規(guī)定性能而不是零部件和廠商

時(shí)間:2020-02-20

來源:控制工程中文網(wǎng) 作者:Bill Dehner

導(dǎo)語:許多工廠都從原始設(shè)備制造商(OEM)那里購買機(jī)器和工藝成套裝備。它們通常傾向于將零部件和供應(yīng)商規(guī)定的非常詳細(xì),但這通常會(huì)導(dǎo)致更高的成本、更長的交貨時(shí)間,以及OEM廠商無法為性能提供保障。

許多工廠都從原始設(shè)備制造商(OEM)那里購買機(jī)器和工藝成套裝備。它們通常傾向于將零部件和供應(yīng)商規(guī)定的非常詳細(xì),但這通常會(huì)導(dǎo)致更高的成本、更長的交貨時(shí)間,以及OEM廠商無法為性能提供保障。

在很多情況下,更好的方法是規(guī)定性能,同時(shí)在零部件和供應(yīng)商方面,為OEM廠商保留最大余地。對(duì)于現(xiàn)場人員有限,嚴(yán)重依賴于OEM廠商(通常包括支持合同)的工廠和設(shè)施而言,尤其如此。  

指定廠商帶來的問題  

由于需要太多的細(xì)節(jié),規(guī)定首選零部件和供應(yīng)商,可能會(huì)為編制招標(biāo)規(guī)格書帶來一定的困難,但是細(xì)節(jié)很少會(huì)直接影響最重要的屬性:機(jī)器性能或工藝流程(參見圖1)。這可能會(huì)使OEM廠商停滯不前,從而減少競標(biāo)者,有時(shí)甚至?xí)挥幸粋€(gè)投標(biāo)商。

控制系統(tǒng)

圖1:OEM廠商選擇自己信賴的控制系統(tǒng)集成在客戶的水處理成套設(shè)備上,這使該公司能夠?yàn)槠淇蛻籼峁┬阅鼙WC?! ?/span>

限制品牌,可能會(huì)使OEM廠商走出其舒適區(qū)域(請(qǐng)參見圖2)。例如,如果OEM廠商無法使用客戶首選的控制器或人機(jī)界面(HMI),則需要更改設(shè)計(jì)和原理圖,這將導(dǎo)致更高的成本和其它方面的延遲。學(xué)習(xí)曲線將在整個(gè)項(xiàng)目中保持不變,導(dǎo)致更多的延遲,并延長零部件的交貨時(shí)間。

控制器

圖2:OEM廠商已投入時(shí)間和精力來設(shè)計(jì)、構(gòu)建和測試其控制系統(tǒng),以滿足其機(jī)器或過程的性能要求。

圖片來源:Automation Direct  

在招標(biāo)規(guī)格書中,著眼于零部件和供應(yīng)商而不是性能,可能需要編寫一個(gè)新的可編程邏輯控制器(PLC)程序,該程序以前從未在使用中得以驗(yàn)證。所需的軟件開發(fā)時(shí)間,有可能會(huì)拖延項(xiàng)目進(jìn)度,也有可能對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度沒有影響,但是無論哪種方式,都需要付錢完成編程工作。OEM廠商通常將不熟悉的控制器編程外包,從而增加了另一層風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜性。無論是誰編寫軟件,由于未經(jīng)使用證明,都可能需要進(jìn)行廣泛的調(diào)試,這將延長啟動(dòng)和調(diào)試所需的時(shí)間?! ?/span>

限制供應(yīng)商和OEM廠商選項(xiàng),就像要求重新發(fā)明輪子。OEM廠商熟悉了解并經(jīng)過多年使用證明的產(chǎn)品和系統(tǒng),變成了全新的定制控制系統(tǒng),這可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行可靠性降低。以前在OEM廠商首選控制系統(tǒng)上經(jīng)歷過的所有調(diào)整、優(yōu)化,必須重復(fù)進(jìn)行一次。其中一些可以在設(shè)計(jì)、測試和啟動(dòng)期間完成,但其它問題將不可避免地在后期出現(xiàn)。將詳細(xì)的零部件和供應(yīng)商規(guī)格與OEM廠商控制系統(tǒng)所需的變更結(jié)合在一起,也可能會(huì)導(dǎo)致技術(shù)支持的滯后,或更昂貴的項(xiàng)目造價(jià)。大多數(shù)OEM廠商的技術(shù)人員,可能一時(shí)無法支持不熟悉的控制系統(tǒng),在最壞的情況下,會(huì)導(dǎo)致依賴OEM廠商或其分包商內(nèi)的單一人員。  

