MBA INFORMATION MANAGEMENT THESIS RESEARCH PROJECT                         

    Please Use the online survey.

Selection and decision-making criteria for a Distributed Control Systems in the process industry”.

Hoofdstuk 3

VRAAGSTELLING EN DEFINIËRING BEGRIPPEN

3.1. Centrale vragen

1. Wat is de business case voor een nieuw DCS systeem?
2. Welke selectiecriteria zijn relevant in de verschillende fasen voor de inventarisatie, analyse en beoordeling voor de aanschaf van een DCS systeem?
3. Wie zijn de belangrijkste actoren?
4. Is er een verschil tussen nieuwbouw- en migratie projecten?
5. Is er een verschil tussen de denkbeelden van DCS leveranciers en gebruikers met betrekking tot deze criteria?

Deelvragen bij vraag 1: “Wat is de business case voor een nieuw DCS systeem?”

1. Wat is de reden van deze investering, migratie, vervanging, uitbreiding of nieuwbouw?
2. Wat zijn gevolgen voor de systeemkeuze?
3. Wat is een process control systeem?

Deelvragen bij vraag 2: “Welke selectiecriteria zijn relevant in de verschillende fasen voor de inventarisatie, analyse en beoordeling voor de aanschaf van een DCS systeem?”

A.     Welke fasen kennen we binnen een selectieproces?

B.     Welke theoretische beslissingsmodellen zijn er?

C.     Welke theoretische beslissingsmodellen worden toegepast?

D.     Welke processtappen zien we bij de aanschaf van een DCS systeem?

E.      Hoe definiëren we de hoofdgroepen, zoals Technologie, Visie, Functionaliteit, Service en Ondersteuning, Kosten, Levensvatbaarheid, Gebruikerservaring,

et. cetera?

F.      Welke modellen worden toegepast en welke zijn aanwezig, wat zijn belangrijke criteria?

G.     Welke relatie willen de kopende bedrijven met hun DCS leveranciers?

                                                               i.      Product superioriteit?

                                                             ii.      Customer intimacy?

                                                            iii.      Operation efficiency?

Deelvragen bij vraag 3: “Wie zijn de belangrijkste actoren?

A.     Hoe wordt bepaald wie nodig is voor de selectie van een DCS systeem?

B.     Welke personeelsfunctionarissen zijn betrokken bij de aanschaf van een DCS?

C.     Welke DCS leveranciers kent de betrokkenen in de onderneming die betrokken zijn bij de aanschaf van een nieuw systeem?

D.     In welke fase van het project zijn deze functionarissen erbij betrokken?

E.      Wat is de invloed van deze functionarissen op het besluit?

F.      Op welke onderdelen letten deze mensen en welke prioriteit kennen zij toe aan de verschillende onderdelen?

G.     Wie bepaalt welke DCS leverancier op de longlist komt voor verdere evaluatie?

H.     Wie bepaalt welke DCS leverancier op de shortlist komt voor verdere evaluatie?

I.        Wie bepaalt welke DCS leverancier de opdracht krijgt?

Deelvraag bij vraag 4: “Is er een verschil tussen nieuwbouw- en migratie projecten?”

A.      Welke invloed heeft de doorlooptijd (uitwisselfase) bij de keuze voor een leverancier?

Is migratie voordeliger dan totale vervanging?

3.2. Definities

De definities in deze thesis zijn onderverdeeld in de volgende gebieden:

1. DCS upgrade scenario’s;
2. DCS projecttypes;
3. Type systemen;
4. Besliskundige begrippen;
5. Systeem selectie begrippen;
6. Systeemachtige definities;
7. Communicatie definities;
8. Economische markten;
9. Gebruikers van het systeem;
10. Groepen in het beslissingsproces en hun onderlinge relatie.

3.2.1. DCS upgrade scenario’s

Er is een range van systeem upgrade en wijzigingen mogelijk die uitgevoerd kan worden aan een DCS systeem. Hier volgen de mogelijkheden:

Hotfix                           Ook wel een “patch” genoemd is een oplossing voor een softwareprogramma probleem, waarbij kleine aanpassingen aan de originele softwarebestanden  plaatsvinden om een bepaald probleem “snel” te kunnen verhelpen, waarbij een systeem herstart (reboot) noodzakelijk kan zijn. Het laden van een hotfix heeft over het algemeen een laag risico en een lage toegevoegde waarde. Dit kan uitgevoerd worden tijdens de normale plant productie, er is dus geen sprake van productieverlies door downtime.

Service packs             Dit zijn kleine upgrades aan de basissoftware om meerdere problemen op te lossen en kan eventueel nieuwe functionaliteiten aan het systeem toevoegen. De installatie van een service packs heeft een laag risico en een gemiddelde toegevoegde waarde voor de eindgebruiker. Dit laatste is mede afhankelijk van zijn behoeften.

Upgrade           Bij een upgrade van een nieuwe versie van software, hardware en/of firmware worden de originele componenten vervangen, om problemen op te lossen en/of een investering om nieuwe functionaliteit toe te voegen dan wel de systeemprestaties te verbeteren of het systeem te moderniseren. Over het algemeen is de impact en het risico van een upgrade groter dan van een hotfix (patch), maar geeft een upgrade ook een hogere toegevoegde waarde dan een hotfix of service pack.

3.2.2. DCS (vervangings) projecttypes

We kunnen een aantal verschillende redenen voor een DCS project onderscheiden, deze hoofdredenen zijn:

1. Levensduur verlengende projecten;
2. Migratieprojecten;
3. Uitbreidingsprojecten (Brownfield);
4. Vervangingsprojecten (Brownfield);
5. Nieuwbouw (Greenfield) projecten.

Hieronder worden de basiskenmerken van deze projecttypes omschreven waaruit een plant kan kiezen bij de vervanging van een bestaand- of koop van een nieuw systeem, dit zijn:

1.      Levensduur verlengen van bestaande installatie:

a.       Hierbij valt te denken aan servicecontracten, extra reserveonderdelen, deze beschouwing valt buiten deze thesis.

