蘇慶東

[摘 ? ?要] 收集并保存工廠生命周期內(nèi)的生產(chǎn)相關(guān)（含主廠區(qū)，碼頭、電廠）的數(shù)據(jù)，并通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和利用，實時掌握企業(yè)的排產(chǎn)計劃、運行管理、生產(chǎn)執(zhí)行和生產(chǎn)統(tǒng)計等情況。實現(xiàn)生產(chǎn)過程管理信息的可視化、決策科學(xué)化，優(yōu)化資源利用，降低工廠物耗能耗，提高生產(chǎn)管理的精細(xì)化水平，增強生產(chǎn)經(jīng)營的盈利能力。

[關(guān)鍵詞] 物料平衡;MES;操作管理;實時數(shù)據(jù)庫;LIMS

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2020. 19. 040

[中圖分類號] F273 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] ?A ? ? ?[文章編號] ?1673 - 0194（2020）19- 0096- 02

0 ? ? ?引 ? ?言

根據(jù)對地區(qū)公司業(yè)務(wù)及需求的調(diào)研，參照同等裝置規(guī)模的煉化企業(yè)，結(jié)合我們公司在MES行業(yè)信息化建設(shè)的最佳實踐。建議對企業(yè)全流程完成實時數(shù)據(jù)庫管理、操作管理、報警管理、實驗室信息管理、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)統(tǒng)計、物料管理、能源管理、生產(chǎn)運行信息平臺等12個模塊的實施工作。并且使用國產(chǎn)化軟件來實施。

1 ? ? ?項目概述

生產(chǎn)運行系統(tǒng)（MES）是支撐企業(yè)生產(chǎn)運營和管理的核心應(yīng)用系統(tǒng)，是企業(yè)信息化建設(shè)中承上啟下的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)，向上支撐 ERP，向下管理生產(chǎn)過程，是管控一體化的橋梁。對于已經(jīng)實現(xiàn)ERP系統(tǒng)的企業(yè)來說，缺少生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)就相當(dāng)于在計劃與過程控制間形成了“斷層”。生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)屬于與生產(chǎn)過程連接的企業(yè)信息系統(tǒng)，是實現(xiàn)企業(yè)綜合自動化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)通過控制包括物料、設(shè)備、人員、流程指令和設(shè)施在內(nèi)的所有工廠資源來提高制造競爭力，確保整個生產(chǎn)行為的最優(yōu)。系統(tǒng)主要作用是，一方面，實時收集和傳遞生產(chǎn)數(shù)據(jù)，通過設(shè)計的功能（程序）提供給所有需要的管理者，使他們能迅速知曉生產(chǎn)的變化，對生產(chǎn)進(jìn)行有針對性的調(diào)控，實現(xiàn)對生產(chǎn)有效控制。另一方面，通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的分析，找出規(guī)律，改進(jìn)生產(chǎn)組織和管理的方法，優(yōu)化生產(chǎn)管理體系。

2 ? ? ?項目目標(biāo)

如圖1所示，參照同等裝置規(guī)模的煉化企業(yè)，結(jié)合我們公司在MES行業(yè)的多年經(jīng)驗認(rèn)為：該公司MES系統(tǒng)分為三個階段進(jìn)行建設(shè)。

第一階段：初步建設(shè)成以生產(chǎn)調(diào)度指揮為中心的MES實時數(shù)據(jù)平臺通過實時采集各裝置生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行長期歷史存儲、完成各種數(shù)據(jù)展示。通過操作報警、報表管理、操作管理等模塊，使公司生產(chǎn)調(diào)度指揮中心能夠?qū)崟r掌握下屬生產(chǎn)企業(yè)的安全生產(chǎn)狀況。

第二階段：經(jīng)過實時數(shù)據(jù)成熟應(yīng)用，實施完成以物料管理為核心的MES建設(shè)。實現(xiàn)能源管理、計量管理、工藝管理、質(zhì)量管理、三劑管理等功能。做到“數(shù)出一門，量出一家”，實現(xiàn)物流的全廠統(tǒng)計平衡和生產(chǎn)的實時監(jiān)控。

