作為全球領先的自動化解決方案供應商，維美德（Valmet）憑借其全新一代分布式控制系統(tǒng)-Valmet DNAe，以突破性設計重新定義了過程控制的未來。這一系統(tǒng)不僅解決了當前行業(yè)面臨的人力短缺與安全威脅，更通過技術創(chuàng)新為工業(yè)智能化奠定了基礎。
一、引言：行業(yè)變革催生技術革新
回首往昔，第一代 DCS 系統(tǒng)誕生于 20 世紀 80 至 90 年代，此后各大領先開發(fā)商通過迭代設計與開發(fā)流程，持續(xù)對其進行完善與升級。這一模式雖在一定程度上推動了 DCS 的發(fā)展，卻也受限于早期系統(tǒng)基礎，難以突破固有局限。
近年來，隨著數(shù)字化轉型的深入推進，DCS 的使命被賦予了更多內涵。它不再僅僅滿足于連接現(xiàn)場設備與過程控制，更需邁向更高水平的連接性與自動化，成為能夠與后臺辦公的信息技術（IT）系統(tǒng)安全交互、具備更多自主操作功能且始終保持高可用性的智能中樞。與此同時，加工行業(yè)由于大量經驗豐富的長期任職操作員退休，人力結構出現(xiàn)顯著變化，對 DCS 的要求也愈發(fā)嚴苛，不僅要自動化程度更高，還需易于配置、操作直觀，以適應培訓不足的新操作員，并且要全面支持遠程工作與維護。
維美德敏銳洞察到這些行業(yè)趨勢與需求變化，毅然決定對其 2000 年推向市場的 DCS 系統(tǒng)進行徹底革新，直接從底層設計開始，大膽采用現(xiàn)代開發(fā)編程語言與工具，并引入敏捷軟件開發(fā)方法。這一方法將開發(fā)過程分解為多個小部分，通過頻繁的軟件測試，確保每一個環(huán)節(jié)的質量與穩(wěn)定性，如同精心搭建一座精密復雜的工業(yè)大廈，每一塊基石都經過嚴格打磨與檢驗。
DNAe是使用現(xiàn)代編程工具并采用敏捷開發(fā)模式，完全從零開始進行了重建
其成果就是維美德 DNAe，這是一個完全基于網絡的過程控制系統(tǒng)，DCS 的各個方面都經過了重新設計，但主要的驅動力是增強網絡安全、簡化用戶界面和配置工具，以及實現(xiàn)先進的數(shù)據管理、報告和分析功能。
維美德平臺研發(fā)產品經理佩特里·蒂霍寧（Petri Tiihonen）表示：“維美德 DNAe 配備了全新的網絡安全系統(tǒng)架構、更新后的用戶界面、控制軟件和硬件，以及工程和分析工具，所有這些都是為了幫助加工企業(yè)提高運營效率、生產力、可持續(xù)性和安全性而設計的。” 蒂霍寧于 1995 年以工程師身份開始職業(yè)生涯，2004 年轉向開發(fā)工作，他認為維美德 DNAe 是自 20 世紀 90 年代以來第一個 “從零開始” 設計的系統(tǒng)。
二、安全架構：“設計即安全” 的卓越踐行
在網絡安全威脅日益復雜嚴峻的當下，保障 DCS 系統(tǒng)的安全性成為重中之重。維美德 DNAe 將 “設計即安全” 的理念融入到系統(tǒng)開發(fā)的每一個角落，從編寫第一行代碼起，就全方位考量網絡安全措施。
其核心的可信信息框架（TIF），作為通信和數(shù)據管理的關鍵支柱，構建起了堅不可摧的網絡安全防線�；� TIF 基礎搭建的維美德 DNAe 架構，具備一系列先進的安全措施：基于角色的訪問控制，能夠精準地為不同用戶分配相應的系統(tǒng)訪問權限，確保只有授權人員能夠進行特定操作，如同為每個房間配備了專屬鑰匙；身份驗證機制嚴格核實每一位試圖登錄系統(tǒng)的用戶身份，有效防止非法入侵；加密技術對數(shù)據進行全方位加密，無論是在傳輸過程中還是存儲于系統(tǒng)內，都能確保數(shù)據的安全性，宛如為數(shù)據穿上了一層密不透風的鎧甲；端點保護則在系統(tǒng)邊界部署多重防護，抵御外部惡意攻擊；全面的審計跟蹤功能詳細記錄系統(tǒng)操作的每一個細節(jié)，為后續(xù)的安全審查與問題溯源提供有力支持。