規(guī)定性能帶來的好處  

規(guī)定性能而不是零部件和供應(yīng)商要容易得多,例如要求每小時(shí)生產(chǎn)一定數(shù)量的產(chǎn)品,并具有98%的正常運(yùn)行時(shí)間。規(guī)定零部件和供應(yīng)商不一定能保證性能,但規(guī)定性能可以。很多情況下,如果OEM廠商無法使用其首選的供應(yīng)商,他們將非常不愿意保證性能。如果允許他們自己選擇,就可以大大提高績效保證的可能性。在前面的示例中,OEM廠商如果使用其首選的供應(yīng)商,則可保證99%的正常運(yùn)行時(shí)間,這會(huì)為最終用戶節(jié)省大量成本?! ?/span>

但是,公司如何在確定性能的同時(shí),確保機(jī)器或過程成套裝備可以適合其通用工廠運(yùn)行參數(shù)?下面列出了一些最重要的電氣性能要求,這些要求包含在控制設(shè)計(jì)規(guī)范中,這些規(guī)格書應(yīng)與所需的性能、正常運(yùn)行時(shí)間、維護(hù)成本等一起,是機(jī)器或過程成套裝備輸出的一部分:  

●應(yīng)為3相、交流480V、60Hz電源提供單點(diǎn)電廠連接?! ?/span>

●應(yīng)提供主連接的電氣閉鎖特性?! ?/span>

●控制接線應(yīng)是直流24V或更低的電壓?! ?/span>

●可編程邏輯控制器最低應(yīng)具有擴(kuò)展128點(diǎn)(I/O)的能力?!  窆?yīng)商應(yīng)為所有的可編程設(shè)備提供編程軟件。  

●離散輸入應(yīng)為直流24V,共地,16點(diǎn)模塊。  

●離散輸出應(yīng)提供直流24V到共地輸出裝置,16點(diǎn)模塊?! ?/span>

傳感器應(yīng)為PNP類型,具有指示燈和微控制器控制的快速切斷電纜。  

控制柜至少應(yīng)保持NEMA12級(jí)。  

●所有的接線和軟管的標(biāo)簽名應(yīng)與電氣圖一致?! ?/span>

●運(yùn)行溫度應(yīng)為0℃到60℃或更好。  

●操作員界面至少應(yīng)為6英寸彩色觸摸屏?! ?/span>

上述電氣性能需求是不言自明的,每個(gè)要求都易于驗(yàn)證。這些電氣需求及其它性能規(guī)范,可以在整個(gè)自動(dòng)化項(xiàng)目中使用,從投標(biāo)階段到現(xiàn)場驗(yàn)收測試,在每個(gè)階段都必須檢查每個(gè)需求和規(guī)范以確保需求得到滿足?! ?/span>

除了周期時(shí)間、每小時(shí)零部件數(shù)量、生產(chǎn)率可用性和質(zhì)量要求之外,其它系統(tǒng)或機(jī)器性能還可以包括關(guān)鍵的過程性能,例如壓制外殼上的蓋子或制造其它好的零部件所需的物料。這將包括3-5噸力的按深度壓接性能以及+/-0.002英寸的按動(dòng)行程深度可重復(fù)性等,或者其它性能要求,例如每小時(shí)200個(gè)零部件的生產(chǎn)率以及98%的正常運(yùn)行時(shí)間?! ?/span>

