遠程維修機器
????作者：Gene Bylinsky ????無需打維修電話，工廠的專家便能調整、甚至修理客戶的設備，這種做法越來越普遍。 ????離子注入器是數字時代的奇跡，它可以與工業史上其他的重要發明相媲美。就像蒸汽機火車頭打開了通向荒原之路那樣，這種復雜的機器（體積有停放一輛汽車的車庫那么大，價格為200?萬到?400?萬美元）為硅片中的導電原子鋪設了軌道，這是將沙子從價值極低的絕緣材料轉變為每盎司價值遠遠高于金價的存儲芯片和邏輯芯片的關鍵一步。? ????離子注入器奇跡般的工作是從自己體內的金屬瓶中抽取腐蝕性強、毒性大的氣體──硼、砷和磷的轉化物──開始的。然后，它在只有一根過熱鎢絲在發光的真空箱中釋放出微型雷電，將氣體原子中的電子分解出來，再將它們轉化成離子。電磁場將離子引至硅晶片的表層，離子便像彈片那樣嵌入表層，通過竊取硅片中的電子，再轉變為原子，其特性也由此變成了半導體。? ????不幸的是，這個由?8,000?個零部件組成的神奇的離子注入器，其變化無常令人難以置信。它平均每工作?90?個小時就需要維修或例行保養。由于它每小時能處理?200?只晶片，每只晶片上集成的芯片多達?225?個，這些晶片的零售總值可達?7.5?萬美元，因此停機的代價非常昂貴。但是直到現在，如果用戶需要離子注入器的主要生產廠商──瓦里安聯合公司（Varian?Associates）、伊頓公司（Eaton）和應用材料公司（Applied?Materials）──派專家去現場維修的話，可能需要等待很長時間。以瓦里安公司為例，如果該公司在新加坡或在韓國的客戶，或者公司亞洲辦事處的技術人員不能解決問題的話，那么，由公司在馬薩諸塞州格洛斯特的離子注入器工廠派出的專家需要一天的時間才能到達那里。? ????為了解決這一問題，瓦里安公司推出了一項新服務，客戶在幾分鐘內就可以與遠在千里之外的專家取得聯系，這就是稱為遠程維修、診斷和保養，或簡稱為?RRDM?的新興技術中最新、也是最令人注目的一例。RRDM?采用了數字通訊中的最新技術，因而工廠的維修人員──在離子注入器工廠，這些人員通常是具有博士學位的物理學家和工程師──能夠在很遠的地方處理多種機器故障，而且比他（她）耗費時間前往現場處理故障效果還要好。? ????瓦里安公司現在正在推出其最新研制的?RRDM（名稱為?Remote?Assist，照片見?69?頁）。當半導體組裝廠的離子注入器出現故障時，客戶的技術人員戴上一個類似電影《星球大戰》里的頭盔，頭盔上帶有一個微型的數字電視彩色攝像機、話筒、耳機和兩個顯示屏。技術人員可以從顯示屏上可以看到經由基于個人計算機的電視會議系統從工廠傳來的圖像。? ????當技術人員傳送故障的實時圖像、與工廠的專家討論故障問題時，這種具有超潔凈室水準的頭盔可以讓技術人員騰出手來，這樣，技術人員就可以拿起零部件，或將零部件放在桌上，展示給在格洛斯特的專家們。專家們可以在某些零部件上畫上紅圈，表示這些部件需要更換，技術人員則可以從頭盔的顯示屏上看到這一切。他還可以看到簡圖以及其他有關材料，不僅如此，他還可以看到與之交談的工廠的工程師。如果他愿意，他還可以在自己工作區的大型監視器上觀看這些圖像。? ????瓦里安公司負責客戶半導體設備維修的副總裁沃爾特?蘇利文（Walt?Sullivan）說：“有了遠程輔助系統，就可以隨時利用我們生產小組的全部技術力量去解決問題。”特德?麥吉爾（Ted?McGill）是加利福尼亞州森尼維爾的芯片生產商?AMD?公司（Advanced?Micro?Devices）的制造部門的高級工程師，他參加了遠程輔助系統現場檢測工作，這個系統得到了他的贊揚。麥吉爾說：“這個主意非常好。