工業自動化是20世紀以來現代製造領域中最重要的技術之一，自動化技術的不斷演進推動著每個產業的迭代升級。無論是生產工藝、效率、品質或是生產安全，無不會隨著自動化技術的革新而發生跳躍式的發展。

在石油、化工等流程工業領域，有一家企業一直引領著自動化技術的演進。1975年，它推出了全球首款DCS系統TDC2000，使得集散控制的理念在流程工業得到普及，開啟了流程工業3.0的序幕。2002年，它又釋出Experion過程知識系統，將工廠的商業資訊系統與生產過程控制系統整合到了一個平臺上。它，就是在流程工業自動化領域幾乎人人皆知的霍尼韋爾。

現在，隨著雲端計算、物聯網、人工智慧等新技術的興起，工業自動化正走向智慧化為特徵的工業4.0時代。那作為一直引領技術演進的領導者，霍尼韋爾這次還能繼續引領流程工業自動化的發展嗎？

近日，2019霍尼韋爾科技峰會在西安舉行，筆者帶著探究的心理參加了這次會議。讓筆者驚奇的是，近幾年在智慧製造領域很少發聲的霍尼韋爾，其實已經做好了用持續的技術創新再一次引領流程工業自動化發展的準備。

在本次科技峰會上，技術創新最大的亮點就是由霍尼韋爾特性材料和技術集團過程控制部全球副Quattroporte兼首席技術官Jason Urso帶來的Experion PKS HIVE。這個HIVE是基於霍尼韋爾的Experion系統，由五年前開始的LEAP虛擬化工程專案演化而來，目的是改變自動化專案的執行方式，從過去大量的定製化工程，轉換成大量的標準化的工程實施，從而大幅提高專案實施的速度和效率，同時風險更小。

那麼Experion PKS HIVE是如何實現這些的呢？Jason Urso對此進行了詳細闡述。HIVE包括三個部分：IO HIVE、Control HIVE和IT HIVE。

IO HIVE和傳統IO系統的區別

IO HIVE先是將IO做成通用IO，IO的每個道都完全一樣，把非標準的機櫃轉化為標準機櫃，只需要用軟體就可以來設定每個通道。然後將IO更加前移到現場，靠近生產裝置，將IO變成現場裝置的一部分，這樣可以極大減少電纜、工程量以及安裝空間，這一點和傳統的遠端IO非常相似。在此基礎上，再將這些通用IO通過一個高速、容錯的乙太網組成一個IO網路。最核心的是，在這些IO之中，霍尼韋爾採用了一個自動查詢通用IO技術。有了這個技術之後，任何一個控制器都能夠跟任意一個IO的通道進行通訊，只要這個IO通道是連線到IO網路上面，而不是像以前，控制器只能和它物理上相連的IO進行通訊。這樣的話，只需通過軟體進行邏輯配置，就可以自動查到它使用的IO訊號，從而極大減少工程組態和配置的時間。而且，這樣既可以和傳統方式一樣把控制裝置放在控制中心，也可以把控制裝置放在生產現場IO這一側，把控制策略移至現場，十分靈活。甚至可以將IO機位變成一個無線接入熱點，來連線無線儀表或者其他無線裝置，現場人員可以通過無線熱點接收生產的實時資料，用數字化的工作流程來提高工作效率。

有了IO HIVE之後，霍尼韋爾對控制策略也進行了一個技術上的創新，提出了Control HIVE。傳統的控制系統有非常多的物理上的連線，根據物理連線來固定搭配，分層控制，定義控制器數量，連線相應IO卡件，分配IO通道，定義對應的控制器，這樣的工作非常繁瑣而且工作量很大，更改設計需要重新組態，並手動平衡各控制器負荷。而Control HIVE獨特地採用了控制容器技術，將多個物理控制器組成單個虛擬HIVE控制器。當控制策略發給Control HIVE容器時，HIVE容器自動將控制策略平均分配到可用的控制器，控制器自動連線通用IO，而且自動平衡各物理控制器的負荷。這和資料中心、雲平臺的虛擬技術一樣，物理上有多臺伺服器，但使用者使用時就像操作一臺伺服器一樣。這樣的話，使用者不需要考慮控制策略應該放在哪個物理控制器裡面，只需要配置控制策略放在HIVE容器裡面，大大減少配置和程式設計等人工操作，而且設計修改也更加容易。

IT HIVE的目標是在通過虛擬化技術減少控制系統IT設施的同時，保證控制系統的更高的可靠性和安全性，從而保證虛擬化技術的高可用性。霍尼韋爾五年前引進的虛擬化技術，將控制系統的IT裝置集中到遠端的資料中心，在本地就需要保留瘦客戶端的IT裝置，通過虛擬化技術可以減少百分之八十左右物理上的IT裝置。虛擬化技術為設施分散的一些應用場景，比如油井、管道、以及採礦等是非常完美的解決方案。而IT HIVE技術是讓虛擬化技術進一步擴大應用範圍，在把IT裝置集中到資料中心的同時，在本地仍然保留一些比較關鍵的伺服器。在正常執行時，可以在遠端的資料中心或者本地的控制中心做控制操作，而當發生通訊故障時，IT HIVE冗餘技術就會就地啟動虛擬機器映象，所有的功能都能夠在就地進行操作。對於一個企業有多個地點的控制場景，或者一個地點有多個控制中心的場景，IT HIVE就尤其適用。比如在油庫灌區自動化中，IT HIVE已經得到應用，把罐區的IT設施集中到資料中心，而把每個罐區IT裝置極大的減少，但保留一些關鍵伺服器，以便遇到故障時無縫替代資料中心進行控制操作，這已經帶來實實在在的效益。