2.      Incrementele migratie upgrade en vervanging:

a.       HMI als eerste en andere onderdelen in de jaren die er op volgen;

b.      Biedt mogelijkheden om naar open systemen te gaan;

c.       Er wordt van uit gegaan dat de controllers nog steeds goed functioneren;

d.      Eén op één vervanging van modules;

e.       Geen gevolgen voor andere systeemonderdelen;

f.        Kan een compatibel “evergreen” product zijn;

g.       Gedeeltelijk afscheid nemen van het bestaande concept en de stap maken naar de volgende generatie technologie van dezelfde of andere leverancier.

3.      Uitbreidingsprojecten (brownfield projecten):

a.       Er dient een nieuw procesdeel aan het bestaande DCS systeem te worden aangesloten. Dit gebeurt vaak via een modificatie of een project. Door deze uitbreiding is soms een systeemmigratie nodig naar de huidige soft- en hardwareversie;

b.      Modificatie, een modificatie is een constructiewijziging van een bestaand object en dient om:

1.      De productieprestatie te vergroten;

2.      Om de betrouwbaarheid te verbeteren;

3.      Om de onderhoudbaarheid te verbeteren;

4.      Om op andere wijze de onderhoudskosten te verlagen.

4.      Vervanging:

a.       Lijkt sterk op punt 2 met het verschil dat het veel meer op één moment gebeurd en de focus aanzienlijk meer op hardware ligt en nieuwe functionaliteit ligt;

b.      De risico’s zullen in dit geval ook iets hoger zijn als in het migratie scenario.

5.      Totale vervanging ook wel “Rip en Replace” genoemd:

a.       Vindt meestal plaats per unit;

b.      Er wordt volledig afscheid genomen van het bestaande concept en de stap wordt gemaakt naar de volgende generatie technologie van dezelfde of andere leverancier;

c.       Vaak leverancier onafhankelijk;

d.      Vervanging van de controllers en de I/O;

e.       Bij een vervangingsproject bestaat de hoogste mate van risico, maar kan ook veel toegevoegde waarde leveren afhankelijk van de gekozen oplossing.

3.2.2.4 Greenfield (nieuwbouw) projecten

Er wordt een nieuwe fabriek gebouwd en er komt een nieuwe besturinginstallatie op. Er hoeft geen rekening te worden gehouden met bestaande hardware van een andere DCS leverancier.

Zie verder paragraaf 4.28 waar migratie aanzienlijk uitgebreider wordt beschreven en tabel 51 voor een overzicht over ROI en risico’s migratiemogelijkheden.

3.2.3. Type systemen

DCS                            Distributed Control Systeem is een suite van geïntegreerde softwareprogramma’s die werken op speciale ontwikkelde veldcontrollers en COTS (Commercial Off the Shelf) PC’s in de controlekamer[1]. Een DCS was in het verleden een uniek propriëtaire systeem en er was geen “standaard” configuratietaal tussen de verschillende leveranciers. De functionele behoeften varieerden veel tussen de verschillende industriesegmenten zoals cement, chemie, energie, farmacie, olie en gas, staal, water, papier, plastics, farmacie, voedingsmiddelen et. cetera. De omgevingsconditie is vaak niet vriendelijk voor mens en elektronica. Daarnaast is er een interactie tussen de verschillende proceseenheden. De operator interface was niet zoals bij een PLC puur aan/uit maar veel meer op navigatie gebaseerd. De leveranciers ontwikkelden hun eigen controllers als ook operator interfaces om aan de eisen van de specifieke industrie te kunnen voldoen. Door dit specifieke werk, was er in het verleden geen sprake van hoge volumes wat leidde tot hogere prijzen. Door deze eigenschappen werd een DCS meestal door de DCS leveranciers, een project- engineering onderneming of gespecialiseerde systeemintegrators geïmplementeerd.

DCS grootte definitie

Binnen dit onderzoek is gebruik gemaakt van de ARC definitie, zodat de resultaten van deze thesis eenvoudiger international zijn uit te wisselen en te vergelijken.

Tabel 4 DCS omvang definitie Bron ARC 2004[2]

Hybride control      Herb[3] stelt dat er voor hybride systemen meerdere definities

bestaan afhankelijk aan wie je de vraagt stelt:

1.      Een hybride systeem is een huwelijk tussen de discrete functies die een PLC zeer economisch kan uitvoeren met de speciale en geavanceerde analoge besturingsfuncties van een DCS; 

2.      Een andere definitie van een hybride systeem, noemt de mogelijkheid om batch functies uit te voeren die nog de originele PLC nog de originele DCS kan uitvoeren zonder een zware engineeringinspanning;

3.      ARC geeft als definitie van hybride de industrie waar het systeem in werkt, zoals farmacie-, fijnchemie-, voedingsmiddelenindustrie en anderen en noemt de hieronder vermelde definitie een PAC die hierna wordt beschreven;

4.      De laatste groep definieert hybride als een architectuur huwelijk tussen de eenvoud en kosten van een PLC met de geavanceerde en speciale functies zoals operator schermen, alarmmanagement, en eenvoudige maar geavanceerde configuratie mogelijkheden van een DCS.

De laatste benadering past in de benadering van de meeste DCS leveranciers als ook van de PLC leveranciers. ARC houdt het op de industrie benadering en kiezen voor de architectuur benadering een ander begrip namelijk Programmable Automation Controller of ook wel PAC genoemd. Sommige PLC leverancier beginnen ook het begrip PAC te gebruiken ook al doen ze geen geavanceerde procesbeheersing.

