在全是自动化设备的工厂里，如何保障各种设备安全、有序运行？ 第1页

当看见题主的提问时，我的内心独白大概是这样的：第一秒，这大概又是一个和设备硬件、实施规划等相关的问题……第二秒，唉，没啥好说的，撤了，撤了……第三秒，好像……IT运维团队也能插上话吧？毕竟其他回答都和硬件相关！经过三秒漫长的内心挣扎，我决定站出来，为广大的运维同胞们发发声！本文主要从信息安全及工厂数字化两方面回答问题。

SEWC（西门子工业自动化产品成都工厂）作为2018年全球九大「灯塔工厂」^[1]之一的工厂，同时也是西门子在中国建立的首家数字化工厂，五年间，在数字化和自动化领域取得了长足发展。KUKA机械臂、AGV小车、RPA^[2]和自动化物流等等，各种新潮产品和解决方案随处可见。那么，SEWC是如何保障各种设备安全有序地进行生产的呢?

在题干「在全是自动化设备的工厂里，如何保障各种设备安全、有序运行」中有三个比较重要的点，分别为：「全是自动化设备^[3]的工厂」、「保障各种设备安全运行」和「保障各种设备有序运行」。

在回答问题之前，我们要明确一个概念「全是自动化设备 的工厂是什么样的」。「工业4.0 ^[4]」对于各位看官一定是不陌生的。实际上，全是自动化设备的工厂，就是工业4.0的产物，简单来说就是一系列机器帮你智能地干活。数字化、智能化和自动化是其最显著的特征。而题主所说的全是自动化设备的工厂，其数字化程度和自动化程度肯定是相当高的！

下面请允许我占用大家3分钟时间，用2个视频供各位感受「全是自动化设备的工厂」。

相信大家观看完视频以后，一定对「全是自动化设备的工厂」有了直观感受。接下来，我将简述如何保障设备安全运行。

设备安全运行主要分为两大类：EHS（环境、健康和安全的英文首字母缩写）安全和信息安全。

EHS安全，相信各个企业都有自己的相关安全规定，如：操作规范，不安全行为零容忍等。但是，设备和人员的安全有了保障，信息的安全没有保障，后果也是不堪设想的！！！例如：前段时间全世界范围内闹的沸沸扬扬的勒索病毒WannaCry，让世界各地的各行各业、大大小小的企业以及政府部门遭受了不少损失。那么在SEWC,我们主要采取了哪些措施呢？

• 定期的信息安全审计。每隔一定的周期，每个系统的负责人将按照信息安全评定书（多达200条评定项目）对自己负责的系统进行信息安全等级评定，并对未达到要求的地方，制定相应的整改计划。这玩意有多让人头疼，谁做谁知道……
• 多重用户身份认证。我们除了最基本的windows账号认证以外，还设立了重重关卡。所有系统管理员需要登录到同一个网关，获取访问权限，然后再通过繁琐的身份认证，才有可能操作后台数据。你们以为「网管」是那么好当的吗？
• 为办公和生产网络进行网段隔离。简单来说，就是「不是一家人，不进一家门」，即便是门对门的「邻居」，你也不可能随意进出「邻居」家吧！
• 数据加密。在这里，办公电脑里的数据不能被轻易地拷贝出来。当你从电脑上拔下U盘的那一刻，U盘里的数据就被加密成「〼¢ߚᔈ乱࠵p†i尧F槽…码_T」了。
• 其他信息安全防护手段。当然，还有其他很多方法，都是用来加强信息安全的，想要深入了解的朋友可以参考百度百科或者wiki。

在我看来，设备有序运行就是设备按照生产计划高效运行，机器少出毛病，系统少出问题，半夜别老call我。别看只有不到三十个字，要想真正做到以上四点，可是要付出不少心血的！2018年，工厂物流轨道扩建期间，我作为物流系统的运维人员，几乎每天的日常都是：半夜手机铃响——>处理系统故障——>躺在床上数头发——>闹钟响——>上班。前段时间有句网络流行语是「你见过凌晨四点的XXX吗？」，我只想说：别问！我见过每个时间段的成都！

言归正传，保障设备有序运行是每家工厂都会面临老大难问题。为什么呢？因为每家工厂的业务流程不同、制造设备不同、管理方式不同，所以「如何保障设备有序运行」并没有一个一成不变的答案。

下面，我就以SEWC为例，来说明如何保障设备有序进行。在SEWC这样一个「灯塔工厂」里，自动化设备种类多，数量多，比如：

• 「自动化物流系统」

• 「机械手」

同时，控制（这里的控制不仅指运动控制，同时包含了整个生产流程的控制）自动化设备的软件和硬件数量也不少：

相信各位通过上面的信息也看出来了，要保障各种各样的自动化设备有序稳定运行，并不是件易事。

如此多的软件和设备，如此交纵错杂的流程，其有序、稳定的 运行，还是得响应「两条腿走路」方针——“IT运维”和“设备运维”协同作战。以下是我们为了保障设备有序、稳定运行采取的主要措施：

