浅析自主运营（Autonomous Operations）

编者按：

自主运营（Autonomous Operations，AO) 并不是一个新鲜名词。

早在2001年11月14日IEEE在美国佛罗里达州Daytona海滩举办的第20届数字航空电子系统会议（DASC）上，GS Mersten在他的论文《 机载作战管理系统和自主作战无人机自主MMIs 》中就指出，由于机载作战管理系统(ABMS)计划、自主运营(AO)、未来海军能力(FNC)、无人机(UAV)自主计划都在解决增加的乘员多任务和干扰，他所在的研究小组已经着手研究使人机接口(MMI)支持人类多任务的技术，帮助协商警报和中断，并促进中断任务的顺利恢复。

虽然此处的 Autonomous Operations讲述的是自主运营的军事用途，但抛开应用场景而言，“自主运营”这一概念在今天仍有广泛的意义。

成立于1986年，全球制造业、基础设施及智能城市领域领先的技术研究及咨询机构 ARC咨询集团（ARC Advisory Group），对于现今全球制造业、基础设施及智能城市领域相关的操作技术(Operational Technology, OT)、工程技术（Engineering Technology, ET）及与信息技术(Information Technology, IT)融合有着深刻的理解及覆盖。

该公司去年1月23日在题为“ What Is Autonomous Operations?”的博文中，面向传统制造业，阐述了对自主运营理念的基本理解和自主运营成熟度模型五大组成。

以下内容根据该博文编译、整理而成。

随着时间的推移，流程工业中的工厂运营已经发展到通过总体集成与应用良好的数字自动化技术，如过程控制系统(DCS)、可编程逻辑控制(PLC)、安全集成系统(SIS)和制造执行系统(MES)的自主运营。这些工厂级技术都属于运营技术或“OT”领域，与更企业级的信息技术或“IT”不同。通常，“OT”关注安全、确定性和高可用性，以实现可靠、不间断的操作，而“IT”更关注数据完整性和安全性。

近年来，随着数字化的进一步推进，OT和IT融合的不断深入，以及产业和基础设施的全面数字化转型，流程工业在部分区域逐步从“自动化”向“自主化”转型。这也可以称为“自主”。这一举措为进一步推进安全运营和提高整体业务价值提供了机会。此外，除了最大限度地减少不可避免的人为错误，自主运营还可以帮助解决越来越多的问题，即寻找合格的人员来运行这些设施，许多设施都是24/7全天候连续运行的。随着人工智能(AI)驱动的自主系统做出与正常或异常操作相关的判断，这一负担有望从人类身上消除。

自主运营成熟度模型

从自动操作到完全自主运营的转换不是一个一步的过程。此外，这种转变不仅仅是一个技术决策。除了安全可靠的运营外，还必须考虑业务效率和价值的提高。为了帮助工业组织了解他们在走向自主经营的道路上所处的位置，ARC咨询小组（ARC Advisory Group）开发了以下五个级别的模型。模型的最低级别，即级别0，描述了没有任何自动化的操作。在这些情况下，完全依赖于人为做出必要的决定和更改以保持操作运行。

请注意，一家工厂的不同部门(例如车间、产线等)可能处于不同的成熟度级别。推动实现自主运营的决策将涉及与可用技术、人员、流程、关键性和业务重要性相关的多个因素。

自主运营的五大级别

在成熟度模型中，0级自动化(No Autonomy)是实现自主运营的起点。在这里，没有自动操作发生，操作依赖于人来做出所有决策和执行所有功能。从历史上看，多数工业操作都是从运行和维护操作所需的大量人工干预开始的。

第1级运营支持(Operations Assistance)在今天的许多应用中都很常见，至少在某些部门是这样。它代表了运行操作所需的最低限度的自动化技术和系统。OT的主要目的是为决策支持提供数据和信息，以便操作人员、维护技术人员、规划人员等能够促进操作机制。

第2级监管自动化(Regulatory Automation)进一步提高了自动控制的程度。对于流程工业来说，它包括了控制功能，如连续控制循环(如PID控制)，其中自动化系统通过操作一个或多个过程变量维持某个特定的设定值。像控制器操纵一个控制阀，以保持一个变量，如流量，并且处于连续测量过程中。

第3级高级管理(Advanced Regulatory)，是指将某些条件信息添加到2级自动化类型中。例如，一个具有2级自动化水平的自动装瓶贴标生产线，就是简单地将标签粘贴在每个瓶子上的传送带，3级自动化功能则可识别未装满的瓶子并自动将其退出生产线，而不是在其上贴标签。在流程工业中，3级示例是内置在批次控制器中的“异常逻辑”，其设计用于识别大多数异常情况，从而不会继续生产不合规格的批次。然而，第3级自动化类型通常要求人类能够处理自动化程序无法处理的意外异常。

第4 级选择性自动化(Select Autonomy)为某些情况引入了第一个真正的自主运营。例如，自动化水平可以检测到泵即将发生故障，并自动将操作转移到备用泵。当自动系统检测到即将发生的故障和更换新泵的操作时，它将通知管理人员。在这个级别上，然需要人工修复导致故障的操作条件，也还需要人工将系统恢复到自动运行状态(例如，修理或更换故障的泵)。

第5级完全自主运营(Full Autonomy)是指完全自主性操作。在这种自动化水平上，可能不需要人类进行任何干预。人类可能在遥远的地方，因为他们不需要立即出现。一个例子是采矿作业，在无人驾驶的情况下，这些运输工具能够探测到路上的障碍物，比如人，并且避免在运送矿石途中发生碰撞事故。

自主运营：数字化转型时期企业IT运营必经之路

在面对未来一轮接一轮的市场竞争中，企业必须修炼内功、专注提升核心业务的竞争能力；数字化技术就是这一方面的可靠支撑。

而传统制造业企业的自主运营思路，可以延伸到企业数据中心的运营。

数据中心的自主运营通常被认为能更好控制成本与质量，降低管理和运营风险。在过去，也许企业根本不在乎成本，但在数字化转型加速的今天，企业面临越来越多的新问题，如人员的待遇持续走高，但技术和设备的频繁更新换代，导致维护成本的居高不下，而数据本地漫游到云端无处不在，安全隐患造成的潜在威胁也如影随形……

在这样的挑战性时代，一个理想的对策是借助专业化服务实现完全自主的IT运营，存储技术无疑将大大增强企业灵活性与降低风险。

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