DCS leveranciers gebruiken de naam hybride besturing sinds ze PLC’s verbinden met hun systemen. Een aantal leveranciers noemen een klein DCS systeem een hybride systeem, een voorbeeld zou kunnen zijn Plantscape in het verleden bij Honeywell. Het was niet bedoeld als vervanging voor hun TPS systemen maar vooral voor de markt er onder die niet een echt DCS nodig hadden en waarvan de kosten ook veel te hoog waren.

Fig. 14 Hybride industrieën en migratie van functionaliteiten ARC definitie

Fig. 15 De Hybride besturing tussen PLC en DCS

PAC                            Programmable Automation Controllers, leveranciers zoeken

vandaag de dag naar een bredere functionaliteit welke in het verleden alleen in verschillende domeinen voorkwamen. We kunnen hierbij denken aan logica, machine – aandrijfsystemen, vision systemen en processystemen. Eigenschappen van deze PAC of Hybride systemen zijn:

·        Er is nu één automatiseringsplatform met één ontwikkelplatform met één database en één gemeenschappelijke tagbenaming welke toepasbaar zijn meerdere toepassingsdomeinen;

·        Het heeft een algemeen gangbare softwaretool die op een open en modulaire architectuur toepasbaar is binnen zowel de machinebesturing als proceseenheid besturing;

·        Beschikt over de facto standaardtalen, open data-uitwisseling mogelijkheden met andere systemen en beschikt over netwerkinterfaces met andere leveranciers.

PCS                             Proces Control Systeem, is een algemene term voor hardware, firmware, communicatie en software die nodig is voor de goede werking van een automatiseringssysteem. Deze naam wordt bijvoorbeeld door Siemens gebruikt.

PLC                             Programmable Logic Controller, is een kleine computer die

gebruikt wordt voor de automatisering van real time processen, zoals de besturing van machines van fabriekmontage systemen of dat als hulpsysteem wordt gebruikt als onderdeel van een DCS voor snelle deeltaken. Een PLC wordt meestal gebruikt om een bepaalde procesunit of cel te besturen. Onderlinge uitwisseling tussen PLC vindt vaak niet plaats en er zijn meestal alleen een aantal knoppen aanwezig zonder geavanceerde grafische interface. De ondersteuning voor dit soort systeem wordt door de plant zelf of door een systeemintegrator gedaan, vaak iemand die betrokken is bij de leverancier van de proces- of verpakkingseenheid. Door bij iedere klant het zelfde PLC systeem te installeren kon de leverancier van de proceseenheid deze eenvoudig onderhouden. In het verleden waren de meeste PLC systemen niet echt open om met andere systemen te communiceren. Door het hoge volume waarin dat de PLC werden geproduceerd was het mogelijk om deze redelijk voordelig aan te bieden.

SCADA                       Supervisory Control And Data Acquisition is een computersysteem die ontwikkeld is voor het verzamelen en analyseren van real time gegevens. SCADA systemen worden gebruikt voor het bewaken en besturen van een plant of machine bij industriële ondernemingen zoals telecommunicatie, water- en afvalwaterbesturing, energie, olie en gaszuivering en transport. Een SCADA systeem wordt vaak boven een PLC systeem geplaatst. Herb[4] stelt dat de “Traditionele” SCADA definitie nog iets verder gaat en het betreft een netwerk van remote control units of RTUs, die mogelijk het contact met het “supervisory” deel kunnen verliezen en moeten dus instaat zijn om onafhankelijk hun beschermende taken uit te voeren in die situaties. De afstand tussen de RTU en het SCADA systeem kan groot zijn en betreft vaak locaties buiten de plant. Dit soort toepassingen vindt men bij stroomdistributie en pijpleidingen. Er zijn vaak unieke communicatie-eisen voor dergelijke systemen. Een eenvoudig huwelijk tussen een PLC en een PLC is dan ook beter een Data Acquisition And Control systeem DAAC te noemen en niet een echt SCADA systeem

3.2.4. Besliskunde begrippen

Actor                           Persoon of afdeling die betrokken is bij het vervangingsproces. Andere woorden die in de literatuur hiervoor worden gebruik zijn, besluitnemer, stakeholder en soms beslisser (dit laatste begrip is minder goed omdat dit ook een andere betekenis heeft, zie hieronder.

Approved Vendors     Approved Vendors List (AVL) zijn zeer belangrijk voor de

inkoopkeuze van de juiste leverancier. Voor extra zekerheid stellen

bedrijven vaak een "Approved Vendors List" op. Hierin worden

leveranciers met goede resultaten uit het verleden opgenomen. Vaak

mogen inkopers alleen uit deze lijst leveranciers selecteren ter

verbetering van de relatie tussen inkopende organisatie en de

leverancier[5].

Beslisser                       Als er sprake is van één persoon die een beslissing neemt: dan wordt deze actor/persoon verder de ‘beslisser’ noemd. Zijn er meerdere actoren die tegelijkertijd of in afwisseling beslissingen nemen, dan wordt in het algemeen niet over besliskunde maar over speltheorie gesproken[6].

Beslissen                      Vaststellen wat er gedaan moet worden, een bepaalde uitkomst bepalen, de doorslag geven in[7].

Besliskunde                  Besliskunde houdt zich bezig met het systematisch opstellen, oplossen en analyseren van wiskundige modellen die dienen om kwantitatieve besluitvorming methodisch te ondersteunen[8] [9]. Leer van het treffen van de beste beslissingen in gegeven omstandigheden. Voornamelijk in de bedrijfsleiding, op grond van waarschijnlijkheidsrekening, synoniem voor Operationele Research[10]. 

Besluit                          Mintzberg e.a.[11] definiëren een besluit als "a specific commitment to action". Emory en Niland[12] omschrijven een besluit als volgt: "if a decision is taken this means that an actor, the decision maker, has selected one purpose or plan and has committed himself to it".  Zowel de keuze als de verbintenis zijn belangrijk. Wanneer geen keuze kan worden gemaakt of wanneer de actor zich niet verbonden voelt aan de keuze, is er in praktische zin geen sprake van een besluit.

