基于GE智能平臺的智能工廠建設探索

【摘要】
今天每個面臨經濟和技術環境變化日新月異的制造企業，都在不斷的尋求創新、改進，以期適應即將到來的生產模式。作為萬華而言，這種變革有的如潺潺細流，日積月累的改變著工廠的生產模式；有的如暴風驟雨，一夜之間改變員工的工作模式；IT技術的發展帶來的是相關崗位的工作方式、工作內容、工作習慣均發生了翻天覆地的變化。
這種變化的原動力是什么？這種變化在可預期的未來對萬華生產模式的影響是什么？我們一直說MES，那么MES帶給我們的是什么？MES到底有沒有價值？基于GE所提供的智能平臺方案解決包帶給萬華IT建設智能工廠的優缺點在哪里？本文試圖簡單探索這幾個問題的答案。
【關鍵字】MES、智能平臺、智能工廠
【名詞解釋】
MES――生產指揮系統
EIC ――Electronic Information Center 電子信息中心
IC――集成電路技術
EC――Embedded Controller，嵌入式控制器。在一組特定系統中，新增到固定位置，完成一定任務的控制裝置就稱為嵌入式控制器。
一、項目背景
煙臺萬華聚氨酯股份有限公司系股份制上市公司。我公司是國內MDI(二苯基甲烷二異氰酸酯) 制造龍頭企業，亞太地區最大的MDI制造企業。主要從事MDI為主的異氰酸酯系列產品、芳香多胺系列產品、熱塑性聚氨酯彈性體系列產品的研究開發、生產和銷售，產品質量和單位消耗均達到國際先進水平。公司一如既往地肩負發展中國聚氨酯工業的歷史使命，積極響應國家發展循環經濟和創建節約型社會的號召，以產業報國為己任，實施國際化戰略，致力于創建國際一流的化工新材料公司。
目前公司在國內有煙臺、寧波、東莞三個生產基地。本期MES項目是基于寧波生產基地二期工程建設所需，同時圍繞“打造一流化工生產基地”的思想，通過寧波萬華MES 項目建設，將生產過程管理和業務系統緊密結合，根據MES 標準模型，結合GE智能平臺對現有資源進行全面開發整合，在生產管理的各個環節實現數據的獲取、處理、存儲、利用和管理，形成具備生產指揮、過程控制、質量評估、設備監控和保障、異常預警和探測、追溯分析、績效評價和決策判斷等綜合能力的統一的生產管理平臺，逐步實現寧波萬華生產過程的數字化、智能化改造，逐步實現生產從被動指揮到實時調度轉變，質量從事后抽檢到在線控制的轉變，資源從被動供應到主動供應的轉變，成本從事后核算到過程控制的轉變，提高生產效率，保障生產質量，降低生產成本，增強企業化工產品的競爭力。
二、萬華MES項目的建設目標及需求
2.1 萬華智能工廠IT建設總目標

2.2 本期目標要求
以萬華MES應用為基礎，通過寧波MES二期建立一個穩定可靠、標準統一、工廠應用快速復制的綜合數據整合平臺，并為集團公司要求各工廠數據總部集中提供堅實的基礎。該平臺將從信息集成搭建開始，實現企業價值鏈的關鍵事務處理，最終為智能生產提供有益幫助。同時，作為企業三層模型的中間層，有效地承接好生產過程層PCS與經營管理層ERP的橋梁關系；將一般的MES功能同精益生產相結合，建成精益化的MES平臺。
系統平臺應具有很好的擴展性，無論從深度上還是廣度上都能夠在此平臺上進行很好的擴展，如從深度上，將每一部分都可作為一個單獨的小模塊，使其開發、應用更加深入；同時從廣度上，可以增加新的模塊。

2.3 本期實施范圍
寧波二期MES建設范圍包含：寧波萬華工業園二期工程項目（MDI 、煤氣化、硝苯、電氣）及產成品包裝和相關公用工程。
2.4 目標描述
本期MES項目將根據萬華智能化工廠整體建設目標，結合寧波工廠的現實情況，實現生產計劃閉環執行、生產監控、生產調度優化、物料譜系跟蹤、物料與公用工程平衡、過程質量管理、設備運維管理、績效與成本管理、文檔管理等九類大目標，各項目標要求如下：
閉環生產計劃跟蹤：實現從SAP到MES到現場的計劃閉環執行，實時報告工廠的計劃執行情況。
生產監控：生產狀況實時信息監控，可實現基于C/S,B/S兩種方式監控工廠的運行參數，這些參數包括但不限于工藝數據、設備運行數據、HSE數據、報警數據等。
同步調度優化：結合調度策略、物料平衡，各類約束條件，結合各類事件實時計算最優調度。
物料批次跟蹤：實現從產成品到生產狀態各個階段的工藝跟蹤和事件回放。
物料平衡，計算二期裝置、工序的物料平衡，實現生產過程動態成本控制的目的。
過程工藝質量管理：實時計算并報告生產過程的OEE、CP、CPK、PP、PPK等指標。
設備運維管理：設備OEE、停機率、設備實時狀態監控、設備運維報表自動生成等。
績效與成本管理：通過事件驅動KPI計算，可任意時段及時反映KPI的變化情況。
文檔管理：按流程建立文檔管理模塊，根據用戶的權限和所在流程的節點，實時瀏覽相關文檔（操作規程、工藝指標等相關文檔）
三、解決方案
3.1 系統架構
本期MES系統在商務考察階段，詳細考察了包括西門子、霍尼韋爾、HP、艾默生、OSI、羅克韋爾、GE等10多家國內外知名的化工系統供應商。最終選定GE作為本期MES項目的合作伙伴。GE的智能平臺解決方案包給我留下印象最深的是平臺化、精益化的設計思想。
結合具體需求，結合GEIP我們可以輕易的建立一個良好的系統架構。

3.2 具體實施方案

結合萬華的九類大目標，經項目組反復討論，最終確定了如上圖的具體實施內容。

四、實施過程
萬華的MES項目現已經過藍圖設計正在進入到系統實現階段，整個團隊早已渡過磨合期，雖然項目實施過程中有著這樣那樣的問題，但整個團隊統一思想，明確目標，凝聚力量。相信在可預期的不久，基于GE智能平臺的萬華的智能工廠第一步必定堅實的邁出。
五、已實現的部分功能展示
Portal功能展示

PULSE功能展示

六、智能工廠生產系統模型遠景

通過智能平臺的功能支持，MES系統的實施開啟了萬華建設智能工廠的第一步。從節能、減排、降耗、增效、智能生產優化等多方面給萬華帶來超值的ROI。

關于GE智能平臺

GE智能平臺是一個提供高新技術的企業，它為世界各地的用戶提供用于自動化控制的軟件、硬件和技術服務以及嵌入式計算。我們為用戶提供一個獨特的，靈活的，超可靠的技術基礎，使得他們在包括能源、水處理、消費品、國防和防御，以及通訊等產業領域獲得持續的優勢。GE智能平臺是一家總部設在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾的全球性企業，是GE企業解決方案集團公司的一員。想獲取更多信息，請訪問：www.ge-ip.com/cn。