這是一種可行的技術，它可以把機器生產商在現場的答復直接傳達給生產現場的人員。”? ????現在，提供遠程維修或者改進維修服務的公司越來越多。自今年春天以來，除瓦里安公司之外，還有五家公司也宣布推出了?RRDM?服務：? ????●?惠普公司（Hewlett-Packard）宣布推出的系統可以讓客戶工程師──這是當今對技術公司中修理工程師的稱呼──監視其高檔計算機的工作狀況，有時候甚至在客戶不知道的的情況下從惠普公司的監測中心對計算機進行應急維修。? ????●?根據施樂公司（Xerox）新提出的?RRDM?方案，像詹姆斯?庫克（James?Cook）這樣的客戶工程師可以早晨在家中一邊喝咖啡，一邊通過筆記本計算機對他負責維修的大型數字復印機進行保養維護。? ????●霍尼韋爾公司（Honeywell）推出的遠程系統可以讓煉油廠或化工廠的經營人員在中心控制室監視工作情況，也可以由霍尼韋爾公司在其遠程?RRDM?中心進行同樣的監測。? ????●?盡管機床生產商在?RRDM?應用中行動遲緩，但是日本山崎公司（Yamazaki）在美國的子公司馬扎克公司（Mazak）正在準備發運可以傳輸數據的機床，工廠的工程師可以根據從機床傳來的數據指導客戶進行多種故障維修。? ????●?卡特彼勒公司（Caterpillar）將?RRDM?的應用范圍擴大到了工廠以外的地方，它推出的系統能夠使公司的大型推土機傳輸無線電數據，交易商可以根據這些數據密切監測這些機器的工作狀況。? ????現在還有一些明顯的趨勢也對轉向?RRDM?系統起著促進作用。馬扎克公司的總裁布賴恩?帕普克（Brian?Papke）指出：“制造商現在希望機器能一星期七天、一天?24?小時不停地運轉，使自己的資本投資獲得最大回報，而且機器現在正越轉越快。”在這種情況下，任何可以減少停機的方法都會受到歡迎。對公司的信息系統來說也是如此。圣何塞的數據調查公司（Dataquest）是從事市場研究的公司。該公司最近對本刊?1,000?家制造商、金融公司和其他部門的企業中的?450?家進行了一次調查。調查發現，65%?的公司預計，到2000?年自己的大型計算機設備能夠實現一星期七天、一天?24?小時不停地運轉，而現在只有?30%?的公司能做到這一點。因此，被調查公司中有三分之二稱自己喜歡改進過的?RRDM，這并不令人感到意外。? ????與此同時，許多公司的設備已經實現了計算機化，這樣實現遠程維修也比較容易了。的確，RRDM?也有其局限性。你不可能通過電話線將零備件送過去，或者在遠處按動鼠標就能完成大部分的實際維修工作。但是如果出現故障的機器采用電子控制的話，對工廠的工程師來說，排除故障往往是輕而易舉之事：將機器聯機，找出故障，進行調整，讓機器恢復運轉。施樂公司的一位發言人說，如果用了該公司的第六感覺?RRDM?系統，公司的工程師通過撥號電話線就“可以觸發”數字復印機上“幾乎所有的開關”。? ????RRDM?為公司減少龐大的維修費提供了一條解決途徑。基思?莫布利（Keith?Mobley）寫過一些關于預防性保養的著作，他估計，在持續運行的加工工業中，如化工廠和煉油廠，RRDM?可使美國公司一年節省開支多達?600?億美元。? ????如果遠程輔助系統能像瓦里安公司希望的那樣工作，經銷商和客戶雙方都能節省大量費用。在通常情況下，離子注入器的保修期一旦過期，用戶需為從工廠飛到現場的瓦里安公司專家每小時支付?150?美元。但如果客戶自己的技術人員帶上那種交互式電子頭盔，按照指導解決問題，每小時的費用可降至?100?美元。有了遠程輔助系統，瓦里安公司的目標是，應用初期，將離子注入器的開機時間增加?5%，以后再逐步增加。