數年之前，在工業(yè)無(wú)線(xiàn)技術(shù)問(wèn)世的初期，制造商們通?？梢詺w類(lèi)為以下的三大陣營(yíng)：立即投身于新型網(wǎng)絡(luò )中的先行者；保持觀(guān)望、等待技術(shù)成型的用戶(hù)；以及根本無(wú)意于此項進(jìn)步的其他人。

    時(shí)至今日，無(wú)論是無(wú)線(xiàn)技術(shù)在工廠(chǎng)內部所扮演的角色，還是這幾個(gè)陣營(yíng)的定位都發(fā)生了巨大的轉變。

    首先，無(wú)線(xiàn)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(shí)它也已經(jīng)得到了普遍的接受——各種日常工作“是否”會(huì )受到影響已經(jīng)不再是一個(gè)問(wèn)題，取而代之的是無(wú)線(xiàn)技術(shù)將為它帶來(lái)“怎樣”的影響。

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

    如今的無(wú)線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)相當成熟，它的應用范圍已經(jīng)遍及整個(gè)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(shí)，隨著(zhù)各種功能不斷地被開(kāi)發(fā)出來(lái)，無(wú)線(xiàn)設備給用戶(hù)帶來(lái)的好處已經(jīng)很明顯的絕不僅僅是比有線(xiàn)系統節約成本而已。在全面完善工作人員的安全保障、提高現場(chǎng)生產(chǎn)能力以及延長(cháng)設備正常運行時(shí)間等方面的這些發(fā)展僅僅是無(wú)線(xiàn)技術(shù)為日常工作帶來(lái)的眾多好處之中的三項。

    無(wú)線(xiàn)帶來(lái)的安全性

    在制造業(yè)內，資產(chǎn)管理已經(jīng)逐步地成為了最熱門(mén)的話(huà)題之一。而大多數的工廠(chǎng)都認同，人員就是他們最為重要的資產(chǎn)，這就意味著(zhù)，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(chǎng)安全性的建立與維護說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難。工廠(chǎng)必須遵守的各種標準和規定的數量在不斷增加，為了確保工廠(chǎng)能夠嚴格遵守這些要求，工廠(chǎng)的管理者們被迫尋求一種更好的方式來(lái)對人員進(jìn)行監視與跟蹤。這造成了一種進(jìn)退維谷的局面，工廠(chǎng)的所有者必須以減輕事故風(fēng)險為目的進(jìn)行資源分配，而與此同時(shí)，卻還需要提高經(jīng)濟效益。

    值得慶幸的是，我們已經(jīng)迎來(lái)了一個(gè)新的時(shí)代，無(wú)線(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步使得在遵守安全法規的同時(shí)確保了工廠(chǎng)的運營(yíng)和功能。其中的一項顯著(zhù)的進(jìn)步是安全解決方案，，只需用一套設備，就可以同時(shí)提供實(shí)時(shí)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(wú)線(xiàn)技術(shù)的充分應用。在過(guò)去，生產(chǎn)人員需要使用多種不同的方法來(lái)實(shí)現上述的全部的三項安全措施，而到了現在，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(gè)處理酸性原油的煉油廠(chǎng)為例，該工廠(chǎng)希望對員工在輪班期間所接觸到的氣體水平，以及工廠(chǎng)內部的硫化氫總濃度進(jìn)行監視，與此同時(shí)，在發(fā)生事故的時(shí)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(huì )提高氣體泄漏的概率，因此發(fā)生事故的可能性將會(huì )有所增加，于是，工人們的整體安全性也就降低了。

    在這種類(lèi)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(shí)了解到各個(gè)工人的具體位置。隨著(zhù)諸如即時(shí)定位跟蹤器和氣體探測器等新型無(wú)線(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品的出現，結合工人移動(dòng)過(guò)程中的位置數據，廠(chǎng)方能夠獲得整個(gè)工廠(chǎng)中某種特定氣體的濃度讀數。在識別和消除工藝故障機制的過(guò)程中，對有關(guān)特定地點(diǎn)的歷史氣體讀數進(jìn)行分析的能力已經(jīng)成為了一項顯著(zhù)的優(yōu)勢，更不必說(shuō)有關(guān)安全的方面。

