2011年12月27日 星期二

控制的創新

工程師在處理冰冷的技術問題時,使用的是SOP,或是技術手冊,要養成一個懂得處理問題的工程師非常不容易,如果系統非常的大,元件非常的多,整個系統運作起來可能出錯的機率就會成等比級數的增加,因此大系統要的第一是穩定,節能還是其次.

很多人把創新的定義看成像流行文化追求奇裝異服,或是不斷要推出新產品,其實觀念跟做法的革新更重要,因為硬體的翻新跟進步需要時間,電子業是最典型的例子,摩爾定率預言每一年電晶體的密度要增加一倍,換句話,今天三星變得這麼強是因為它永遠跟的上這個腳步並且還能領先,跟不上的就落後了.完全是成本競賽跟製程競賽.

但是一些傳統的東西不可能進步這麼快,一買到就要用很久,它的概念跟電子業完全不一樣,對於公用的設備來講,短則3,5年,多要用到1,20年,那麼十年前的控制系統可能十年後還在用,有的控制系統設計的時候並沒有節能的概念在裡面,靠的是傳統的控制,那麼全部靠人去控制很難節能,因為人會怠惰,會換人,會搞不懂新環境裏面的一切,這時候不要說節能的要求,搞不好連穩定都會被破壞.

舉例而言,很多人都知道負載輕的時候要開小台,問題是什麼時候會負載輕變數太多,另外就算是最容易看的到東西都很難控制的精準,例如日光燈的控制就是,那麼只要不精準,很多時候能源其實就是白白浪費掉了.因為設備等於在空轉.

以前有一個客戶,它的系統可以自動切換大小台,但是一剛開始這個系統根本沒人會用,所以即使設計已經有自動切換的功能,但是根本沒有使用,直到某天某人心血來潮想說給他切成自動控制跑跑看,那個月下來居然省了20萬,而且根本沒換任何設備,從此除非自動控制故障,不然都是切自動模式在跑.

但是人會犯錯,難道機器就不會犯錯嗎?很不幸的,機器也會犯錯,尤其是牽扯到PC的時候,自動控制的概念是最終的結果要回到PC端回報,那麼萬一PC掛了,設計不好的系統可能全當,假設容錯的設計不夠好的話,為什麼會這麼講,假設公司用的伺服器是號稱永遠不會當機的UNIX系統,那麼供應它電的UPS,或是其他配合控制的東西沒做好,電腦就算不會當機沒電能走嗎?或是電跳掉UPS沒接上來一樣要照掛.

可是就像前面講的,沒有精準的控制很難節能,那麼在穩定運轉跟節約能源之間,也就是說手動跟自動模式之間要怎麼選擇?

這樣講好了,整個系統的容錯時間有多少,然後人員從自動模式切回手動運轉夠不夠熟悉,有多少設備沒有停電後自動復歸的功能需要手動復歸.相信很多操作設備的工程師都答不上來.

自動的模式可以做到精準,因此可以有效的節能,但是配合的設備必須跟上這個腳步,所以關鍵在於容錯跟自動復歸的功能,另外一個問題是要切換成手動模式人員會不會操作.所以一旦電腦當掉,有沒有另外一個除了人之外的系統會自動再把系統開起來.

前面的那個故事是說明人不相信機器,而我的答案是一旦自動掛掉要開手動,就是當做沒有自動控制模式來做,所以必須去機房把自動模式立刻切成手動,把該按的起動鍵按下去,就像傳統的開機那樣.當然這樣做的時效一定差,但是最起碼平常可以節省很多的電力.

系統不能當是一個很大的壓力,但是如果台電停電,設備不當都不行,那麼在非當不可的情況下,把系統當掉這個情況比喻成台電停電的狀況,平常是不是就要有一些控制上的容錯控制,可以在發生這種情況下將損失降到最小,然後平常就要稍微的加以演練,真正發生狀況的時候才能應變.

有些工廠對停電並不會造成什麼太大的損失,所以即使停電,當電來了的時候可以慢條斯理去復歸,對於不能當的系統,控制非常非常的重要,因為有時後停電只是跳電,那麼跳一次幾十秒的時間如果自己的控制邏輯設計的不好,短短幾十秒損失可能就很嚇人,因為跳個電幾十秒,但是復歸系統就搞掉半個小時,損失可能就放大成幾十倍.

控制電路有所謂的A接點跟B接點,其實就是一個最簡單的容錯設計,當然系統一大就代表有一大堆的A,B接點,A,B接點一多,除錯就難,所以系統容錯的設計變得非常重要,但是東西變複雜以後就又變難用,反而又失去原先的目的.因此人才是最重要的.

有一個朋友寄一個小故事,意思是說有一條肥皂的生產線在包裝的時候常常有時會因為工人忘了把肥皂裝進肥皂盒裏,造成不良率,所以成立一個TEAM去思考如何解決這個問題,其中一個TEAM設計了一套高科技的流程,用了一大堆的SENSOR跟設備,可以檢知盒子裏面到底是不是空的,花了很多的錢,另一個低科技的解決方案是一個工人想出來的,他在盒子經過的地方拿了一支普通的風扇,因為空的盒子輕,所以空盒子會被直接吹走,根本不需要什麼複雜的控制,一樣可以達到這個目的.

台灣有很多頭腦很好的人,但是在利用軟體解決問題這一塊的能力遠遠輸給外國人,控制廣義的講就是靠軟硬體,而軟體的重要性遠大於硬體,只要控制的好,不見得硬體一定要很強才能贏,這一塊台灣的工程師們應該好好加油,對於節能來講,有好的控制才會有最好的結果,硬體的設備再好,不會控制也是枉然,業主,設備商,從業人員,都應該好好的去思考一下如何增加對自己系統的控制能力,如何設計出最適合自己的控制系統.可以兼顧穩定跟節能的要求.這樣才是正確的方向.