由于減少了前往現場維修的工作量，公司希望自己的工程師騰出手來做些其他工作。? ????計算機工業的遠程維修始于?30?年前。大型計算機主機的制造商經常通過電話指導客戶如何排除故障，將一部分維修工作下放給了客戶。現在有了可供公司的計算機軟件和硬件使用的更為先進的?RRDM。軟件經銷商遠程“修補”──升級或改正──軟件程序現在已成了平常之事。亞特蘭大的梅普克斯公司（Mapics）是一家企業資源規劃軟件供應商，它的年銷售額為一億美元。在該公司提供的一種先進維修服務中，客戶可以進入公司維修部的網址，進行網上瀏覽和下載適用的修補程序。梅普克斯公司的專家也可以遠程查看用戶的軟件系統，找出并幫助解決問題。? ????計算機硬件中最先進的?RRDM?程序之一是惠普公司新推出的?High?Availability?Observatory（HAO）服務。惠普公司在亞特蘭大和帕洛阿爾托設立快速反應中心已經有一段時間了。中心的專家可以通過電話或者國際互聯網（常常是在聯網監測的幫助之下）解決問題，或者派人前去修理。? ????HAO?是惠普公司對高檔計算機、服務器或其他價格昂貴的產品的維修合同的一部分，不僅如此，HAO?還能把故障消滅在萌芽之中。作為一個公司，惠普公司正在努力實現被稱為?5/9?的遠大目標，即讓客戶的計算機和惠普公司的其他設備的運行時間達到?99.999%；每年的非計劃性停機時間只有五分鐘，而目前的平均停機時間約為?4.5?小時。HAO?像是一個多圖像監視器，它能晝夜?24?小時監視計算機的中央處理組件、電源、冷卻扇、磁盤驅動器和其他部件──總共有?800個零部件和功能。惠普公司研究發展部經理尼爾?克拉珀（Neal?Clapper）說：“任何可以進行監視的零部件和功能，也就是我們能收到電子讀數的零部件，我們都能了如指掌，進行監測。”? ????HAO?是首批具備真正的（盡管是有限的）遠程維修功能的系統中的一個例子。如果計算機存儲器的一部分或者磁盤驅動器出了故障，HAO?可以自動地將這一部分承擔的工作臨時調撥給存儲器中可以使用的部分，或者備用磁盤驅動器──甚至在客戶也不知道的情況下，一個潛在的故障已經被暫時妥當地處理好了。惠普公司的客戶工程師必須前往現場做永久性修理。? ????正如這個例子所表明的，HAO?不能取代工程師親臨現場的需要。但是它減少了親臨現場的次數，而且維修人員到了那兒后，維修也比較容易。惠普公司客戶服務業務部總經理湯姆?阿什伯恩（Tom?Ashburn）說：“這種系統的優越性在于，工程師現在能確切地知道那兒出了問題，到了現場后知道到底該修什么。”他們也知道應該帶哪些替換零件。? ????先進的?RRDM?系統（包括?HAO）的核心是專家系統，以及其他一些智能軟件。由于軟件采用的是能將機器過去和現在的性能進行比較的先進算法，因此它們能立即對數據進行分析，指出已經出現或者很快會出現的問題。HAO?采用的軟件“代理”──這是一種能在電子網絡中巡查的小程序──常常能在磁盤驅動器、固態存儲器和其他元件中檢測出維修人員可能會遺漏的問題。? ????施樂公司新推出的第六感覺服務系統還具備識別錯誤模式的能力。在該公司的大型數字復印機和印刷機中，新型的元件取代了老式的電子機械部件，這些元件可以由客戶工程師用筆記本計算機進行監測和調整，甚至在某些情況下還能進行遠程修理。? ????客戶工程師詹姆斯?庫克在康涅狄格州溫澤的施樂公司辦事處工作。由于有筆記本計算機，他可以在任何地方處理問題，包括在自己家中的早餐桌旁邊。當他檢測出他所監測的復印機出了問題，他會給客戶公司的聯絡人打電話，建議他（她）按照他的指導處理故障。有時候，他會在某個問題給客戶帶來麻煩之前就提前處理妥當了。? ????庫克說：“通過電話線，我可以在我的筆記本計算機上運行測試圖形。