IO HIVE、Control HIVE和IT HIVE雖然是Experion PKS HIVE的三個組成部分，但是這三個部分是相互獨立的，使用者可以根據需要分佈來實施。目前IT HIVE和IO HIVE已經上市，而Control HIVE將於2020年下半年上市。

Experion PKS HIVE是為了工廠自動化專案實施更高效、風險更小，而在工廠日常執行階段，霍尼韋爾在三年前就提出了互聯工廠的概念。經過三年的探索和實踐，霍尼韋爾對互聯工廠已經有清晰的實施路徑和明確的目的。

Jason Urso表示，霍尼韋爾互聯工廠的目的是通過互聯，將資料轉換成知識，再將知識轉化為行動，讓工廠執行在最佳狀態，每一天的生產都是最佳的生產，每一位員工都是世界領先的專家。

霍尼韋爾的互聯工廠包括三個核心：過程互聯、資產互聯和人員互聯。過程互聯是指通過生產執行系統、互聯運營服務、先進控制、實時優化、互聯燃燒器等來實現與雲端的互聯。資產互聯是指通過將工廠核心裝置、智慧儀表接入雲端，實時採集資料與分析。而人員互聯指，通過生產現場的報警管理、人員實時定位、互聯的智慧可穿戴裝置以及AR/VR沉浸式模擬技能培訓等。

霍尼韋爾使用這樣一個互聯工廠的方案，可以幫助使用者始終如一的、不折不扣的運用知識來提高工廠的執行效率。知識通常以資料的形似存在於不同的系統當中、表格之中，以及存在於各人員經驗當中，需要將這些資料和經驗互聯化、數字化，轉化成知識，形成模型及規程，從而指導行動。

霍尼韋爾互聯工廠不僅僅是視覺化的一個技術，而是把視覺化的技術和資料分析的技術結合在了一起，而資料分析的基礎，就是霍尼韋爾幾十多年來積累的工藝知識、機理模型和過程模型等，這也是霍尼韋爾能夠利用互聯工廠提升執行效率的核心原因。

Jason Urso接受專訪時表示，霍尼韋爾互聯工廠所有技術都已經就緒，並且已經在全球很多地方都已經實際安裝和實施了，這其中包含霍尼韋爾自己的工廠。在企業績效管理、裝置預測性維護管理、提升工藝過程和裝置的效能和風險控制管理等方面，霍尼韋爾互聯工廠正發揮不可替代的作用。

流程工業的自動化控制系統已經有四十多年的歷史了，從最早1975年的TDC2000到1985年的TDC3000，再到1995年的PlantScape和現在的Experion PKS，無論是硬體還是軟體都發生了很大的變化。然而由於流程工業的產業特點決定了其控制系統不能像IT的硬體和軟體一樣，更新換代如此頻繁而且可以逐漸被淘汰而停止使用。至今，仍有不少使用者還在使用TDC2000和TDC3000這些幾十年前的控制系統，比如中石化有些工廠還在使用TDC2000，而在使用中的TDC3000更是眾多。

那麼，作為一個引領流程工業自動化演進的廠商，霍尼韋爾能否對這些老舊系統負責到底呢？特別是在Windows NT、Windows Server 2003、Windows Server 2008以及Windows 7之前各版本的作業系統軟體停止支援的今天，基於這些作業系統的各版本控制系統亟需進行升級迭代，但又不能對工廠的正常生產造成大的影響。

霍尼韋爾其實已經利用一些獨特的創新技術，做好了為這些老舊系統無縫升級準備。對於TDC2000，會一直有備品備件的支援，對於TDC3000及以上的系統，可以升級到現在的Experion系統。Jason Urso表示，老舊系統的升級操作十分簡單。

第一步是將老的執行介面，換成新的Experion的工作站，Experion工作站擁有所有Experion的能力，也可以執行以前的老的操作介面，同時也保留以前相應的智慧財產權。

第二步是把HPM控制器，升級成EHPM控制器（增強型高效能過程管理器）。EHPM是一款新的Experion控制器，但是它能夠完全執行以前的和現在的控制策略。這是一個非常簡單的電子硬體的更換操作，只需要把HPM拔出來，插入EHPM卡件，這樣還能完全保留原先的控制邏輯以及IO。

第三步就是把剩下的其他所有的特殊硬體進行升級。用軟體模擬器的方式，把這些硬體轉化成軟體，這就意味著以前所有的控制器的硬體都完全由軟體來代替，並保留原來的所有智慧財產權。

當所有的步驟都完成後，TDC3000這些老的系統就升級到了新的Experion系統。這些操作都是可以線上完成，同時完全保留原來的知識體系。這樣的話，不但無縫升級而且可以升級成一個幾乎具有無限生命週期的Experion系統。

從Experion PKS HIVE到互聯工廠，再到控制系統的無縫升級，霍尼韋爾今年的科技峰會再一次證明了其持續用技術創新來引領流程工業自動化發展的能力。從中我們也不難看出，儘管霍尼韋爾並沒有像一些自動化巨擘那樣高調推廣數字化、智慧化製造的一些理念和願景，但它這幾年一直在厚積薄發，積極利用數字化、虛擬化、雲端計算等新技術，來推動自動化技術的演進。

正如Jason Urso所說，“霍尼韋爾是在用世界領先的創新技術，解決世界上最難的一些挑戰，用自動化技術不斷演進幫助客戶到達最小全生命週期的成本。”確實，可以這麼說，在流程工業領域，所幸有霍尼韋爾這樣的一直創新一路引領的企業。