此外，維美德 DNAe 的網絡安全實力得到了國際權威標準的高度認可，順利通過了 ISO 27001 和 IEC 62443 標準的外部認證，開發(fā)過程也通過了安全開發(fā)生命周期保障（SDLA）認證。這一系列認證充分證明了維美德 DNAe 在系統(tǒng)全生命周期內，始終將安全考量因素貫徹到底，為用戶打造了一個安全可靠的運行環(huán)境。
三、用戶體驗優(yōu)化：貼合現(xiàn)代勞動力需求
面對加工企業(yè)員工退休潮引發(fā)的人力結構變化與操作需求轉變，提供一個易于使用、直觀且富有洞察力、所需操作員培訓較少的界面變得愈發(fā)緊迫。因此，維美德 DNAe 將提升用戶體驗（UX）作為重點研發(fā)方向之一。
經驗豐富的專業(yè)人員正在離開勞動力市場，留下了一個知識缺口，而新入職的同崗位人員很難填補這個缺口。吸引新員工并留住他們很困難，這增加了優(yōu)化運營以及用更少資源完成更多工作的壓力。規(guī)模越來越小的團隊需要能夠在更大、更復雜的運營中運行流程。
蒂霍寧解釋說：“總體而言，過程自動化以及為該行業(yè)服務的產品和系統(tǒng)需要滿足現(xiàn)代勞動力的要求和期望。因此，用戶體驗也必須應對整個行業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)。” 他還補充說，這包括促進遠程維護、預測性維護以及對移動設備的支持。
維美德 DNAe 用戶界面于 2019 年率先推出，作為發(fā)布 DNAe 的重要一步，它展現(xiàn)出了卓越的現(xiàn)代性與兼容性。該界面基于現(xiàn)代網絡技術構建，與早期的維美德 DNA 系統(tǒng)版本完全兼容，背后離不開維美德專門組建的用戶體驗設計團隊的努力。這支團隊由經驗豐富的軟件開發(fā)人員組成，他們精心雕琢界面的外觀、交互感受以及工作流程，致力于為用戶提供極致的操作體驗。
新的結構化用戶界面為控制、分析、配置和維護提供了一個統(tǒng)一且高效的操作平臺。它能夠根據用戶的角色，智能地呈現(xiàn)生產流程或站點的全面視圖，對信息進行合理的優(yōu)先級排序。這意味著操作員無論身處工廠內部，還是在遠程辦公地點，只要通過適當?shù)纳矸蒡炞C，就能使用移動設備或臺式設備隨時隨地訪問流程，并且支持觸摸控制、鍵盤和鼠標等多種操作方式。
直觀簡潔的工作流程極大地簡化了操作過程，使用戶能夠輕松管理更大范圍的流程區(qū)域，及時發(fā)現(xiàn)生產過程中的細微變化并迅速做出響應，顯著提高了工作效率與生產協(xié)同性。
蒂霍寧說：“一個設計良好的用戶界面將操作員和其他用戶與自動化系統(tǒng)連接起來。用戶界面應該為每個用戶角色提供最相關的信息，并使他們能夠監(jiān)控所有相關的當前和歷史過程數(shù)據。”
四、數(shù)據管理與分析創(chuàng)新：挖掘數(shù)據深層價值
在數(shù)據驅動的工業(yè)時代，高效的數(shù)據管理與分析對于加工企業(yè)提升競爭力、實現(xiàn)精細化運營至關重要。維美德 DNAe 充分認識到這一點，致力于打造一個靈活、強大且具備前瞻性的數(shù)據管理與分析體系。
維美德 DNAe 具備出色的靈活性，支持在本地服務器、邊緣服務器或云端服務器上運行，以滿足不同企業(yè)的多樣化部署需求。同時，通過集群技術實現(xiàn)了數(shù)據存儲冗余。集群技術就如同一個緊密協(xié)作的團隊，多個相互連接的服務器協(xié)同工作，共同組成一個具備高可用性、容錯性和可擴展性的統(tǒng)一系統(tǒng)。即便某個節(jié)點出現(xiàn)故障，其他節(jié)點也能迅速接替其工作，確保數(shù)據不丟失、業(yè)務不停運。
維美德特別采用了圍繞 Apache Cassandra 構建的存儲系統(tǒng)或架構。Apache Cassandra 作為一種高度可擴展的分布式 NoSQL 數(shù)據庫，能夠在多臺服務器上高效處理海量數(shù)據，并且不存在單點故障，為維美德 DNAe 的數(shù)據存儲提供了堅實保障。