例如，我可以知道進紙是不是太慢了。然后我可以通過筆記本計算機遠程進入復印機的存儲器，調整定位值（復印紙上的圖像對準值），加快進紙速度。這一切就像在現場進行診斷一樣，而實際上你并不在那兒。通過測試，我可以立即知道出了什么問題，而且常常可以遠程排除這些故障，或者讓客戶自己更換零件。”? ????修理和及時保養并不是第六感覺系統唯一能做的工作，它還可以改進復印機的工作質量。例如，當客戶換上一筒新色粉，但是發現復印的顏色太淺時，接電話的施樂公司的工程師可以進入他的筆記本計算機顯示屏上的“元件控制”欄，打開遠程復印機內的發動機，利用廢棄的儲存器，將色粉裝入其中進行“循環”。復印的顏色變黑了，客戶說：“謝謝，現在可以了。”施樂公司預見：未來在現場工作的施樂復印機每天將把機器本身的重要信息自動發送至施樂公司的網址，提醒工程師需要立即注意的問題。? ????沒有任何地方的問題比化工廠和煉油廠的問題更需要立即引起注意了，因為那些地方隨時都有發生火災、爆炸以及對設備和產品造成損壞的危險。這類加工廠的設備上總是帶有傳感器，因此從邏輯上說，這些工廠是把?RRDM?系統引入生產過程的主要候選目標。霍尼韋爾公司新推出的?RRDM?計劃正是為監測整個煉油廠和化工廠而設計的，它能在問題發展成災難之前早早地向操作人員和維修人員發出警告。? ????現在仍在進一步開發之中的霍尼韋爾系統將遠程診斷與數據的詳細分析結合在一起。這家控制系統生產商擁有一個由十個煉油廠和化工廠組成的大財團，公司的部分資金來自聯邦政府的國家標準與技術研究所（National?Institute?of?Standards?and?Technology,?NIST）。霍尼韋爾公司有兩個科研項目。一個稱為設備安全管理項目，用于監測機器。另一個是異常情況管理項目（ASM），預計明年可以完成。? ????這兩個項目均能用于對價值幾百萬美元的壓縮機、熔煉爐、熱交換器、油箱和其他重要設備進行先進的晝夜?24?小時監視。霍尼韋爾公司負責?RRDM?服務業務部門的加里?伯德（Gary?Bird）解釋說：“所有的大型煉油廠和化工廠，以及像我們這樣為這些工業提供解決方案的銷售商，花了?15?年的時間研究這種技術的應用，主要是為了提高產量、質量和效率。”伯德說，加工行業現在都明白，“必須在提高生產效率及其對固定資產的影響之間保持平衡。”? ????根據這一點，霍尼韋爾公司以及其他控制系統生產商將重點放在保護固定資產的科研項目上。ASM?將先進的技術（如基于神經網絡──大致是模仿腦細胞的工作狀況──的“智能”軟件）與集工廠操作人員豐富智慧于一身的專家系統結合在一起。? ????煉油廠和化工廠的操作人員可以通過霍尼韋爾公司的系統在本廠的中心控制室監視設備運行狀況。對于對控制系統缺乏第一手經驗的客戶，霍尼韋爾公司可以從公司設在科羅拉多州柯林斯堡的控制中心（公司計劃開設更多的這類控制中心）遠程完成這一工作。公司可以通過互聯網向遠在上千英里之外的工廠發出緊急警報。霍尼韋爾公司還在開發一種無論在何處監測，出現緊急情況時，操作人員均可使用的決策支援軟件。伯德說：“如果壓縮機失靈，操作人員必須在30秒內采取行動，以防止全廠進入緊急狀態。”? ????到目前為止，另一大類制造廠商，也就是制造從汽車到拉鏈等所謂互不相關產品的廠商，在?RRDM?的應用方面遠遠落在后面。機床生產商現在已趨向于注重改進產品的性能特征，如轉軸的速度。如今，機床已經裝有傳感器，但是它們沒有與能夠使用?RRDM?的網絡聯網。? ????丹尼爾?米克洛維奇（Daniel?Miklovic）是位于科羅拉多州斯坦福德的計算機工業研究機構加特納集團（Gartner?Group）的制造業高級分析員。