Besluitvorming

Situatie             Besluitvormingssituatie is een probleemstelling waar de actor

(beslisser) met minimaal twee alternatieven wordt

geconfronteerd en waarbij hij de keuze maakt voor één alternatief.

Het is aannemelijk om aan te nemen dat zijn besluit gebaseerd is op

Een overweging van de voor- en nadelen die met ieder alternatief

gepaard gaan en dat deze voor- en nadelen helpen dan wel

tegenwerken om het gewenste doel te bereiken[13]. Aspecten die een

rol spelen bij een besluitvormingssituatie zijn:

·        Veel soortige criteria;

·        Gezamenlijke besluitvorming;

·        Risico en onzekerheid;

·        Lange termijn gevolgen;

·        Waardeoordelen: Degene die beslissingen hebben verschillende

·        Normen en waarden;

·        Ontastbare zaken zoals niet financiële zaken.

Besluitvormings-

structuur                       De besluitvormingsstructuur verwijst naar de verschillende personen en afdelingen die bij de besluitvorming zijn betrokken, evenals de informatie en procedures waarmee wordt gewerkt.

Biglist                           Alle leveranciers die in de markt zijn en aangeven dat ze een DCS oplossing kunnen aanbieden.

Criterium                      Een actor hanteert bij het kiezen tussen strategieën een bepaald criterium. Dit criterium is meestal gebaseerd op de gevolgen die de actor van een strategie verwacht. Zo zullen de verwachte kosten van een strategie vaak een belangrijk onderdeel uitmaken van het criterium waarop de actor zijn besluit baseert. Maar ook de verwachte opbrengst van een strategie speelt bijna altijd een rol. De begrippen kosten en opbrengst moeten echter niet alleen in geldelijke zin worden opgevat[14].

DMU                           Decision Making Unit of inkoopgroep. Dit is een tijdelijke of permanente groep personen, afkomstig uit verschillende afdelingen van de organisatie, die bij de aankoopbeslissing betrokken zijn. Die gedeelde verantwoordelijkheid heeft te maken met het feit dat inkopers vaak zaken doen voor meerdere miljoenen euro’s per jaar, meestel in enkele grote transacties. Door de uiteenlopende expertise in het DMU wordt het risico op een verkeerde beslissing verkleind^[15]. Kotler[16]: definieert de DMU, als alle individuen en groepen die deelnemen aan het besluitvormingsproces rond de onderhandeling. Dit sluit aan bij het gezegde, “organisaties kopen niet, mensen wel”.

Gewicht                        Prioriteitswaarde die aan een bepaald criterium wordt toegekend, ook wel weegfactor genoemd.

Fasering                       Fasering heeft betrekking op het verloop in de tijd en de verschillende stappen die worden genomen om tot een inhoudelijk oordeel te komen.

Final list                        Beste voor het project in relatie met de install base[17].

Functiescheiding                       Het scheiden van beslissende, bewarende, controlerende, registrerende, uitvoerende en adviserende rollen binnen een organisatie[18].

Inconsistentie                            Het niet in staat zijn om dezelfde beoordelingscriteria te handhaven in gelijksoortige situaties.

Informatie                                 Informatie is te definiëren als een complex van gegevens dat nodig is voor het nemen van een beslissing daarnaast is informatie afhankelijk van de visie en de noden van de gebruiker^[19].

Investering                                Een investering behelst de toekenning van schaarse middelen aan een project met uitgaven aan hardware, software, personeel en diensten met de verwachting van een positief resultaat[20].

Kritische equipement    Kritische equipement zijn alle technische onderdelen, zoals machines, componenten, processen, instrumentatie et cetera, die essentieel zijn voor een betrouwbare, veilige, milieu vriendelijke en economische operatie van de plant en de benodigde productkwaliteit, waarbij de kans op een falen binnen de gebruikte operatie en onderhoudwerkwijze onacceptabel is voor operatie en onderhoud[21].

Leveranciersselectie     Leveranciersselectie is het uiteindelijk toewijzen van de

opdracht aan een of meerdere leveranciers via de inkooporder of een contract. Zoals in elk keuzeproces kan men zich bewegen tussen uitersten: van de subjectieve of op naam/reputatie gebaseerde toewijzing tot het in rekening brengen van een of meerdere parameters bij het berekenen van de „beste keuze”. Het is de inkoopfilosofie of -strategie die de selectie zal normeren en vastleggen volgens welk denkpatroon men wenst te werk te gaan[22].

Leveranciersselectie-

en evaluatie                   Leveranciersselectie en evaluatie is het proces van het vinden van een leverancier die in staat is om de koper de goede producten of diensten te leveren voor de juiste prijs, in de juiste hoeveelheid en op het correcte tijdstip[23].

Long list                       Technisch aan de maat, voldoet aan minimumeisen[24].

Migratiestrategie          Deze actor moet kiezen tussen een aantal beschikbare handelswijzen

of strategieën. Deze strategieën kunnen precies omschreven zijn zoals:

·        Strategie 1: Koop extra reserveonderdelen en stel de vervangingsaanvraag uit;

·        Strategie 2: Doe een systeemmigratie bij de bestaande leverancier;

·        Strategie 3: Vervang het DCS systeem door een andere leverancier;

·        Strategie 4: Doe niets.

Obsolescence               Verouderd, in deze thesis equipement die commercieel teruggetrokken (withdrawn) is en/of niet meer door de leverancier wordt ondersteund (end of support).

Opties                        Of alternatieven, uit welke verschillende mogelijkheden kan de actor kiezen.

Prioriteit                     Prioriteit is het relatieve recht van een eis (requirement) om gebruik te maken van gelimiteerde bronnen/middelen[25].