第三階段：通過前兩期MES平臺建設(shè)，進(jìn)行數(shù)據(jù)集成，打通煉油廠產(chǎn)銷存全過程管理。實現(xiàn)生產(chǎn)過程管理信息的可視化、決策科學(xué)化，優(yōu)化資源利用，降低工廠物耗能耗，提高生產(chǎn)管理的精細(xì)化水平，增強生產(chǎn)經(jīng)營的盈利能力。

3 ? ? ?主要功能及關(guān)鍵技術(shù)

3.1 ? 主要功能

功能架構(gòu)圖如圖2所示。

（1）實時數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用。通過實時采集各裝置生產(chǎn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行長期歷史存儲、完成各種數(shù)據(jù)展示。為各種類型的用戶、業(yè)務(wù)系統(tǒng)和生產(chǎn)應(yīng)用程序提供訪問和利用這些數(shù)據(jù)的便利。

（2）操作管理。符合企業(yè)運行管理日常需求，包含了操作監(jiān)控、操作日志、操作變動、開停工監(jiān)控等功能，全面覆蓋崗位日常生產(chǎn)運行需求。

（3）報警管理。對工藝操作限值、設(shè)備限值、環(huán)境限值發(fā)生偏離情況發(fā)出警告，用于提醒操作人員，生產(chǎn)裝置出現(xiàn)異常情況，需要立即采取措施。同時也對一些常駐的、重復(fù)的報警信息，有效地進(jìn)行篩選、甄別。

（4）實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）。通過儀器連接、樣品管理、數(shù)據(jù)管理、實驗室管理、質(zhì)量管理等實現(xiàn)實驗室全面的信息化管理。

（5）生產(chǎn)計劃。在企業(yè)中，生產(chǎn)計劃是企業(yè)經(jīng)營管理指導(dǎo)性計劃，用以確定企業(yè)中長期的經(jīng)營目標(biāo)和實現(xiàn)該目標(biāo)的方案。生產(chǎn)計劃主要包括產(chǎn)品產(chǎn)量計劃、能耗物耗計劃裝置生產(chǎn)計劃等。

（6）調(diào)度指揮。將支持企業(yè)生產(chǎn)運行的日常協(xié)調(diào)和指揮工作。調(diào)度管理將以生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫、生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)統(tǒng)計、物料管理、能源管理以及操作管理等數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)的輸入或基礎(chǔ)信息來源。

（7）生產(chǎn)統(tǒng)計。通過生產(chǎn)統(tǒng)計系統(tǒng)生成各類生產(chǎn)報表，包括調(diào)度日報，主要產(chǎn)品、消耗、庫存報等生產(chǎn)數(shù)據(jù)相關(guān)報表，不涉及財務(wù)等專業(yè)報表，并提供給用戶查詢導(dǎo)出的功能。

（8）三劑管理。實現(xiàn)各裝置三劑消耗的錄入、統(tǒng)計和查詢。實現(xiàn)計劃編制、上報、下達(dá)等流程管理。實現(xiàn)同類牌號三劑的消耗量對比、效益對比等功能。

（9）計量管理。實現(xiàn)器具臺賬，檢定計劃管理。管輸、公路、鐵路進(jìn)出廠信息的計算、錄入、比對和確認(rèn)，并可對記錄進(jìn)行維護(hù)。

（10）物料管理。實現(xiàn)對與生產(chǎn)物料相關(guān)的進(jìn)出廠數(shù)據(jù)、裝置數(shù)據(jù)、罐區(qū)數(shù)據(jù)的采集、填報管理，并依據(jù)采集和填報的生產(chǎn)物料數(shù)據(jù)進(jìn)行生產(chǎn)物料平衡處理，為生產(chǎn)統(tǒng)計提供平衡數(shù)據(jù)。主要包括：進(jìn)出廠管理、罐區(qū)管理、倉儲管理、裝置管理、物料平衡。