    采用無(wú)線(xiàn)方式提高投資回報率

   在過(guò)去的十年里由于勞動(dòng)力老化而造成的問(wèn)題都有據可查。隨著(zhù)目前的這些專(zhuān)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(shí)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(jià)值。在一些新興區域，由于經(jīng)濟的迅速成長(cháng)會(huì )造成對于新生的，擴大規模的工業(yè)勞動(dòng)力的強烈需求，這種現象將顯得尤為明顯。

    這些工廠(chǎng)希望能夠改進(jìn)他們采集現場(chǎng)數據的方法，同時(shí)也改進(jìn)現場(chǎng)操作人員從分布式控制系統（DCS）中獲取信息的方式。事實(shí)上，在工廠(chǎng)維護與生產(chǎn)團隊所用到的數據中，有80%來(lái)自人工讀數，這些讀數隨后被記錄在紙上，并且被輸入到歷史數據庫。這些做法的效率較低。幸好對于新生的勞動(dòng)力來(lái)說(shuō)，如今工廠(chǎng)中的工人都是在無(wú)線(xiàn)通訊時(shí)代里開(kāi)始其生涯的，諸如人工儀表讀數等做法都已經(jīng)成為了過(guò)去。

    在當今的無(wú)線(xiàn)世界，作為一種支持性基礎設施和優(yōu)化的移動(dòng)性應用手段的移動(dòng)計算裝置使得每個(gè)工人的生產(chǎn)力的提高變得更為簡(jiǎn)單，并從而提升每位經(jīng)營(yíng)者的平均投資回報率。伴隨著(zhù)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(shí)間也有所縮短。當新的工人們日益地熟悉了無(wú)線(xiàn)原理以及前沿技術(shù)的時(shí)候，這些工廠(chǎng)將會(huì )發(fā)現，無(wú)線(xiàn)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 )支持多種不同的設備與應用。

    舉例來(lái)說(shuō)，在印度，經(jīng)營(yíng)著(zhù)兩家大型煉油廠(chǎng)，并且從事著(zhù)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(zhù)一組現場(chǎng)儀表數據，需要通過(guò)現場(chǎng)操作來(lái)進(jìn)行監控和記錄。但是，由于手工式的采集方法，使得可靠數據的采集變得相當困難。意識到用于過(guò)程和工廠(chǎng)可靠性的數據的重要性，該公司確定了使用一套程序來(lái)對現場(chǎng)數據進(jìn)行標準化，同時(shí)確保其可靠性的需求。

    使用一套自動(dòng)的現場(chǎng)數據采集系統，HPCL公司能夠為操作員和高層人員提供現場(chǎng)數據的實(shí)時(shí)分析。該系統還可以促進(jìn)多點(diǎn)式的信息共享和現場(chǎng)巡視方式的標準化，以及對規程的遵守。這種做法幫助該公司提高來(lái)自現場(chǎng)的通過(guò)驗證的可靠的數據的可用性，并可以嚴密的監測設備的健康狀況，此外，由于能夠及早地發(fā)現問(wèn)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(wú)線(xiàn)技術(shù)增加正常運行時(shí)間

    可靠性直接影響工廠(chǎng)的盈虧底線(xiàn)。也就是說(shuō)，當這些設備處于停機狀態(tài)時(shí)，它們將無(wú)法進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)在實(shí)際上，對于運行人員來(lái)說(shuō)它們將是毫無(wú)用處的。不良的可靠性不僅會(huì )使得各種設備處于停機狀態(tài)，還會(huì )造成維護、代價(jià)高昂的無(wú)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?？偸菬嶂杂谑顾麄兊某跏假Y本投入在維護量最小的情況下獲得最大的產(chǎn)出。無(wú)線(xiàn)功能的發(fā)展已經(jīng)改變了他們對必要且關(guān)鍵的工廠(chǎng)資產(chǎn)進(jìn)行監控的方式。這將使得他們通過(guò)增加正常運行時(shí)間并且降低維護及維修成本而提高工廠(chǎng)的成本效益。