Raamovereenkomst    Onder een raamovereenkomst wordt verstaan elke vorm van overeenkomst of contract, waarin voor een langere periode met een leverancier is overeengekomen dat bepaalde zaken tegen van te voren overeengekomen condities worden ingekocht. Er worden twee soorten raamovereenkomsten onderscheiden:

·        Raamovereenkomsten met afnameverplichting;

·        Raamovereenkomsten zonder afnameverplichting[26].

Risico                         In besluitvormingstheorieën wordt risico gedefinieerd in termen van waarschijnlijkheid van duidelijke uitkomsten^[27].

Risico                         A function of the likelihood of a given threat-source’s exercising a particular potential vulnerability, and the resulting impact of that adverse event on the organization^[28].

Requirement                 Behoefte van belanghebbende of een benodigd kenmerk van een oplossing om een behoefte te kunnen invullen. Een requirement kan een resultaat verwoorden of een opgelegde beperking (technisch, tijd, geld, capaciteit, et. cetera). Als een requirement een resultaat verwoordt kan dat een functie, een kwaliteit of een regel zijn[29]:

• Resultaat;
• Functie;
• Kwaliteit;
• Regel;
• Beperking.

Scope                          De leveromvang van het project, contract, welke zaken welke binnen de leveromvang vallen, dit zijn zowel hardware, software als diensten.

Score                           Is de waarde die ontstaat door het gewicht (prioriteit) van een criterium te vermenigvuldigen met de beoordelingswaarde van dat criterium.

Spec.                           Specificatie

Short list                       De 2^e of 3^e meest economische[30] keuze of best passende oplossing(en). Het is een subset van de long list die meer intens wordt onderzocht.

Speltheorie                   De speltheorie (Game Theory) is een tak van de wiskunde waarin het

nemen van beslissingen centraal staat. Het is ontstaan uit de analyse van beslissingen die worden genomen bij het spelen van bordspelen. Met toepassingen in de economie is het een zich snel ontwikkelend onderdeel van de wetenschap. De speltheorie biedt een raamwerk waarbinnen strategische interactie tussen 'spelers' bestudeerd wordt. Met behulp van modellen wordt geprobeerd de onderliggende interactie van 'spelers' die beslissingen nemen te begrijpen.       

Strategie                     De meerjaren aanpak die door het management is uitgewerkt om visie en missie te kunnen realiseren (drie à vijf jaar). Planmatige en doelgerichte inzet van mensen en middelen om beleidsbeslissingen te realiseren om de visie en missie van de organisatie en de daaruit afgeleide doelen te realiseren. Het vormt de krijtlijnen waarop het management van medewerkers, middelen en processen afgestemd wordt.

Strategische-

leverancier                  Een leverancier die in grote mate van belang is voor de organisatie. Dit is bijvoorbeeld een leverancier die van groot belang is voor het primaire proces van de eigen onderneming - organisatie[31].

Utiliteit                        In de economische literatuur wordt de term utiliteit vaak gebruikt als getalsmatige neerslag van het hele criterium.

Validatie                     Validatie is het tot stand brengen van gedocumenteerd bewijs dat een hoge mate van zekerheid biedt dat een specifiek proces consistent een product zal voortbrengen dat voldoet aan de vooraf gestelde specificaties en kwaliteitseisen.

Verborgen                    De modellen die door actoren worden gehanteerd, bevatten vaak verborgen factoren die op zichzelf niet waarneembaar zijn, maar wel direct of indirecte invloed hebben op waarnemingen en gevolgen.

Vervangings-

investering                  Investering om bepaalde bedrijfsuitrusting te vervangen.

Visie                             Een visie is een inspirerend, uitdagend en dynamisch beeld van de toekomst. Het is een ambitieus en collectief gedeeld beeld van de toekomst, dat perspectieven biedt over een periode van ten minste drie tot vijf jaar. Heel eenvoudig biedt de visie het antwoord op de vraag: ‘wie en wat willen we over drie tot vijf jaar zijn en wat hebben we dan te betekenen voor onze omgeving en voor al onze belanghebbenden?’

·        Een gedeeld beeld van de toekomst;

·        Een verzameling collectieve ambities;

·      Iets wat we ons voor ogen stellen, deels analytisch, deels emotioneel;

·        Wat willen we bereiken op lange termijn (binnen drie à vijf jaar)?[32]

Waarde                        Om verwarring te voorkomen zal in deze thesis worden gesproken over de waarde van een strategie. Deze waarde is een getal dat het resultaat is van een afweging tussen verwachte waarde van de verschillende attributen van het criterium. Het vergelijken van strategieën komt dus neer op het vergelijken van de waarde van de strategieën en het beslissen is dus in feite het kiezen van de strategie met de hoogste waarde.

Weegfactor                  Zie gewicht.

Wereldmodel                Een centrale taak van een actor is het voorspellen van de gevolgen die verschillende strategieën met zich meebrengen. De actor kan een voorspelling echter nooit met volledige zekerheid doen omdat het onmogelijk is om alle factoren en invloeden die mogelijk een rol spelen bij de voorspelling te betrekken. De actor hanteert daarom een bepaald model van de wereld. Dit model legt de verbanden tussen handelingen, waarnemingen en gevolgen vast.

 3.2.5. Systeem selectie begrippen definities

Assetmanagement                    Assetmanagement betekent het intelligent beheren en

onderhouden van procesautomatisering. Het doel is om informatie van netwerkcomponenten en intelligente veldapparatuur te krijgen op het moment dat onderhoud nodig is. Dus ruim voordat het component niet meer kan functioneren binnen het systeem. Door het samenvoegen van informatie is het zeer eenvoudig om ook niet niet- intelligente onderdelen te beheren[33].

Availability                               Zie: gereedheid.

Betrouwbaarheid                      Ook wel bedrijfszekerheid genoemd, hieronder wordt verstaan de kans dat functioneren vanaf nieuwbouw zonder storing ten minste een bepaalde gebruiksduur zal voortduren. De grafische weergave van de betrouwbaarheid noemt men wel de overlevingskarakteristiek. De Engelse term is reliability of inherent reliability[34].

