1　前言

   當你要更換一個(gè)過(guò)程控制系統的時(shí)候，實(shí)施精心策劃的遷移策略至關(guān)重要，這樣可以最大限度地減少對正在進(jìn)行中的生產(chǎn)的影響。當系統碰到為下游生產(chǎn)線(xiàn)提供原材料、基材或輔助材料的時(shí)候尤其如此。在這些情況下，即使短暫的電力中斷也會(huì )引發(fā)主要的生產(chǎn)停車(chē)。賽諾菲-安萬(wàn)特（Sanofi-Aventis）德國公司已經(jīng)在他們的Frankfurt-Hoechst工廠(chǎng)實(shí)施了制藥生產(chǎn)線(xiàn)注射用水（WFI）系統的試點(diǎn)安裝。在此過(guò)程中，他們證明了即使系統結構經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已經(jīng)變得相當復雜，但是仍然可以通過(guò)貝加萊APROL過(guò)程控制技術(shù)和經(jīng)過(guò)精心設計的策略相結合，實(shí)現安全而高效的遷移。該試點(diǎn)項目完成后，世界十大制藥公司之一的賽諾菲-安萬(wàn)特公司開(kāi)始將大量其它設備遷移至強大的貝加萊過(guò)程控制系統。

   由于設備和系統老化，它們的可靠性可能會(huì )下降，供應商也可能終止某些組件的供貨，因此最終它們需要被更換。在此情況下，當務(wù)之急是盡可能快地獲得備份并實(shí)現滿(mǎn)負荷生產(chǎn)，從而確保之后幾年的平穩運行。在理想的情況下，這種變化同時(shí)伴隨著(zhù)對過(guò)去系統的改進(jìn)。然而不要低估了遷移至更先進(jìn)技術(shù)所付出的時(shí)間和成本，還有意想不到的生產(chǎn)停車(chē)風(fēng)險。這在下游生產(chǎn)依賴(lài)被遷移系統所生產(chǎn)的材料時(shí)顯得特別重要。這些風(fēng)險可以通過(guò)開(kāi)發(fā)一個(gè)定制化的遷移策略實(shí)現最小化。

   2　管理遷移風(fēng)險

   “沒(méi)有一成不變的遷移策略。個(gè)人對情況的認識以及風(fēng)險的評估會(huì )對策略的制定產(chǎn)生巨大的影響。”賽諾菲-安萬(wàn)特公司項目工程師Christian Sturm解釋道，“和大部分制藥公司一樣，我們傾向于增量遷移方案。這樣可以盡可能降低遷移中未經(jīng)系統認證及驗證的風(fēng)險，每次改造都需要通過(guò)系統認證及驗證，從而避免失控的情況發(fā)生。”在增量遷移方案中，過(guò)程控制系統被新技術(shù)所取代，而在控制和現場(chǎng)層一切都相對不受影響。如果這些系統也需要被替換，那么公司會(huì )爭取一些時(shí)間建立備件供應。

   “然而，增量遷移方案中的附加安全性所付出的代價(jià)很高。”Sturm指出，“在實(shí)施新的過(guò)程控制系統的同時(shí)，現有系統需要繼續運行下去，直到遷移完成為止。”這意味著(zhù)會(huì )產(chǎn)生額外的場(chǎng)地，額外的組織成本以及額外的文檔。

   “然而，主要的問(wèn)題是新的過(guò)程控制系統怎樣并且何時(shí)才能被調試好并通過(guò)驗證。”賽諾菲-安萬(wàn)特公司的專(zhuān)家強調，“如果你能夠同步訪(fǎng)問(wèn)現有系統，那么在實(shí)際改造之前就能處理技術(shù)調試。并且或許更為重要的一點(diǎn)是，還可以提前對控制系統進(jìn)行認證并驗證新的計算機系統。”

   以上這些優(yōu)勢可以彌補增量遷移的不足。因此，在選擇過(guò)程控制系統時(shí)的一個(gè)重要標準是它對增量遷移策略的支持程度有多大。

   3　軟件結構影響生命周期

   Sturm在評估過(guò)程控制系統的時(shí)候會(huì )重點(diǎn)考慮軟件的復雜性和易用性。“當設備超出一定規模時(shí)，最好能夠避免完全依賴(lài)外部服務(wù)，并在公司內部保持必要的專(zhuān)業(yè)Know-how。”如果軟件的使用從頭到尾都不需要IT專(zhuān)家，那么這是可以實(shí)現的。“軟件結構還必須足夠成熟。該軟件應該形成一個(gè)封裝系統，獨立運行各操作系統及其編程接口。最終，這會(huì )延長(cháng)控制系統的生命周期。”Sturm補充道。

