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      工業連接和智能傳感論壇
      現場儀表

      數字化轉型開啟技能提升的大門

        2020年12月17日  

        業內專家表示,流程工廠應在主情景中發揮新作用,鼓勵員工接受最新數字儀表與控制技術的培訓。

        數字化轉型(通常被稱為第四次工業革命或工業4.0)正在我們周邊、社會和制造設施中發生,使用工業物聯網技術、軟件、服務和專業知識來拓展數字智能,增強工作流程,創建新效率,從而影響公司文化和行為轉變。無論將這種情況稱為什么,周圍一切都在發生變化,工廠工作人員也在尋求技能提升的方法。

        最新一波創新浪潮為工廠帶來了更多儀表與控制(I&C)軟件和硬件,因此掌握新技能并充分使用新技術至關重要。隨著從人工、基于紙質的工作流程向自動化、數字、數據驅動的工作流程過渡,企業對從事工業級傳感器和執行機構以及高安全性網絡、危險區域防護方法、腐蝕管理、工廠維護和可靠性、過程控制等方面的工程師和技術人員的需求越來越大。

        企業內部真正發生變化時,就會形成數字化轉型。重新思考、優化流程、向人員賦予知識和工具以高效完成工作引起了這一變革。此時,企業可以通過技術和服務在生產優化、可靠性、安全性和可持續性等方面取得對于運營至關重要的可衡量的績效改進,從而提高公司的競爭優勢,促進長期健康運營并保持盈利。技術和服務可以幫助人員在日常工作中(如數據收集)根據軟件提供的建議措施采取行動?,F在,手動工作正在逐步實現自動化,成為一種新的工作方式。

        企業可以抓住機會,通過提供新的相關儀表與控制技術的培訓來提高人員的技能,尤其全球Cvoid-19疫情情況下,部分人員在家辦公。這正是學習新技能的絕佳機會。

        01 工業4.0—重新定義數字化世界的工作

        重新定義工作的關鍵要素是讓數據自動收集更高效(減少所需資源),更具預測性(即更快速的發現問題的起因)。這意味著,很多工作從收集數據向根據數據獲取的信息采取措施來轉變,為人員提供資源,以便將技能提升到新技術。工廠數字化應用的絕大多數軟件和硬件都涉及儀表與控制,包括傳感器、工業網絡、詳點分析、以及對大型設備、過程裝置和工廠的高級分析(請參見圖1)。

      圖1 工廠數字化轉型所采用的大多數軟件和硬件都屬于儀表與控制領域

        02 數字工廠需要哪些技能?

        工廠數字化轉型與辦公室中的數字化轉型不同。辦公室工作要求程序員為企業資源計劃(ERP)系統編寫具有專有應用編程接口(API)的應用程序,數據分析員需要花費數月時間在大型數據集上測試各種人工智能和機器學習算法來了解消費者行為。 然而,工廠數字化轉型需要不同的技能組合(請參見圖2),儀表與控制是這項工作的核心。許多儀表與控制硬件和軟件集成到數字運營架構(DOI)中,工廠人員必須要了解和學習。具體的要求取決于工作人員是在設計和部署系統,支持和管理系統,還是系統工具的最終用戶。

      圖2 工廠數字化改造需要不同于辦公室數字化改造的技能所需技能列表可能包括(而非詳盡的列表)以下培訓和專業知識:

        系統架構;

        工業傳感器:腐蝕、侵蝕、振動、位置、液位、接觸、流量、壓力、溫度、噪聲、pH、電導率、氣體檢測;

        行業網絡:HART?、Fieldbus?、PROFIBUS、PROFINET、EtherNet/IP、Modbus/RTU、Modbus/TCP、FF-HSE、HART-IP;

        無線傳感器網絡:WirelessHART?;

        工業控制系統(ICS):PLC、RTU、HMI/SCADA、DCS、SIS、F&G;

        ICS網絡安全:IEC62443, ICS-CERT;

        維護和可靠性:FMEA故障模式、RBI、PM、PdM、CBM、P-F曲線。

        以上名單可繼續擴充下去,但也強調了在訓練中與最新需求同步。其中一部分技能需要接收正規培訓,還有一部分技能需要從經驗中獲得。有些與傳感器和現場網絡硬件等儀表有關,另一些與軟件系統等控制相關。儀表與控制工程師還需要了解以太網、Wi-Fi、UDP/TCP/IP與Windows服務器和工作站的不同,因為大多數控制系統在過去幾年一直使用這些。未來的以太網-APL儀表也將加入這個行列。

        有趣的是,在工廠里編程和編碼的需求比辦公室少,因為大多數工廠更喜歡現成的基于標準(例如已知問題的成熟方案)的軟件。有些人不喜歡定制軟件,因此盡可能避免使用定制軟件。同樣,在工廠,由于同樣的原因,數據科學的要求比辦公室行政部門少;工廠更喜歡使用基于FMEA(失效模式與效應分析)故障樹和首要原則(1P)的分析方法,因為企業更了解這兩種方法,因此更愿意在流程設備中使用。這一點很重要,因為它打破了傳統觀念,即工人必須獲取新知識或工廠必須雇傭新工人而非對工人進行培訓,而培訓可以確保并提供工人獲得經驗和快速成長所需的指導。

        數字化轉型使操作人員更安全的工作,而儀表與控制有助于幫助運營人員部署解決方案。對制造商而言,可以從員工培訓、技能提升入手。那么,企業如何將這種情況轉化為機遇呢?

        03 三種學習模式

        有三種基本的培訓模式通常用于培養儀控技能:

        線下培訓:課堂上由導師指導;

        虛擬培訓:通過模擬仿真軟件進行工廠異常情況的模擬處理;

        在線培訓:隨時在線自學。

        線下和在線培訓是根據員工所處的環境,選擇合適的產品和操作培訓,但是對于操作人員來說,更希望能在一套與工廠工藝流程相同的仿真系統上,實時操作,特別是模擬工廠發生重大事故/故障時,如果能夠有效的解決問題。在培訓過程中,操作人員可以在模擬機上實際操作,了解整個工廠運行過程,避免人為操作錯誤造成的意外停車或重大事故。

        04 縮小長期技能差距

        制造業的數字化轉型正在改變企業衡量、監測、報告運營等層面業務績效的方式。其包所含的不僅僅是技術的執行,還包括為員工賦能。數字化發展正在改變人們了解的制造業崗位,導致勞動力技能缺口,也威脅制造業的未來發展。

        根據制造業研究所(Manufacturing Institute)2018年的一項研究表明,技能缺口可能會在2018-2028年之間產生240萬個崗位空缺。企業從現在起提供培訓,為其現在和將來的員工提供工作所需的技術技能。數字化水平和儀表與控制人員的技能對電廠現在和將來的高效運營至關重要。在數字化轉型過程中,抓住每一個機會培養和提升儀表與控制技能十分重要。企業應當鼓勵員工學習新的工業自動化技能,加速數字化轉型,推動企業的卓越運營。

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