協同過程自動化系統是ARC提出的一個理念，這個理念與能源管理及提高能效具有密切的關系。ARC是一家工業領域的咨詢公司，在全球發達經濟體如北美、日本、歐洲等，以及中國、印度、巴西等新型經濟體下都有正式機構。服務的客戶分為兩種類型：一種是制造廠商，一種就是提供技術的公司，他們提供的技術能夠幫助這些制造廠商去提高生產效率。ARC所研究的領域涉及工業的方方面面，我們有專業的分析師和顧問針對專一領域來提供研究和分析，然后為業內的客戶提供服務。我們提供的服務包括：市場營業報告，指出各個產品和技術的發展趨勢，市場的規模以及各個廠商在這個領域所扮演的角色或者客戶的需求在哪里。除了這種標準的市場報告以外，我們還會提供一些定制化的服務，根據客戶的需求提供研究服務，以及一些戰略性的顧問服務。

在過去的一些年里，自動化的發展非常迅猛。現在很少會有人去做勞動密集性的工作了，雖然在一些落后的國家這還是很常見的，但在發達國家基本沒有了——這些就是自動化帶來的福利。ARC作為一個研究機構，發現這種發展是一種緩慢的、漸進的過程；而非常巨大的、顛覆性的發展在自動化領域并不是十分明顯。因此，ARC提出了協同自動化這種概念。

在20世紀90年代，資產設備在整個投資領域所占的比例非常高，這就意味著廠商的投資具有非常大的風險。因為如果花費很多的錢進行投資，一旦市場出現變化，這個成本收回會很難。現在，廠商的投資比例沒有以前那樣高，但是要在有限的投資里盡最大可能地提高回報率，要實現更高的效率，目前還是很大的挑戰。對生產績效我們提出至少六七種方法，不同的企業面臨的挑戰不同。

此外，還要考慮業務模式的問題。以前一個工廠要提高績效，會考慮如何提高工廠和車間的績效；而現在，企業要考慮的是多個工廠間績效的提高，還有與上游和下游企業的協同效益。挑戰不一樣，意味著對自動化廠商提出更多不同的需求。推動企業業務增長的推動力在哪里？可能在十年前提高效率、降低成本是推動力；而現在光做到這兩點是不夠的。現在一些企業可以將成本和效率做到極限，但是這些企業的毛利率和一些創新性的企業比起來是非常不足的。

我們下一步要推動對于價值鏈的一種協同作用的優化。以前ARC提出的理念是協同制造管理模型，一個管理企業要以很高的效率去運作，需要從業務系統到生產系統，再到現場控制系統，這是縱向的協同；橫向的協同如企業的業務單元，上游的工藝制造，下游的客戶協同等。現在，我們又發現網絡變得更加復雜，價值鏈變得更加的多樣化，而且企業之間的競爭也達到了極限。我們會發現，企業典型的幾個部分第一是設計，第二是制造，第三是把產品銷售和發布在客戶手里，這是比較重要的。這三部分又可以分為很多細分的環節。一個企業想要在市場上獲得生存而且得到很高的利潤，不僅僅在于本身的運營效率的問題，而且要不斷地找到合作伙伴，形成一個協同的生態系統，然后再和市場上其他企業去競爭——這是企業未來生存發展的方向，就是加固自己的核心競爭力，找到最好的合作伙伴，然后與合作伙伴形成一種非常好的協同，這種競爭今后會是一個常態。

ARC一直在觀察行業的發展，最早是在2002年提出的協同過程自動化系統這種概念。提出這種概念是由于網絡IT技術的發展作為驅動力，IT技術在自動化廠商中的應用開始逐漸普及，那么提供的技術也應該將這些技術融入進來，以便于和其他的系統形成數據交換。就是這些驅動力，讓自動化廠商開始重新思考他們的產品和解決方案應該開發什么。將這些東西融入進去，就會出現新的產品的革新。ARC協同過程自動化系統主要描述在典型的一個流程工業中，如何去生產實現一個管理和控制系統。這個理念提出之后供業內人士參考，使他們的技術向這個方向發展，這是ARC提出這個理念的初衷。很多企業已經開始陸續接受我們的理念。

CPAS是過程領域中大型的系統，它所要實現的目的都是一樣的，就是將我們所研究的這種模型理念讓所有用戶都知道，使大家都朝著這個方向去發展。CPAS所要實現最終目的是實現值產的回報，實現利潤最大化。究竟如何實現呢？首先基于一個非常好的運營，具有卓越的運行，可以持續提高。企業的生產運營非常有效，非常靈活，非常具有適應性的。比如現在我需要的產能不是特別高，我要有辦法讓產能降低下來，我的系統又可以比較高效的運行。績效的可持續化使得績效可以實時反映出生產系統的狀況，績效不能變成一筆糊涂賬。要實現這些又需要以下組成的支持：比如讓大量的過程都實現自動化、信息化，都變成用一個系統去管理的這樣一個過程。還有就是工作人員具有非常好的支持，我的系統可以為我的工作人員提供各種各樣的決策支持，不需要我自己去憑借經驗，系統則會告訴你，這個時候需要做什么樣的操作，這個系統也要實現這樣一個功能。之后就是最底層的，要實現這些功能需要自動化，數據交換和相互操作。邏輯關系是非常簡潔的，數據是確定的，所有的信息數據是相關聯的。最后會看到整個系統在一個真實的環境中運行。

