模塊化工廠的特征

　　風險評估方面，模塊化工廠具有一系列工廠結構化和操作方面的特征，重要的特征和說明見表5。必須把模塊化工廠作為整體來看，全局觀念是操作者的責任，且這個責任不能委派給他人。

　　功能安全和模塊化工廠

　　基本功能安全任務和傳統工廠并沒有很大差別，只是在細節上有所不同。

　　A)防爆分級

　　如果每個模塊中危險物質數量越少，對工廠的造成損壞風險就越低。限制區域意味著危險區域不易分離，并且會相互影響。

　　B)模塊化等級

　　根據IEC-61511，工廠完整性對于安全性來說非常重要，子模塊并不影響工廠完整性。文檔必須建立在單個模塊文檔之上，如果模塊有SIS(廠級監控信息系統)，我們就必須將它集成到控制系統中，可采用總線的方式，同時還要考慮在各種模塊中如何實現SIS的兼容性。在整個工廠建成后，SIS要盡快完成安裝。

　　C)標準化

　　在模塊標準化的情況下，工廠的一致性會使功能安全性能更高。從安全角度出發，PEA可作為一個單元，高度標準化也需要如此。

　　D)審批/驗收

　　一個模塊的文檔盡可能和大綱文檔相似，可以避免很多不必要的工作。如需改動，應盡可能少。不清晰的文檔會導致工作成本的增加，文檔必須是可追溯且一致的。模塊供應商必須提供一個準確的模塊描述，模塊的安全手冊應該能給用戶清晰的使用指導。

　　GAMP指南

　　加工生產需要GAMP5指南或采用PAT記錄的工序。就加工流程而言，模塊化工廠的加工類型和自動化與傳統工廠大致相同。審批是否通過，對于運營者來說具有決定性作用。

　　如果審批沒有通過，工廠便不允許開辦，因此，審批也是全部成本中相當重要的一部分。

　　對于傳統工廠，文檔從現場設備(如執行器、傳感器)開始編寫。當把具有標準化模塊的模塊化工廠視為技術設備時，工廠就已經實現了文檔化。只有當交互文檔丟失時，模塊化工廠的每一個零部件才需要重新確認配置。

　　文檔的簡化

　　為了簡化冗余的文檔，模塊化工廠工程化的目標應被提升一個等級，表述模塊化工廠的文檔要足夠完整，并且格式有一定要求，這些都是被相關機構(EMEA或FDA)審批成功的必要條件。

　　文檔的需求

　　為了審計員查看，PCS文檔應具有易讀性，且能夠完整一致地描述自動化系統的實施過程。出于經濟效率的考慮，文檔應簡潔明了。除了技術內容外，它還要符合ISO9000標準，該標準定義了文檔的結構，包括可追溯性、責任等。為了確保設備不工作時可得到必要的信息，一般情況下，審計員都會審查模塊的細節，這可能意味著模塊的細節不得不公開。

　　前景可期

　　目前模塊化還處于研究階段，本文提出了滿足NE148標準的模塊化的自動化技術的概念，研究表明模塊自動化是可以實現的。狀態模型是模塊化概念中非常重要的因素，用于自動化技術的抽象描述和運行。數據封裝采用面向對象的方法，并能把模塊無縫集成到高級別PCS中。本文也探討了模塊化工廠的工程化途徑，需要重點借鑒模塊工程化和控制系統工程化之間的關系。傳感器/執行器和標準等章節分析了模塊化工廠的顯著特征。如果上述方法應用到工廠規劃、工程化、自動化系統中，就有可能實現Namur所提到的發展愿景。

　　本文編譯自德國電子電氣制造商協會(ZVEI)：《Module-Based Production in the Process Industry-Effect on Automation in the “Industrie 4.0”Environment》