• 「IT将复杂的业务流程透明化、明确化、自动化」。试想一下，业务流程没有明确的流程，生产中出现的与业务部门相干的问题该如何处理呢？如此一来，正常的生产活动自是无法有序开展。为此，我们开发了自己的工作流平台，在这里，每个流程的走向都十分明确。同时，业务发起人也能清楚的看到每个流程的处理人及处理用时。如此透明的流程和省时的审批过程，不仅将业务流程规范化、透明化，同时也提高了沟通效率。例如，我在今年提交了一份精益改善的想法,前三个流程都已经得到了流程负责人的同意，目前就只剩最后一步没有得到审批了，如下图1-2所示。

Workflow Platform

• 为了满足柔性生产模式的原材料需求，我们建立了自动化物流系统。为了保障物流轨道的有序运行，硬件工程师利用WinCC(视窗控制中心)开发了「物流轨道硬件监控系统」，遇到硬件故障时，对应区域就会变为红色，并将报错信息输出。当设备运维人员看到报警时，就能立即前往故障发生地对故障进行处理。

WinCC

• 「IT联合设备运维团队开发OEE（设备综合效率）系统」用来监控生产设备的运行状况，当设备停止生产时，停止生产的时间段的状态则会在OEE中显示为红色,当工程师状态栏中有红色的区域时,需要及时维护导致设备停机的原因。工程师还可以通过左侧的Ticket系统查看导致设备停机的历史记录，从而快速定位生产效率下降的原因。

SEWC OEE System

这套SEWC自主开发的OEE系统，应该算得上是一个技术亮点了。在以往的生产活动中，除了做设备常规保养以外，时而发生的零件故障会导致设备停工。而这一停，要少生产多少产品，少赚多少钱呢！！！老板可不开心了。怎么才能减少甚至消灭此类问题呢？于是乎，IT、生产部门、设备运维团队和精益生产部门聚在一起，大家天马行空、集思广益，终于研究出了一套解决方案——开发OEE系统监测设备运行状态。 于是乎，机台工程师开始琢磨设备运行状态的数据采集，IT则根据生产部门对设备状态的判断进行一系列的算法和架构设计，精益生产部门则负责对OEE的计算模型进行反复验证及优化。 经过半年时间，一套初具雏形的OEE系统开发完成（界面比现在丑了不是一星半点）。机台工程师将每分钟的设备运行状态存储在指定位置，OEE系统则每隔一定时间，前往指定位置获取设备运行状态，同时对以获取到的设备状态进行实时计算（若干分钟内，只要设备状态没有超过规定时间，则设备状态被视为正常运行），然后将实时运算所得结果，以横向条形统计图呈现。当出现非正常状态时，设备运维团队点击该时间段，对故障原因进行记录。由于OEE采用了具有数据缓存功能的表结构设计、微服务技术架构，因此，任何意外的系统宕机都不会对原始数据产生任何影响。于此同时，数据分析系统会对故障记录进行分析，对可能出现的设备故障进行预测。

• 「IT联合业务部门开发报表平台」将业务数据分析、IT设施设备性能监控、生产数据分析等功能集于一身，从而使得业务部门能够制定更高效的流程，IT运维和设备运维能够提前发现潜在问题，避免将来可能发生的停机。

SEWC Tool Box

• 「IT开发Ticket系统」帮助我们记录并统计系统出现问题时的根本原因。每月进行一次统计，对当月出现频率较高的软件故障，从业务流程、软件自身原因两个维度进行分析，并制定可行的解决方案。

在Ticket系统中，系统管理员需要记录详细的系统故障原因以及处理过程。

综上，在自动化工厂里，要想保障各种设备安全、有序运行，并不是靠某一两个部门就能实现的，也不是一朝一夕就能做得面面俱到的。它需要各个部门积极配合，需要集思广益、不断探索！当然，最重要的是离不开那些在坚持在一线，默默付出的运维人员~

最后,感谢SEWC BE – Han Ting Ting为本稿提供的素材，感谢SEWC IT – Yang Jian对本稿技术细节审核，编辑@Yang Qi Sen对本文提出的修改意见。

本文由西门子工程师撰文回答，希望对题主和关注这个话题的知友们提供帮助

特别鸣谢本文作者：

西门子工业自动化产品（成都）有限公司

IT物流工程师：时英舰 @时英舰

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参考

1. ^ http://www.chinamae.com/shownews_144064_20.html
2. ^ https://cloud.tencent.com/developer/news/83445
3. ^ https://baike.baidu.com/item/%E8%87%AA%E5%8A%A8%E5%8C%96%E8%AE%BE%E5%A4%87
4. ^ https://baike.baidu.com/item/%E5%B7%A5%E4%B8%9A4.0/2120694?fr=aladdin