CPAS的架構乍看之下和DCS有些相同，其實還是有本質的區別。比如說DCS和PACs，我們會發現過程控制系統是整個PACs的一個單元，而不是全部。這個系統非常典型，數據共享都會在一個通用的網架上表示。這里面會有生產管理系統，也是整個系統中的一部分，和上層的業務系統也是無縫的銜接，數據可以共享。這是CPAS描述的系統的一個搭建的方式，與傳統的方式不一樣。我們發現，現在很多廠商提供的過程控制系統都已經開始強調這種趨勢，就是我的DCS系統不僅僅是提供一個流程控制系統，更多的是提供優化，管理生產模式，甚至可以將供應件的信息都整合到整個過程控制系統之中。

CPAS總體細分可以分為兩部分：一是底層的過程控制和監控系統，下面會有一系列的模塊實現流暢的生產過程；上面會有生產管理系統，生產管理系統也細分各種模塊，比如歷史數據、先進控制、維護、實驗室的數據分析等。CPAS的要求就是一個很大的系統，這個系統中包含方方面面的功能，包括底層流程的控制，包括生產過程的優化，或者先進控制，或者實驗室數據的分析；這些解決方案要來自于不同的生產廠商，大家要以一個標準去實現，可以實現各個子系統的無縫銜接，這就是CPAS系統所描述的一個概念，所以CPAS包含一些最基本的功能。要獲得很高的客戶需求，例如說豐富的網絡通訊的服務，數據實時的程度等這樣一些基本的功能塊，組成了CPAS系統。用CPAS所營造出來的一個企業，一個公司的市場專員，不像以前為生產提供服務的這樣的系統，而是會發展成為為整個業務提供服務的系統。

在2010年，ARC又將這個系統升級成為CPAS 2.0系統，在原有的基礎上又提出了一些新的觀點。很多時候，工廠檢修或是對一些環節的不確定，所反饋的數據如何，就是所有這些問題的出現，一個很大的原因就是現場設備的自動化不夠，無法確定設備現場測量的數據是否準確，準確率有多高；或者現在使用的設備占該設備的整個生命周期的百分比。這些不確定性不得不讓用戶不停地去定期檢測設備儀表，但是最后發現90%的時候，設備是完好無損的。正是由于出現這種智能性的不夠，讓我們的績效大大打了折扣，所以我們要求這個設備一定要足夠智能。它有足夠的數據和信息能夠直接反饋到CPAS系統中，因此原來很多的檢修工作就不必要了，效率會獲得很大的提升。還有就是DCS要真正變得分散，原來的DCS系統的編程都采用IEC 61131-3標準，我們倡導在CPAS里面要符合標準，所以CPAS中描述了大量的標準，這些標準是作為各個系統中所要符合的。我們認為，現在一個新的標準可以讓系統變得更加分散，所以IEC 61499這樣一個標準就是它所提供的這種理念，可以讓系統分散。

CPAS強調的是一種控制的策略或者管理的策略。首先能源管理是當下非常熱門的一個話題，包括能源稀缺，環境變化，地球溫度上升等這些大背景不得不讓我們去非常嚴肅地討論能源管理的問題。在能源領域中，工業領域的消耗比重是最大的，中國尤甚。中國約70%的能源都是在第二產業中消耗的，在工業領域我們就會發現，重型的流程工業能源消耗最大，能源密度是最高的。例如石化、鋼鐵、造紙、化工這種行業都是能源高度密集的行業，CPAS績效的提高對能源管理的意義是非常重大的。在過程工業領域我們會發現，加熱、電機、空調系統等是能源消耗最厲害的地方。

CPAS系統希望改善流程領域最直接的是績效的提升。ARC也對能源的使用企業做過調研，比如能源成本在運營中占多大比例，在能源管理中是否有最高的一個領導者，自動化在能源管理的隊伍中發揮多大的作用？這些在一些企業中的比例是非常低的。我們的現狀不是很理想，對能源的實時監控基本都是月度或者年度的，基本沒有實時的能源監控。CPAS整體非常強調能源效率，例如對效率系統模塊理念要優化，要包含熱回收，包含過程技術的提升，以及對一些能源成本的監控。它和能源管理是密切相關的一個系統，非常強調作為一個企業要實時監控市場需求的狀態以及能源價格的波動，把這些數據采集進來做為系統決策的依據。當一個企業具有非常好的測量能源能力，監控能源并且預見能源的消耗，今后會在市場中顯現出非常強的競爭優勢。要設立能源未來優化的目標，從現在的狀態到未來的狀態，要設置一個路徑，要知道通過這個路徑怎么走。舉例來說：提高能源效率，比較強調的是對負載的優化，如MES系統和市場管理系統就在做這些，還有對一些高耗能的燃燒系統，以及對漏氣的監控處理。電力系統和自動化系統，都能夠實現數據的共享。