他說：“機床生產商在很大程度上仍然處于歐洲的中世紀早期的階段。他們更喜歡那種能讓客戶成為公司的維修政策和價格的奴隸的環境。”? ????最近幾年，機床生產商開始提供初級階段的遠程警報系統，其中包括馬扎克公司的一些大型銑床上帶著的那種警報系統。這些機床如果在周末無人看管工作時出了故障，可以拔打工程師家中的尋呼機，比如說，通知他有一支鉆頭損壞了。接，工程師便會開車趕到工廠排除故障。哈特尼斯技術公司（Hartness?Technology）是南卡羅來納州格林維爾的一家封裝機生產商，它提供的價值?25,000?美元的監測系統的電視攝像機能將圖像同時傳給銷售商和客戶。3月份，羅克韋爾自動化公司（Rockwell?Automation）推出了對發動機和閥門進行遠程控制和維修的服務項目。? ????9?月，馬扎克公司表示要使機床制造業接受這種迄今為止最先進的機床?RRDM?系統。就像施樂公司的第六感覺系統那樣，馬扎克公司的客戶工程師可以通過筆記本計算機進入機器，進行診斷。盡管馬扎克公司這套名為?Mazatrol?Fusion?640?的系統缺少施樂公司系統中先進的人工智能軟件，但它的確能對某個具體的故障提出六種可能造成故障的原因，但是必須由專家來確定真正的原因。? ????格雷戈里?帕普克（Gregory?Papke）是馬扎克公司的銷售工程師，也是老板布賴恩?帕普克的兒子。他說：“你可以給我們打電話，說｀請看一下第?21?號機器＇。我們將設法從遠程找出發出警告的部位，察看這一部分的圖表，比如說，發現六角轉塔的傳感器工作不正常。用戶可以自己更換零件，或者我們派真正知道如何修理的人帶零件去。”? ????遠程修理帶來的好處正在遠遠超出工廠生產的范圍。通用電氣公司（General?Electric）于?1989?年推出了用于遠程診斷的?CT?和?MRI?掃描機。該公司現在正在研究對機車在運行中的工作狀況進行監測的方法。卡特彼勒公司也已開始對大型機器，如推土機和礦區中拉料的大型卡車進行監測。? ????今年春天，卡特彼勒公司宣布推出一種?Product-Link?系統，通過該系統，機載無線電把發動機的工作時間傳給衛星，通過衛星再轉給出租這些機器的經銷商，這些信息有助于它們更好地保養發動機。公司今后還將推出：與卡特彼勒公司其他客戶之間的聯系；發送信息，警告世界任何一個地方的經銷商和客戶：發動機的某個零件快失靈了。? ????在其他經濟領域中，RRDM?的應用也即將開始。在馬里蘭州的蓋瑟斯堡，NIST?的一個小組正在研究如何對使用中的儀表進行遠程校準，其中包括測量流過管道的天然氣流量。如果流量表運轉失常，它會給天然氣生產商的收入造成上百萬美元的損失。現在常用的做法是定期更換流量表，例如一年一次，進行重新校準。這一過程既費時又耗資，NIST?每校準一個流量表收費?5,000?美元。NIST?從事該項目研究的工程師佩德羅?埃斯皮納（Pedro?I.?Espina）說，大約兩年后，就有可能做到無需取下流量表，而是通過互聯網進行重新校準。? ????RRDM?的應用仍然面臨著障礙，其中包括大量存在的各個行業用來測量溫度、壓力和化學樣品、但又互不兼容的傳感器。據?NIST?的工程師康?李（Kang?B.?Lee）估計，現在有?50?多家制造商在生產不兼容的傳感器。為了清理這種混亂局面，李正在從事一項有工業界代表參加的標準制定項目。在清除了通信障礙后，該項目將進一步擴大?RRDM?的應用范圍。維修人員的出差永遠不會取消──但是親臨現場的維修將會越來越少。 ????譯者：田斌 相關稿件
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