化工行業MES系統解決方案

分類：解決方案日期：2009-08-07 08:26:00 來源：廠商

概述

制造執行系統（ MES ）是為了保證產品的質量、數量和交貨期，有效地使用人力、機械、設備、原料等工廠資源，綜合管制工廠生產活動的軟件系統。 MES強調制造計劃的執行，它位于企業上層企業資源規劃（ERP）和底層工業控制（PCS）之間，面向車間層的生產管理技術與實時信息系統，在計劃管理層和底層控制之間架起了一座橋梁，填補了兩者之間的鴻溝。MES的設計及關鍵技術攻關，是化工企業綜合自動化系統的核心技術。

行業特點

化學工業作為我國國民經濟的基礎產業之一，經過五十多年的發展，已經覆蓋了有機化學原料、無機化學原料、樹脂、化學纖維、添加劑、日用化學品、染料、涂料、肥料、農料、塑料及制品、玻璃及制品、水泥等領域，與人類生活資源密切相關。從整體上來說，化工行業的特點是對生產原料伴有化學、物理、相變等反應、變化過程的連續加工。和離散的制造業相比，化工企業具有以下特殊性：

◆ 裝置系統性強

生產裝置大部分是在連續狀態下工作。一個環節發生問題就會阻塞整個流程；有的雖然是間歇性生產，一臺出問題影響雖然小一些。但因為生產是連續的，上道工序如果出現問題，同樣會影響下道工序，帶來連鎖反應。

◆工藝參數變化多

產成品收率是生產計劃密切關注的。而影響化學反應的因素很多，設備、原料、操作都會影響產成品的收率。這些影響主要表現為工藝參數的變化。

◆物料變化復雜

生產加工高度的連續性，各個工序之間通過物料流和能量緊密的聯系起來。一旦生產計劃改變，整個生產系統各個環節的生產狀況都會隨之變化。

化工材料會隨時間的變化而產生變化，可能變壞或變好，或完全變成另外一種物料；有些原料取自自然界，不同地點、批次的原料，其物理、化學性能會有差異。所以一個針對化工生產的解決方案，需要能夠標識并管理物料的這種因時間、批次而產生的變化。

◆生產形式復雜

生產中，“質檢計量”不僅有檢驗的功用。而且也是用于檢測多種生成物含量的比例一種手段。也是計算成本要求的。

設備大修一般一年一次，全廠要停車。在開停車時（不僅是設備大修），由于流程長，準備工作多而復雜。

當前，化工企業信息化的一個非常明顯的趨勢是功能綜合化，即自動化系統從企業整體出發逐層完成綜合信息管理、車間控制、裝置協調聯合控制、輔助裝置與設備的控制、能源監測與計量控制等等，實現綜合管理-控制一體化系統。但要達到這個目標，在實際中還存在一些問題：

◆ 數據收集困難，除了DCS顯示數據外，現場流量計、配電間電表、磅秤等分散在現場，每天人工抄寫、傳送這些數據很繁瑣；

◆ 日常報表有日報、旬報、月報、生產簡況報告等，大部分報表仍然采用人工統計，手段落后、工作量大、準確度難以保證。

◆ 調度員通訊手段落后，一般都以電話調度為主，調度員不了解現場設備運行狀況，需要通過電話間接了解，因此難以做到及時準確調度指揮。

◆ 質量檢驗種類多，信息數據量大，生產工藝參數和質量分析數值依靠人工抄表，效率低，占用定員多；化驗報告需要經常送多個部門，化驗員大部分時間忙于送化驗報告，不便于生產過程分析和工藝技術管理。

◆一些信息化程度較高的企業已經具有了相對完整的PCS、ERP系統。但市場定單無法準確分解轉化為生產計劃直接下達到生產調度，而ERP層在生產控制數據的獲取方面同樣存在巨大障礙，傳統的手工錄入方式不能克服信息滯后、數據失真等問題。

綜上所述，根據化工企業目前的生產狀況，針對化工企業的生產管理信息化的需求，建立企業的生產執行系統(MES)是一個有效的解決方案。

系統介紹

系統從生產裝置的DCS、PLC、智能儀表等集中采集存儲動態數據，進行統計、生成作業報表、跟蹤作業過程并對數據進行深入的分析應用；可將生產作業計劃轉化為作業調度指令和作業過程設定值，通過DCS/PLC控制生產作業過程的進行；并通過采集來的生產作業數據與作業指標進行對比和分析，進行在線質量監控并對作業績效進行評估。

系統提供的信息和功能使操作人員、技術人員、調度人員、管理人員可以根據各自不同的職責和需求，充分掌控生產作業狀況和過程，更好地履行管理職能，挖掘生產能力，降低成本消耗，強化質量控制，客觀評價工作績效，達到提高生產作業管理的能力和水平的目的。

◆ 實時數據采集存儲

可將生產裝置幾乎所有類型控制設備的實時數據通過數據采集接口獲取，并發送存儲在實時數據庫中，供MES的其他功能模塊甚至企業ERP系統調用處理。

◆ 生產報表生成

提供報表生成，趨勢分析，數據查詢，事故追憶，相關曲線分析等功能，具備多種對實時和歷史數據進行訪問的方式，全面反映企業生產的全貌。

◆ 動態成本管理

通過建立動態成本控制模型，以作業為單位收集成本信息，實時得到動態成本信息，分析作業成本效益關系、評價作業環節的價值，滿足企業內部成本控制需要、對外產品定價需要和為生產調度提供基礎信息。