對(duì)人機(jī)界面的規(guī)定也可以是基于運(yùn)行參數(shù)的性能。例如,需要一個(gè)帶有模式、周期、產(chǎn)品和故障信息的概覽屏幕。其他對(duì)于人機(jī)界面運(yùn)行性能的要求還可以包括,通過配方選擇產(chǎn)品,指導(dǎo)機(jī)器人定位,幫助和故障消息屏幕等(請(qǐng)參見圖3)。

HMI

圖3:指定HMI操作參數(shù)而不是供應(yīng)商允許原始設(shè)備制造商選擇具有最佳性價(jià)比的HMI?! ?/span>

數(shù)據(jù)收集的基本要求,是基于性能的規(guī)范的另一個(gè)示例。這可能包括存儲(chǔ)故障消息數(shù)據(jù)、按零部件號(hào)顯示當(dāng)前合格和不合格零部件的數(shù)量、當(dāng)前循環(huán)時(shí)間、最后10個(gè)循環(huán)時(shí)間數(shù)據(jù)等。  

這些性能要求可以實(shí)現(xiàn)更快的安裝和啟動(dòng)。最終目標(biāo)是提供一種可靠、高效的機(jī)器或工藝成套裝備,以適應(yīng)正在進(jìn)行的運(yùn)行活動(dòng)?! ?/span>

遠(yuǎn)程訪問  

許多OEM廠商都愿意并且能夠在保修期滿后,以較低的每月成本來遠(yuǎn)程維護(hù)機(jī)器和成套裝備,但前提是他們只能使用其首選的供應(yīng)商。由于缺乏技術(shù)人員,這種方法也非常適合許多最終用戶。  在項(xiàng)目開始時(shí),應(yīng)在基于性能的規(guī)范中充分定義保修期滿后對(duì)支持的需求,并規(guī)定相應(yīng)的費(fèi)用。應(yīng)該定義遠(yuǎn)程和現(xiàn)場支持服務(wù)條款。在基于性能的規(guī)范中使用這些支持選項(xiàng),有助于確保機(jī)器和過程成套裝備得到所需級(jí)別的支持,并使OEM廠商可以使用其標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)?! ?/span>

通過測試、接受并已付費(fèi)的OEM設(shè)備,必須快速解決任何運(yùn)行問題。為了加快此過程,遠(yuǎn)程訪問至關(guān)重要。例如,無論是在第一年保修期內(nèi),還是在保修期滿之后,遠(yuǎn)程訪問都可為最終用戶和OEM廠商降低支持成本。因此,通過遠(yuǎn)程訪問進(jìn)行故障排除應(yīng)該是性能要求。這意味著遠(yuǎn)程訪問不是附加功能,而是從一開始就是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)要求。 

新的合同方式  

現(xiàn)在,有一些OEM廠商是通過租賃而不是購買,來提供機(jī)器和工藝成套裝備的。這些租賃合同通常非常注重性能,如果不能履行性能保證,最終用戶則不會(huì)向OEM廠商支付費(fèi)用?! ?/span>

另一種支付方式是要根據(jù)機(jī)器或工藝成套設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)量和效率來支付原始設(shè)備制造商費(fèi)用,例如,每生產(chǎn)一磅的產(chǎn)品,需要支付一定數(shù)量的費(fèi)用,同時(shí)規(guī)定每月的固定費(fèi)用。這種安排最能使購買者的最大產(chǎn)量需求與OEM廠商的財(cái)務(wù)目標(biāo)保持一致,因此受到青睞?! ?/span>

這兩種類型的協(xié)議——租賃和按生產(chǎn)支付,強(qiáng)烈支持規(guī)定性能而非部件和供應(yīng)商,并且已經(jīng)成為許多此類合同的要求。即使OEM廠商同意使用購買者規(guī)定的零部件和供應(yīng)商來簽訂這些類型的協(xié)議之一,成本也肯定會(huì)更高?! ?/span>

因此在許多情況下,當(dāng)前和未來的趨勢可能更傾向于規(guī)定性能而不是零部件和供應(yīng)商,這樣可能為雙方帶來更好的結(jié)果。

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