Bedrijfszekerheid                     Zie betrouwbaarheid.

Betrouwbaarheidseis                 De systemen dienen een hoge mate van betrouwbaarheid te garanderen robuust, te zijn ten aanzien van oneigenlijk gebruik en/of tenaanzien van al dan niet bewust veroorzaakte overbelasting.

Business case                           De business case dient als communicatieverhikel voor het structureren van de discussie of onderhandeling tussen betrokken partijen en na het nemen van een besluit als toetsingsinstrument voor het verloop van de investering[35].

Client                                      Een client is iedere computer waarbij de identificatie en

de autorisatie privileges betreffende de netwerkverbindingen worden beheerd op een server. Een HMI interface (op operatorwerkplek in de controlekamer) is een voorbeeld van een client computerconfiguratie.

Configuratie Management        Het managen en borgen van wijzigingen (inclusief

beveiliging) door controle en beheer uit te voeren op de veranderingen in hardware, software, firmware, documentatie, test, test inrichtingen en test documentatie van een geautomatiseerd informatie systeem gedurende de ontwikkeling en operationele levensduur van het systeem.

Control Systeem                       Een samenstel van componenten zoals computers, sensoren, actuatoren, communicatie apparatuur, netwerken, et cetera, verbonden of gerelateerd op een dergelijke wijze dat het commando’s direct of via een ander systeem zoals (e.g., chemische proces apparatuur/systemen, olie raffinage apparatuur/systemen, elektrische stroom/stoom opwekking en distributie apparatuur/systemen, water/afvalwater systemen, PLC systemen, et cetera). Ook wel besturingssysteem genoemd, niet te verwaren met een operating systeem zoals voorbeeld Windows Vista.

COTS technologie                    De term COTS (Commercial Off The Shelf) betreft producten (systemen, apparatuur, programmatuur, componenten en onderdelen), processen, methoden en normen, die afkomstig zijn uit het commerciële en/of industriële marktsegment^[36].

Downtime                                Zie gereedheid.

Economische

levensduur                    Economische levensduur, ook economische bruikbaarheidsduur genoemd[37]:

1.      Van bedrijfsmiddelen: tijdsduur, gedurende welke een bedrijfsmiddel op economische wijze kan worden aangewend, hetgeen wil zeggen dat een vervanging om andere dan technische redenen de netto (contante) geldstroom  niet zal vergroten;

2.      Van projecten: tijdsduur, gedurende welke een project moet worden voortgezet.

Factory Acceptance

Test                              (F.A.T.) tijdens de F.A.T. wordt het systeem bij de leverancier getest in aanwezigheid van de eindgebruiker en/of derde partij die namens de opdrachtgever optreedt. Eventuele I/0 zal hierbij gesimuleerd worden. Er wordt vooral gelet op de functionaliteit, lay-out van de schermen en rapportage. Tevens zal alle hardware uitgebreid geïnspecteerd/getest worden. Wezenlijk hierbij is, dat de testprocedure door de gebruiker wordt opgesteld[38] [39].

Functionaliteit               De zekerheid dat de verwerking van de gegevens juist en volledig geschiedt, conform de beschrijving in de functionele specificaties[40] en bijdraagt aan de business case. Zie ook paragraaf 5.4 Functionaliteit.

Functionele spec.          Een functionele specificatie beschrijft hoe een product werkt vanuit het gebruikersstandpunt. Het maakt niet uit hoe de dingen worden geïmplementeerd. Het beschrijft de mogelijkheden. Het specificeert schermen, menu's dialogen, et cetera[41].

Gereedheid                   De gereedheid van een systeem/object is de fractie of het percentage van de voor gebruik in aanmerking komende tijd, gemeten over een bepaalde tijdsperiode, dat het object niet ten behoeve van onderhoud aan het gebruik was onttrokken. De Engelse term is availability of service-ability. Daarbij wordt de som van de tijdsduren dat het object door onderhoud aan het gebruik was onttrokken wel aangeduid met downtime of outage en de totale tijdsduur dat het object beschikbaar was voor inzet met uptime. De aldus bepaalde gereedheid is ook de kans dat een object op een willekeurig moment dat men het zou willen inzetten voor inzet gereed is[42].

HMI                             De Human-Machine Interface (HMI) is de laag tussen mens (human) die het systeem gebruikt en de machine zelf. Een voorbeeld van een HMI is de computer hardware en software die een operator in de gelegenheid stelt om een grote machine lokaal te bedienen.

ISO                              De International Organization for Standardization, ook wel ISO genoemd is een wereldwijd netwerk van nationale standaardisaties organisaties in die 156 landen actief is en als doel heeft om technische standaarden te ontwikkelen.

Implementatie               Implementatie is de invoering van een nieuw DCS systeem vanaf:  plan, idee, concept, ontwerp, installatie en invoering in een organisatie vanaf de opdrachtverstrekking tot het opleveren van het werkende eindproduct conform de afgesproken business case resultaten.

Install base                   Het aantal geleverde systemen in de markt door de DCS of componenten leverancier.

Interoperabiliteit            Volgens de ISO/IEC 2382-01, Information Technology Vocabulary, Fundamental Terms, interoperability is gedefinieerd als: "The capability to communicate, execute programs, or transfer data among various functional units in a manner that requires the user to have little or no knowledge of the unique characteristics of those units”^[43].

                                    Zie ook paragraaf 5.5 Interoperabiliteit naar systemen buiten het DCS.

LAN                            Een Local Area Network (LAN) is een computernetwerk binnen een relatief klein gebied. De meeste LAN’s zijn zo geconfigureerd dat ze vaak maar één gebouw of complex omvatten.

Linux                            Linux is een computer besturingssysteem. Linux is het meest populaire voorbeeld van gratis software en “open source” ontwikkelingen.