◆ 生產調度

將企業管理層下達的生產計劃，根據生產工藝、流程要求進行物料、能源平衡計算，結合控制系統采集到的設備狀況，自動生成調度令，下達到生產作業現場，經確認后控制并監視生產作業的進行。從而達到優化生產管理，提高生產效率，增加產量的目的。

◆ 生產過程跟蹤管理

系統的生產過程可視化前端，用于監視、管理、跟蹤和提高生產作業過程，實現在現場級和管理級（甚至在異地）對生產現場關鍵工序控制點(工藝、安全、環保、質量)指標的動態掌握和實時控制，還能夠對相應的指標進行報警管理。能夠取代電話匯報現場生產的落后管理方式，并為生產調度做實時的基礎信息。

◆ 生產班組績效考核

根據用戶定義的基于工位號或采樣點的班組經濟核算項目及核算公式，自動計算每個班組的考核數據，進行工藝參數考核、報警考核、產量考核、收率考核，消耗考核等，起到提高產品質量和管理水平的作用。

◆ 在線質量監視管理

可實現產品質量指標在線質量檢測、統計、顯示，需人工分析和記錄的質量、數據、指標按分析時間間隔在系統輸入，經系統自動分析、統計整理，制成動態曲線圖、質量控制圖，并對實時的質量報警進行處置。

◆ 報警管理

對工藝、安全、環保、質量指標的超限進行多種方式的報警。包括模擬量報警、事件報警、重大變化連續重復報警、硬件設備報警等。

◆ 設備停機管理

采集并存儲生產設備的啟停機數據，對停機數據進行統計分析，實現對設備的減量、開、停車情況的監控，并進行設備停機原因分析追蹤，達到優化生產過程并通過縮短停機時間來發掘生產潛力的目的。

化工行業MES系統組件包作為MES解決方案套件（MES Suite）的主要組成部分之一，是由浙江中控軟件有限公司在多年工程實施經驗和對行業需求深刻理解的基礎上研發完成。其解決方案能夠覆蓋企業核心生產業務流程管理，助力企業敏捷制造、精致管理，迅速體現投資收益，滿足未來成長要求。

系統特點

MES解決方案套件（MES Suite）的體系結構具體設計參考S95標準，使用SOA技術，在NET平臺上實現了基于構件的開發，具備很強的自適應性、互操作性、可擴展性和可重用性，著重強調了構件化技術和體系結構技術的實現。在控制系統軟件復雜性和快速適應變化方面具有明顯的優勢。

◆高度可擴展的設計。MES Suite平臺對系統的各類元數據進行對象封裝提供了完整支持，使其具有良好的可組態性。只需對配置文件稍做修改即可適應大部分設備、工藝在未來的變更。　　

◆提高可集成性：從技術發展角度和用戶需求來看,軟件結構本身應能與其它應用系統集成,做到信息共享和資源共享。在MES Suite的結構設計中，已經充分考慮到這一點，不僅提高了企業MES中遺產系統的生命周期,降低對信息系統的投入,同時,也為企業將來選擇較為合適的各種軟件提供了更大的空間。　　

◆提高互操作性：MES Suite內置了支持各種主流實時數據庫（ESP-iSYS，PI，Uniformance，InfoPlus）的數據接口，并通過標準關系數據庫接口（ODBC，OLE DB）實現與ERP及其它MIS系統的數據集成。平臺的開放性保證今后可從MES系統的不同數據模塊中裁剪不同的功能,以滿足某個特定任務的需要,實現互操作。

應用效果

MES Suite目前已在多家企業成功實施，實踐證明：系統投用后，極大提高了工作效率；規范了管理流程；并能有效的促進企業各項生產計劃、管理、調度工作，使各經濟技術指標都有明顯提高。

◆促進現代化企業管理制度的建立

系統的投用，使管理人員樹立科學管理的理念，生產執行系統的投用，為管理者掌握大量的生產信息，定性定量地分析企業運轉過程中的各項技術經濟指標提供了可靠的依據，為企業對市場的應變能力，提高企業的競爭能力提供了有力的工具。

◆實現信息集成，提高辦公效率

系統集信息管理、生產經營和領導決策為一體。由于建立了統一的數據模型，數據信息都建立在關系數據庫和實時數據庫中，保證了數據的高度集成和網上共享，改變了傳統的手工書面的數據傳輸方式，縮短數據收集和分析的時間，加強了企業內部各部門之間的信息聯系和工作安排，提高了辦公效率

◆實現產品質量管理

系統提供產品乃至原材料的跟蹤，記錄缺陷和實時的質量，為成品合格與否提供了基礎，其數據與ERP、MIS等其他應用系統數據高度集成。

◆加強計量信息管理，降低能耗

對各個生產裝置側線的計量數據、互供料數據、公用工程能耗數據，如水、電、汽、風、蒸汽等，為節能降耗，增加經濟效益，進行生產調度、全廠物料平衡和領導決策提供了科學的依據。

◆提高了設備利用率

通過報告設備中斷時間和設備停機原因，從而縮短停機時間。為生產能力的平衡，跟蹤生產瓶頸。通過提高設備利用率，迅速收回設備投資。