證明控制系統(tǒng)升級改造項目的合理性，是許多工廠技術支持人員或工程師可能需要完成的任務。原因是隨著時間的推移而不斷發(fā)生變化，雖然有些驅動因素從未消失，但很多新的因素也在不斷涌現。

一、自動化生命周期支持的結束

控制系統(tǒng)升級改造的主要驅動因素，一直是硬件和軟件過時以及生命周期支持的結束。這有時被稱為“折舊”。隨著供應商升級產品并引入新產品線，以前的產品將被逐步淘汰。因此，制造商支持費用更高，甚至可能會完全停止支持。手頭有備件可以緩解這個問題，但只有在備件未用完或仍然提供板級維修服務時有效。

此外，隨著系統(tǒng)老化，故障發(fā)生的頻率也越來越高。雖然備件的數量可能會持續(xù)數年，但用于編程的筆記本電腦可能需要過時的操作系統(tǒng)，如果丟失或損壞，可能很難更換。因此，與無支持和過時的設備相關的停機時間和其它風險，仍然是升級改造的關鍵驅動因素。

二、老舊控制系統(tǒng)中的網絡安全風險

另一個持續(xù)發(fā)展的主要驅動因素是網絡安全。圍繞控制系統(tǒng)網絡安全的核心問題已經存在了幾十年。然而，2010年出現的Stuxnet，再加上幾年后NIST網絡安全框架的發(fā)布，增加了人們對該領域的關注。因此，許多新的網絡安全技術可用于新的控制系統(tǒng)。

以前，ICS網絡控制可能僅限于使用第二個NIC卡進行網絡隔離，而當前的安全程序可能包括防火墻、訪問控制、防病毒（或其它EDR）、自動備份和入侵檢測。當與控制系統(tǒng)升級改造相結合時，這些措施更具成本效益。

三、嵌入退休人員知識的下一代控制系統(tǒng)

在過去10到15年中，勞動力驅動因素也發(fā)生了變化。此前，主要關注的是嬰兒潮一代的退休，他們在制造業(yè)工人中占很大一部分，這可能會導致機構知識的流失。這一趨勢已經得到證實，許多富有經驗的制造業(yè)工人已經退休。此外，新冠肺炎和辭職潮也加速了他們的離開。那些在離職發(fā)生前沒有保留機構知識或實施新控制系統(tǒng)的公司，現在處于不利地位。其它勞動力問題包括勞動力市場緊張和勞動力短缺。

新工人必須接受培訓，以便能夠開展運營和支持控制系統(tǒng)，這需要一定的時間。此外，一旦這些工人獲得培訓，還必須想辦法讓他們留下來。通過使用數字孿生來縮短訓練時間是一種具有可行性的解決方案。

另一個是實施支持良好設計實踐的人機界面（HMI）。有助于實現這一功能的應用包括態(tài)勢感知圖形和報警管理功能，使工人能夠在需要時找到并響應所需的信息。這使他們能夠花時間學習工廠過程并排除生產問題。

▲圖：升級控制系統(tǒng)需要理由。在你的思考中包括圖中這六個原因嗎？

四、安全性提升

控制系統(tǒng)升級改造的理由還包括對安全性的提升。例如，近年來，電氣安全和電弧閃光保護已經走到前沿。安全性通常是制造商和舊控制面板設計的首要價值；需要對120VAC I/O的廣泛使用進行審查。當為控制裝置集成交流電壓時，新外殼可以將危險電壓與低壓設備隔離開來。在這種情況下，可以動用電氣安全預算來資助升級改造項目。

五、持續(xù)改進的需求

另一個新的驅動因素是持續(xù)改進，旨在從有限的工廠資源中發(fā)掘更多價值。公司一直試圖最大限度地提高其設備的生產力，控制系統(tǒng)已成為這一努力中不可或缺的一部分。收集數據并與執(zhí)行總體設備效能（OEE）計算的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）共享就是一個例子。它允許工廠投入資源來解決價值最高的問題，而不是盯著運營人員抱怨的吱吱作響的車輪，這可能對利潤幾乎沒有任何影響。

無法與MES完全交互的控制系統(tǒng)已經落后，需要對其進行升級改造。將控制系統(tǒng)與現場其它系統(tǒng)集成，可以消除紙質記錄和雙重輸入，從而為工廠節(jié)約資金并消除錯誤，也可以用來證明項目的合理性。大數據計劃、預測性維護和分析也屬于這一類。所有這些都需要通過合適的工具，在合適的地方將情境化的信息提供給合適的人。

六、現代控制系統(tǒng)有助于可持續(xù)發(fā)展

升級改造的最后一個驅動因素是可持續(xù)性。由于可持續(xù)發(fā)展目標在制造企業(yè)中普遍存在，因此運營商應評估其控制系統(tǒng)是否能夠支持這些目標。如果不能，可能需要將控制系統(tǒng)升級改造項目納入到企業(yè)可持續(xù)發(fā)展中。

擁有一個允許優(yōu)化設備使用的控制系統(tǒng)是一種方式。這種優(yōu)化——尤其是在有多個鍋爐、冷卻器和空氣處理器的公用事業(yè)中——比較容易實現可持續(xù)發(fā)展。

例如，許多工廠正在用變頻器取代定速電機起動器。這樣更節(jié)能，而且有可衡量的回報。擁有一個允許工藝變更以減少浪費和不合格產品的控制系統(tǒng)，也屬于可持續(xù)性范疇，因為這有助于公司減少浪費。為了實現這些可持續(xù)發(fā)展目標，可能需要一個控制系統(tǒng)升級改造項目。

為任何升級改造項目提供資金都需要有正當理由。歸根結底，最終用戶需要在升級系統(tǒng)之前認真思考：“現有系統(tǒng)是否滿足可靠性、可持續(xù)性、培訓和持續(xù)改進目標，是否滿足高標準安全保障需求？”如果他們的舊系統(tǒng)不符合這些標準，那么在現代化項目中包括這些要求以及由此產生的理由是非常重要的。

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