Legacy systeem            Een “legacy systeem” is ieder proces besturingssysteem die geen moderne open architectuur heeft. Dit kan slaan op een DCS die 27 jaar geleden is gekocht maar ook op een systeem die gisteren is gekocht. Indien het niet eenvoudig is om data in of uit een

systeemdatabases of SCADA/HMI software is te plaatsen of te krijgen wat u wilt, dan is het een legacy systeem[44].

Levensvatbaarheid        (Viability) Webster omschrijft: “Viability” als de mogelijkheid

om te leven, te groeien en zich normaal te kunnen

ontwikkelen^[45], in deze thesis zal verder het begrip

levensvatbaarheid hiervoor worden gehanteerd. Zie ook Paragraaf 5.3

Levensvatbaarheid en uitvoeringsvermogen.

Onderhoudbaarheid      Het gemak waarmee het DCS systeem kan worden aangepast aan de nieuwe wensen van de gebruiker, aan de veranderende externe omgeving of om fouten te herstellen[46].

Open systeem               Een systeem die voldoende open specificaties heeft geïmplementeerd voor interfaces, services en ondersteunende formaten, die met goed ontworpen software applicaties[47]:

·        Toegepast kan worden op een breed palet aan systemen (met minimale aanpassingen);

·        Samen werk met andere applicaties op lokale en remote systemen;

·        Een HMI interface heeft die de gebruiker helpt bij de gebruiker portabiliteit.

Open standaarden        Open standaarden zijn publiek beschikbare specificaties om een bepaalde taak te volbrengen (veelal in gebruik bij hard- en software). Doordat iedereen de standaard mag gebruiken, neemt de uitwisselbaarheid tussen de verschillende soorten hardware- en softwareonderdelen toe[48].

Open source                 Open source is een handelsmerk van de Open Source Initiative (OSI). Ontwikkeling van software die bedoeld is om vrij gedeeld te worden en mogelijk na verbetering opnieuw gedistribueerd wordt onder het Open Source handelsmerk en conform de voorwaarden van de OSI's Open Source definities[49].

Open technologie          Zie open systeem en COTS Technologie.

Process Control              Is een engineering discipline die te maken heeft met architectuur, mechanismen en algoritmen voor het besturen en beheersen van een specifiek proces, bijvoorbeeld de temperatuur in een bepaalde ruimte. De temperatuur is in dit geval de te regelen variabele en de regelaar zal er voor moeten zorgen dat er een “verwarmingsproces moet worden aangestuurd om de ruimte op voor gedefinieerde temperatuur van 20°C te houden. Gelijktijdig is er een invoervariabele die de temperatuur meet doormiddel van een thermometer die moet aangeven of het verwarmingsproces warmte moet gaan leveren of juist niet. De gewenste waarde wordt setpoint (SP) genoemd. Doormiddel van een correctief orgaan (uitvoervariabele) zal er dan meer of minder warmwater worden geleverd om de temperatuur in het proces constant te houden.

Fig. 16 Regelkring

Propriëtaire                  Het woord "Propriëtaire" geeft aan dat een partij, of de houder,

particulier eigendom uitoefent en controle heeft over het gebruik van een hard- of softwareonderdeel, meestal met uitsluiting van andere partijen. Een partij kan belangen hebben die vergelijkbaar zijn met propriëtaire belangen met betrekking tot bepaalde soorten informatie (bijvoorbeeld voor computersoftware), die het onderwerp is van bepaalde wetten, met inbegrip van auteursrechten, patenten en handelsmerken. Propriëtaire componenten zijn componenten die uniek zijn voor een bepaalde fabrikant en niet in overeenstemming zijn met standaardnormen[50]. De term eigendomsoftware wordt ook wel gebruikt.

Proven Technologie      De hoofdonderdelen van een bewezen technologie zijn vertrouwen, robuustheid- en volwassenheid van de soft- en hardware technologie en is toegepast bij meerdere missie kritische applicaties bij vergelijkbare situaties in de praktijk [51] [52].

Real time                      Een taak in een door software gecontroleerd systeem wordt real time genoemd (of "uitvoerbaar in reële tijd, in real time") als de gecombineerde reactie- en uitvoertijd van de taak korter is dan de maximale tijd die is toegestaan, rekening houdend met invloeden van buitenaf. Een real time-uitvoering is niet per se snel, want ook trage systemen kunnen real time-uitvoering vereisen. Dit geldt voor alle typen van dynamische systemen om instabiliteit van hun regeling te voorkomen, zulke instabiliteit kan immers leiden tot beschadiging of vernietiging van het systeem, mensen of voorwerpen, of op zijn minst tot suboptimaal gedrag van het geregelde systeem[53]

Reliability                     Zie betrouwbaarheid.

Schaalbaarheid             Hieronder wordt verstaan dat de capaciteit en de prestaties snel en met geringe kosten aangepast kunnen worden aan een groeiende vraag[54].

Server                          Een server is een computer of onderdeel op het netwerk dat in staat is om netwerkbronnen te managen. Een voorbeeld is een bestanden (file) server, dit is een computer en opslagmogelijkheid met als enige taak het opslaan van bestanden. Andere type servers zijn: Een webserver, een historie server, een DNS server voor domeinnaam services, een database server voor toegang naar relationele tabellen of een e-mail server, et cetera.

Technische spec.          Een technische specificatie beschrijft de interne implementatie van het programma. Het beschrijft data structuren, relationele database modellen, keuze van programmeertalen en tools, algoritmen, et cetera.

Technologie                  Technologie is dat wat je nodig hebt om functionaliteit te laten werken maar niet direct bijdraagt aan functionaliteit. Zie ook paragraaf technologie 5.6.

Transactionele              Hieronder wordt dataoverdracht verstaan die batchgewijs, dus niet real time wordt verwerkt.