    旋轉型的設備與裝置常常會(huì )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(hù)未能妥善地對他們的設備配置儀表，并且持續地對這些設備進(jìn)行監控。實(shí)際上，有80%的旋轉型設備沒(méi)有安裝儀表，同時(shí)，即使對之進(jìn)行了監控，那也僅僅限于人工方式，而其時(shí)間間隔也可能不足以及時(shí)地檢測到設備的故障。人工的監控方式是非常昂貴的，這不僅是因為這是一種勞動(dòng)力密集型的做法，同時(shí)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(wèn)題發(fā)展得更為嚴重之前就發(fā)現它們。

    不過(guò)，與分析及維護應用工具相結合，無(wú)線(xiàn)設備使得生產(chǎn)人員能夠實(shí)時(shí)地自動(dòng)地監控工藝過(guò)程，在潛在的問(wèn)題開(kāi)始發(fā)生作用之前就將之識別出來(lái)，并且有效地對資產(chǎn)維護計劃進(jìn)行管理。 

    舉例來(lái)說(shuō)，在一家大型煉油公司的亞太化工廠(chǎng)，管理層曾經(jīng)尋求多種對油泵的振動(dòng)進(jìn)行監控和維護的方式，以圖避免不必要的停車(chē)對工廠(chǎng)的績(jì)效造成不利的影響。在很多時(shí)候，直到故障發(fā)生之前，這些油泵還正在運行，沒(méi)有任何警報提示操作人員采取必要的行動(dòng)。為了提高效率并降低總成本，該工廠(chǎng)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(dòng)情況，而是代之以幫助工程師們在他們的分布式控制系統中持續地對運行中的油泵的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監控和檢視。這種做法使他們可以隨時(shí)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(guò)構建一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )，該煉油公司淘汰了每日進(jìn)行現場(chǎng)檢查的做法，與其此前的監控流程相比，他們每天都節省了不止一個(gè)小時(shí)的時(shí)間。除此之外，通過(guò)執行可以識別出可能的設備故障的預防性操作，該工廠(chǎng)還最大限度的地減少了設備的損壞。與此同時(shí)，憑借著(zhù)無(wú)線(xiàn)方案的實(shí)施，其項目中的接線(xiàn)成本也降低了20%。

                  
       圖 2 – 在此場(chǎng)景中，該場(chǎng)合并不需要Wi-Fi覆蓋，因此其無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )可以被設定為僅覆蓋現場(chǎng)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(wú)線(xiàn)技術(shù)能夠為工廠(chǎng)運營(yíng)的所有領(lǐng)域都帶來(lái)顯著(zhù)的增值，這一現象正變得越來(lái)越明顯。更為重要的是，無(wú)線(xiàn)解決方案為工廠(chǎng)的安全性、可靠性和有效性帶來(lái)了提升，這絕不僅僅是節省一點(diǎn)點(diǎn)電纜成本。事實(shí)證明，這些系統擁有著(zhù)充分的靈活性，足以應對安全問(wèn)題、提高工廠(chǎng)的可靠性，同時(shí)為其有效運營(yíng)提供支持——這正是影響所有大小規模的工廠(chǎng)的三大要素。當我們將安全、可靠和高效的運營(yíng)納入考慮的時(shí)候，這就意味著(zhù)工人們正在有效的工作，各種設備都處于在線(xiàn)工作狀態(tài)，而各類(lèi)維護成本則降到最低。這就意味著(zhù)工廠(chǎng)的運營(yíng)在整體上更為順利流暢，而在這一天結束的時(shí)候，該工廠(chǎng)的盈虧底線(xiàn)也會(huì )表現出更為有力的態(tài)勢。

    摘自《自動(dòng)化博覽》2011年第九期