此外，維美德還對歷史數(shù)據記錄器（Historian）進行了全面優(yōu)化。這個專門的軟件程序能夠高效收集、存儲和分析 DCS 生成的大量數(shù)據，幫助用戶隨著時間的推移，深入監(jiān)控和分析工業(yè)過程，精準識別潛在趨勢，并依據歷史運營數(shù)據做出科學合理的決策。
維美德 DNAe DCS 的架構還巧妙地無縫連接了運營技術（OT）和信息技術（IT）領域，借助最新技術實現(xiàn)安全、高效的數(shù)據交換和集成，為操作員實時洞察工廠運營和資產績效管理情況提供了有力支持，助力企業(yè)實現(xiàn)數(shù)據驅動的智能化決策與管理。
五、升級路徑規(guī)劃：保障客戶投資與持續(xù)發(fā)展
蒂霍寧說：“尊重已安裝的系統(tǒng)基礎一直是我們的理念，這樣客戶就有一條清晰的路徑來升級他們現(xiàn)有的系統(tǒng)。對我們來說，非常重要的一點是，即使技術完全是新的，使用 DNA DCS 的客戶也能夠逐步升級到維美德 DNAe。”
維美德始終秉持系統(tǒng)終身兼容性承諾，高度重視現(xiàn)有客戶的利益。對于正在使用原有 DNA DCS 的客戶，即便維美德 DNAe 采用了全新的技術架構，他們也無需擔心系統(tǒng)升級的難題。維美德尊重已安裝的系統(tǒng)基礎，精心為客戶規(guī)劃了一條清晰、順暢的升級路徑。這意味著客戶能夠在充分保護前期投資的前提下，逐步將現(xiàn)有系統(tǒng)升級到維美德 DNAe，平穩(wěn)過渡到更先進的自動化解決方案，享受新技術帶來的諸多優(yōu)勢。
展望未來，維美德對維美德 DNAe 的持續(xù)發(fā)展充滿信心與決心。目前，團隊已經制定了詳細的開發(fā)路線圖，未來將持續(xù)推出功能更強大、性能更卓越的系統(tǒng)增強版本。每一次的升級與改進，都將為工業(yè)自動化領域注入新的活力，推動行業(yè)朝著更高效、智能、安全的方向不斷邁進，引領工業(yè)自動化發(fā)展的新潮流。
蒂霍寧說：“盡管我們已經推出了維美德 DNAe，但我們的開發(fā)路線圖上還有許多額外的功能，并且在 DCS 的未來版本中將會發(fā)布一些重大改進。”
六、維美德（Valmet）：全球領先的自動化供應商
維美德（Valmet）創(chuàng)立于 2013 年 12 月，總部位于芬蘭埃斯波 。這家擁有超過 220 年工業(yè)歷史的企業(yè)，在全球 40 多個國家開展業(yè)務，麾下匯聚了 19,000 余名專業(yè)人才。維美德主要圍繞五大業(yè)務線運作，即服務、流量控制、自動化系統(tǒng)、制漿與能源以及造紙，業(yè)務版圖涵蓋北美、南美、歐洲、中東、非洲、亞太地區(qū)以及中國等區(qū)域。在制漿、造紙、能源以及各類流程工業(yè)領域，維美德都是全球領先的過程技術、自動化系統(tǒng)及服務的開發(fā)商和供應商。其產品技術先進，比如為制漿廠、造紙機提供先進的工藝技術，在能源領域可基于生物質、廢棄物或混合燃料提供能源解決方案，自動化系統(tǒng)也廣泛應用于多類工業(yè)場景。在業(yè)績方面，2023 年公司凈銷售額約達 55 億歐元。在中國，維美德早有布局，于 2003 年 1 月成立了維美德（中國）有限公司，公司坐落于上海市嘉定區(qū)，主營產品包括歐洲技術的布袋除塵器、干電除塵器等環(huán)保設備，以及循環(huán)流化床鍋爐等各類鍋爐，為中國客戶提供工藝技術、自動化及服務業(yè)務，有力地推動了相關產業(yè)的發(fā)展。
七、結語
綜上所述，維美德憑借維美德 DNAe 在安全架構、用戶體驗優(yōu)化、數(shù)據管理與分析創(chuàng)新等方面的卓越表現(xiàn)，成功重新定義了下一代 DCS 系統(tǒng)。它不僅有效應對了當前行業(yè)面臨的各種挑戰(zhàn)，更為行業(yè)的未來發(fā)展樹立了新的標桿，為工業(yè)自動化的持續(xù)進步提供了強大動力，引領整個行業(yè)開啟全新的發(fā)展篇章。