Uitvoeringsvermogen (Ability to execute) De onderneming is in staat om als onafhankelijke bedrijfsunit te opereren, te overleven, zich verder te ontwikkelen, is financieel gezond, stabiel en in staat is om adequate alternatieven te ontwikkelen indien de markt dit vraagt.

Utilisatie                       Utilisatie absoluut is de som van de tijdsduur dat een systeem/object wordt ingezet, gemeten over een bepaalde tijdsperiode. Utilisatie relatief is de fractie van de som van de tijdsduren dat een object wordt ingezet en de tijdsduur waarover wordt gemeten[55]. De Engelse term voor utilisatie is utilisation.

Verstorende (Disruptive)

Technologie                  Technologieën die een belangrijke verandering bewerkstelligen in de

                                    gebruikelijke werkwijze, inclusief bedrijfsmodellen en -processen, winststromen, industriedynamiek en consumentengedrag[56].

3.2.7 Communicatie definities

FOUNDATION

Fieldbus (FF)               Volledig digitale veldbus vooral buiten Duitsland toegepast en is de grote tegenhanger van PROFIBUS.

Hart                             Analoog veldsignaal met een superimposed digitaal signaal voor aanvullende gegevens uit het veldapparaat.

OPC                            OPC is open standaardverbinding in de industriële automatisering en de bedrijfssystemen die de bedrijfsvoering ondersteunen. Interoperabiliteit wordt gegarandeerd door de creatie en het onderhouden van open standaard specificaties. OPC is de afkorting voor “OLE for Process Control”.

PROFIBUS                 (Process Field Bus) PROFIBUS is een populaire type veldbus voor fabriek en industriële automatisering waarvan er wereldwijd al meer dan 25 miljoen nodes[57] (2008) in gebruik zijn.

Seriële communicatie    Seriële communicatie is het proces om date te versturen, bit per bit, sequentieel, over een communicatiekanaal of computerbus. Seriële communicatie wordt gebruikt voor alle lange afstand communicatieverbindingen en bij de meeste computer netwerken, waar de kabelkosten en synchronisatie problemen parallelle communicatie mogelijkheden onpraktisch maken. Seriële computerbussen worden meer toegepast door verbeterde technologie die het mogelijk maakt om data te versturen bij hoge data transfer snelheden.

Veldbus                        Veldbus besturingssysteem is een vorm van gedecentraliseerde besturing welke PLC’s via een Controller Area Network (CAN) de mogelijkheid geeft om productiesystemen op de werkvloer te besturen. Zulke systemen zijn PROFIBUS, Netbus, LonWorks, Industrieel Ethernet en vele anderen.

Zie paragraaf 5.6.14 “Industriële veldbustypes en netwerken” voor meer detailinformatie over deze communicatie definies.

 
3.2.8 Economische markten

Er worden vier hoofdbegrippen gebruikt om marktomvang (omzet) van een leverancier te omschrijven:

Totale omzet                                         De omzet van de totale onderneming waaronder dus ook niet automatiseringsonderdelen.

Automatiseringsmarkt                           Alles wat met automatisering heeft te maken, hieronder vallen regelaars, frequentiesturingen, zenders, SCADA- en DCS systemen.

Proces automatiseringsmarkt                Beperkt zich tot SCADA- en DCS systemen.

DCS markt                                           De totale verkoop aan DCS hardware, software en diensten.

3.2.9 Gebruikers van het systeem

Engineering                   Engineering heeft als primaire verantwoordelijkheid het projectmatig wijzigen en uitbreiden van de systemen binnen de productie. Het DCS systeem dient over functies te beschikken, waarmee de engineers de systemen kunnen aanpassen bij wijziging van de productieprocessen.

Management                 De verschillende leidinggevende functionarissen binnen een productieomgeving hebben als primaire verantwoordelijk het beoordelen en bijsturen van de productie. Management binnen de productie is geïnteresseerd in kwantitatieve en kwalitatieve procesinformatie, onder andere afkomstig uit het DCS systeem.

Onderhoud                   Medewerkers van de onderhoudsdienst, maintenance, of technische dienst zorgen ervoor dat de productiefaciliteiten optimaal beschikbaar zijn. Bij storingen in het procesequipement dient het plant personeel snel geïnformeerd te worden. Voor preventief onderhoud is de plant geïnteresseerd in draaitijden van machines en alarm- en registratiefuncties.

Operators                     Operators hebben als primaire verantwoordelijkheid het besturen van de processen. Het DCS systeem is een middel om informatie te verschaffen en besturingen te verrichten.

3.2.10 Groepen in het beslissingsproces en hun onderlinge relatie

DCS leverancier          De producent van het DCS systeem.

Ingenieursbureau           Een Ingenieursbureau die vaak als Engineering, Procurement en Construction (EPC) optreedt, verzorgt het ontwerp, doet de inkoop en verzorgt de constructiefase inclusief de installatie.

Eindgebruiker               De gebruikers die de operationele verantwoordelijkheid heeft voor het DCS systeem.

Systeemintegrators        Systeemintegrators zijn bedrijven die zowel de hardwarematige bouw van een systeem voor hun rekening nemen, als alle software en civiele werkzaamheden verzorgen. Over het algemeen hebben zij goede relaties met meerdere DCS leveranciers. Systeemintegrators combineren vaak het beste van diverse leveranciers. In de VS bestaat de groep “Control and Information Systems Integrators Association” als platform voor deze industrie (www.controlsys.org).

De eindgebruiker kan een DCS systeem door drie partijen laten verzorgen, de DCS leverancier, een systeemintegrator of een EPC.

Een systeemintegrator zal de hardware en software bij de DCS leverancier kopen en de applicatiesoftware zelf ontwikkelen en de installatie verzorgen. Een ECP zal de hardware en software bij de DCS leverancier kopen en de implementatie bij de DCS leverancier of een systeemintegrator neerleggen.

When you need specific information please send my a e-mail.

Willem.Hazenberg@dcsselect.eu

18-10-2009