  許多遷移工具聲稱(chēng)能夠協(xié)助管理復雜性并簡(jiǎn)化工程設計。“然而不幸的是，經(jīng)驗告訴我們并非所有工具都能信守承諾。”賽諾菲-安萬(wàn)特公司EMR維護主管Patrick Heiber說(shuō)道，“我們經(jīng)常碰到的一個(gè)問(wèn)題是系統往往會(huì )積聚多年來(lái)的死代碼，遷移工具會(huì )不經(jīng)檢查自動(dòng)在新系統中采用這種無(wú)用的代碼。”這樣不僅沒(méi)有簡(jiǎn)化軟件，反而使它變得更加復雜。“雖然我還沒(méi)有看見(jiàn)過(guò)哪個(gè)工具在無(wú)需任何人工干預或修改的情況下，尤其在針對動(dòng)態(tài)對象時(shí)可以實(shí)現100%的遷移。”Heiber坦言，“但是遷移工具對減少控制系統所需編程量卻非常有幫助。”檢查代碼和對象仍然是這一過(guò)程中不可或缺的一步。

   專(zhuān)用工具往往可以為遷移過(guò)程提供盡可能最好的支持，APROL過(guò)程控制系統中的TAGImporter工具就是很好的證明。一旦TAGImporter通過(guò)驗證，它就可以從各種不同的控制器中讀取代碼，并一鍵式創(chuàng )建整個(gè)APROL項目，幾乎不需要任何用戶(hù)輸入。“一旦此過(guò)程滿(mǎn)足CFR Title 21，Part 11或Annex 11規范的驗證，就可以安全地假定該過(guò)程運行可靠，并且不需要進(jìn)行進(jìn)一步認證。”賽諾菲-安萬(wàn)特公司項目經(jīng)理補充道，“TAGImporter工具不僅在遷移過(guò)程中，而且在系統生命周期后期進(jìn)行改造的時(shí)候都非常有幫助。”

   4　貝加萊APROL脫穎而出

   多年來(lái)，制藥應用的規模性和復雜性不斷增加，當賽諾菲-安萬(wàn)特發(fā)起了一項針對15個(gè)注射用水（WFI）系統遷移項目的時(shí)候，經(jīng)過(guò)他們的廣泛評估，將TAGImporter緊密集成在現有控制器中，幫助貝加萊APROL系統在與其它四個(gè)過(guò)程控制系統的競爭中脫穎而出。

   貝加萊APROL不僅可以提供現有控制層的并行訪(fǎng)問(wèn)，而且還不會(huì )影響到現有過(guò)程控制系統的持續運行。這使賽諾菲-安萬(wàn)特能夠實(shí)施增量遷移包括工藝驗證。

  “我們對軟件進(jìn)行了全面測試，軟件結構令我們非常欣喜。”Sturm說(shuō)道，“作為基于Linux的系統，APROL相當接近于從快速變化的辦公軟件世界中分離出來(lái)的一個(gè)完美的封裝自動(dòng)化解決方案。”Sturm在決定支持貝加萊的時(shí)候還引用了APROL智能災難恢復機制。“貝加萊還建立了一個(gè)控制計算機，沒(méi)有計算機科學(xué)學(xué)位的工作人員也可以對它進(jìn)行操作。”Sturm補充道。“即使是系統維護對我們工作人員而言也沒(méi)有問(wèn)題。”

   5　使用APROL和ABB Freelance控制器完成試點(diǎn)安裝

   雖然賽諾菲-安萬(wàn)特從未在全公司范圍內使用APROL，但是他們已經(jīng)使用了大量貝加萊組件。“作為一家制藥公司，我們相當保守，因此我們的遷移從單個(gè)試點(diǎn)安裝項目開(kāi)始，這樣可以減少更換供應商所涉及的風(fēng)險。”Sturm解釋道。試點(diǎn)安裝是一個(gè)全新的項目，它可以提供與現有大型系統相同的功能性。在控制及現場(chǎng)層為它配備了貝加萊APROL控制系統和ABB組件。結果也證實(shí)，貝加萊APROL是正確的選擇。Sturm總結道：“我們將在未來(lái)兩年中逐步將現有的WFI系統遷移至新的過(guò)程控制系統。” 

   摘自《自動(dòng)化博覽》2013年8月刊