件生产商完成，这使得艾默生公司可以直接采购现货供应产品。Neitzel建议：“产品设计中不要完全根据标准的限制，这点很重要，否则你就会自找麻烦。有些标准设定很有灵活性，有很多种选择。 销售产品的时候如果加上某个标准，那可能会造成产品通用性的问题，尤其当这个产品在不同的市场推广的时候，因为各个指标总是对某些特定的核心功能进行了规定。”
　　Neitzel谈到：“标准的制定是为了让生产商生产出质量好的产品。生产商对标准要有极强的意识，以协助标委会发展改进标准。这样做也能清楚知道标准的制定是否找对了方向，是否具备了必要的元素。”
　　Neitzel认为，标准的作用是为了一个设备或一个系统的设计提供方法，而标准的成功与否应该取决于市场的接受程度  “是否采纳这个方案决定于市场需求和零售商执行程度。如果标准非常繁复，那很难得到广泛认同。而且，标准越复杂价格也越高，用户也越难确定标准的附加成本。”
　　因此简明扼要是很关键的，然而标准的灵活性常常和简明性发生冲突。“特别是很多标委会的人希望标准制定的有灵活性，但是当真正执行标准的时候又会觉得灵活性使执行的难度增大，更希望标准定的简单明了。有2个经典的得益于简单明了的标准的案例就是以太网和SQL数据库。”
　　标准同时也要表达清楚并且准确，有个标准表达不准确的例子就是“Token总线”这个词，IEEE 802.4标准中没有将其彻底的删除；同样的还有高速局域网络的标准FDDI，规定100兆容量，而以太网实际速度是10兆，这样的错误值得深思，但是复杂的情况使得要达到真正意义上的成功的耗费太大。如果标准不够明确，执行的时候会有不同的方式并且互不通用，这将注定这个标准是失败的。

　　“标准提供的基准因数为创新打下了坚实基础。”

　　Neitzel说：“参与标准制定的公司必须根据市场需求，考虑标准的发展，措词和技术术语的检查（包括标准的执行和原型研究），因此这其中将包含大量的工作。许多没有参与标准制定的公司进入市场的时间毫无疑问会比参与的公司晚很多，而且这样的公司对标准的理解也不会很深入透彻。当他们在执行某个标准的时候， 那些懂得创新，参与标准制定的公司已经开始下一个标准和产品的开发了。什么是一个公司最好的做法呢？加入一切有关的领域中！”
　　一些生产商想推出价格尽可能低的产品，不过大多数生产企业会遇到正反两方面的问题：
　　■  设法将自己的产品和竞争对手的区分开；
　　■  面对的客户是需要能满足独特应用需求的设备，同时价格也要有优势。
　　Neitzel说道：“第一种的做法与标准完全相反，其实它是对公司是否按照标准生产的有效的基准因数，每个公司的产品功能是否是一样的。所以加入标委会的公司达成共识，遵从标准规定的技术。公司间的区别在于设备和系统的等级，而不是表面层次的不同。”
　　创新的基础
　　标准提供的基准因数为创新打下了坚实基础。零售商及用户都以标准为基础提出要求，就能更快解决问题，且完成质量也越高。控制和信息小组主管，Bob LaPerriere说：“质量开始于需求分析。在‘有最好的’和‘必须有的’之间有一条明确的界限。我们清楚地知道我们可以将产品做的很复杂，因此客户的需求才是首要的。”
　　一旦符合了这些基本的需求，零售商就想将自己与别人区分开来。随着时间的推移，零售商做的改进会加入到新的标准中。La Perriere考虑将罗克威尔自动化超加速寿命测试项目作为改进元器件的平均失效间隔时间率重要的区分关键因素来使用，“通过设置不同的温度，振动和电压值，测试会得出3个等级：标准规定值内，超过正常操作的限制值，不合格。不合格最根本的原因要得到评估，并且在成本效用原则下对最差的元件进行重新设计。”
　　Rockwell Automation Twinsburg (OH)自动化质保部门的产品经理Keith Seibert说：“另一种区分方法是质量数据。每个公司都有，但许多公司没有相关的技术对数据进行评估并及时做出反应。质量工程师往往要花80%的时间采集数据，只有20%的时间处理。与此相反，我们的数据都是自动化的，将采集和处理的时间比例正好颠倒过来了。实际上，质量工程师一直工作在特殊地情况下，工程师仔细地观察工作和纠正工作将一直继续下去。”
　　将获得的经验教训反馈到工程上是保证下一代的控制器或其他产品拥有更高的可靠性的关键。
　　Seibert指出：“每个公司都依照ISO标准，Rockwell对于标准综合全面的分析方法却独树一帜。所有的标准，包括相关的标准都被综合到一起，因为事实上，这些标准本来就不能分开。如果制造业者在工程设计上狭隘孤立地贯彻标准，那么他们往往会落得‘只见树木，不见森林’的下场。”
　　为了获得更高质量的解决方法，标准降低了要求使得公司可以更容易地获得更多的利益。公司个体的成功和最佳模式可能有多种形式，而改革创新是最主要的。
　　翻译：江旭强

更详细资料可登陆下列网站：
　　www.controleng.com
　　www.emersonelectric.com
　　www.ieee.org
　　www.isa.org/standards
　　www.kenexis.com
　　www.rockwellautomation.com
　　www.tuv.com

文章编号：060902
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