（11）能源管理。通過對能源（水、電、汽、風(fēng)、燃料）的產(chǎn)供耗數(shù)據(jù)的采集，實現(xiàn)能源的數(shù)據(jù)采集與審核。并采用多種圖表形式對能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢與分析，提高公用工程管理水平。

（12）生產(chǎn)運行信息平臺。全面匯總企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)中相關(guān)的調(diào)度、生產(chǎn)、質(zhì)量、能耗、安環(huán)等關(guān)鍵信息，為管理人員輔助決策及調(diào)度人員指揮生產(chǎn)提供全方位的數(shù)據(jù)支持。

3.2 ? 關(guān)鍵技術(shù)

MES系統(tǒng)的設(shè)計架構(gòu)充分考慮企業(yè)生產(chǎn)管理需求，適應(yīng)企業(yè)當(dāng)前管理模式，滿足企業(yè)生產(chǎn)管理未來幾年發(fā)展需求，保障公司與裝置信息暢通，提高系統(tǒng)實用化水平。

本系統(tǒng)采用分層架構(gòu)體系，保證了系統(tǒng)的低耦合度和系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性和可擴展性。

展現(xiàn)層：采用Struts框架管理用戶的請求和系統(tǒng)響應(yīng)，執(zhí)行UI校驗，組裝可以在用戶視圖中展現(xiàn)的模型對象等;采用Flash技術(shù)提供各種文檔的在線閱讀功能;采用報表技術(shù)展示各類設(shè)備管理統(tǒng)計分析報表。

業(yè)務(wù)邏輯層：采用Spring框架完成對設(shè)備管理各個功能模塊的業(yè)務(wù)邏輯管理和業(yè)務(wù)校驗，提供其他層交互接口，管理各個業(yè)務(wù)對象的依賴關(guān)系等。

數(shù)據(jù)層：采用Hibernate框架完成對系統(tǒng)中存儲數(shù)據(jù)持久化操作，主要包括數(shù)據(jù)源和連接池的管理，查找、存儲、更新、刪除數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)，事務(wù)管理，高級對象關(guān)系映射等。采用Webservice跨系統(tǒng)通信技術(shù)從第三方系統(tǒng)采集物料主數(shù)據(jù)和庫存數(shù)據(jù);采用OPC標(biāo)準(zhǔn)接口通過RealInfo對PC時層等實時數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

4 ? ? ?預(yù)期效果和效益

MES通過信息集成平臺實現(xiàn)與ERP、PCS等系統(tǒng)集成，為ERP系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐，為PCS系統(tǒng)優(yōu)化生產(chǎn)提供支持，形成功能互補和集成。

（1）安全可控。MES通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時上傳，實現(xiàn)了高效透明的生產(chǎn)監(jiān)控，保證了裝置的平穩(wěn)運行;運行管理和生產(chǎn)流程的標(biāo)準(zhǔn)化，促進(jìn)了生產(chǎn)班組按章操作，保證了生產(chǎn)安全可控。

（2）生產(chǎn)效率。MES提高了生產(chǎn)管理的可視化和實時性;通過物料平衡與生產(chǎn)統(tǒng)計增強了生產(chǎn)信息的準(zhǔn)確性，為及時進(jìn)行生產(chǎn)決策提供了信息支撐;在MES實施過程中，對相關(guān)的生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了梳理、統(tǒng)一和改進(jìn)，提高了生產(chǎn)運行管理效率。

（3）社會效益。MES系統(tǒng)提供的實時監(jiān)控、過程記錄功能，能夠使操作人員更加快速準(zhǔn)確識別生產(chǎn)中的危險情況。

MES系統(tǒng)的應(yīng)用使企業(yè)安全生產(chǎn)更加有保障，能夠規(guī)范一線人員的生產(chǎn)操作，幫助操作人員形成安全習(xí)慣，為員工、企業(yè)、社會帶來較大的安全效益。MES系統(tǒng)的實施，可以促進(jìn)企業(yè)的節(jié)能減排工作。

主要參考文獻(xiàn)

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