趙濤

摘要：在國(guó)家“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的指引下，以信息化帶動(dòng)工業(yè)化、以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走新型工業(yè)化道路，追求可持續(xù)發(fā)展的“兩化融合”工作在工業(yè)領(lǐng)域不斷深入開(kāi)展。工業(yè)企業(yè)信息化經(jīng)歷了從“業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的思維轉(zhuǎn)變，星云智聯(lián)根據(jù)鋼鐵釩鈦業(yè)務(wù)特點(diǎn)并吸收大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，通過(guò)基于業(yè)務(wù)模型、數(shù)據(jù)模型等組件化的MES系統(tǒng)快速實(shí)施落地，助力于為包括鋼鐵產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的制造企業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型發(fā)展。

關(guān)鍵詞：業(yè)務(wù)模型、快速開(kāi)發(fā)平臺(tái)、T-ePlat、智能化

（一）鋼鐵釩鈦企業(yè)MES概述

全球MES系統(tǒng)自20世紀(jì)90年代興起，MES系統(tǒng)以其在企業(yè)信息化管理系統(tǒng)五層架構(gòu)中溝通企業(yè)上層經(jīng)營(yíng)管理與現(xiàn)場(chǎng)操作執(zhí)行的橋梁作用，快速成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化運(yùn)營(yíng)與準(zhǔn)時(shí)化制造管理不可或缺的關(guān)鍵。MES系統(tǒng)對(duì)下連接機(jī)組、橫向串聯(lián)工序的能力，打破了工廠自動(dòng)化系統(tǒng)與企業(yè)計(jì)劃系統(tǒng)之間的信息壁壘，實(shí)現(xiàn)了車(chē)間級(jí)自動(dòng)化與信息化融合;基于自動(dòng)采集于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，形成以物料流為載體融合質(zhì)量流、能量流、價(jià)值流等的工廠制造過(guò)程信息集成模型。

MES系統(tǒng)與工廠制造管理價(jià)值與意義重大，但MES系統(tǒng)受工廠產(chǎn)品、工藝以及裝備等各異性因素影響，項(xiàng)目實(shí)施難度也較大：

1）孤立運(yùn)行的MES系統(tǒng)往往難以收到預(yù)期效果，MES系統(tǒng)建設(shè)除開(kāi)必須對(duì)行業(yè)信息化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有深入的理解，在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中還需要因地制宜的做適當(dāng)?shù)墓δ苷{(diào)整與重組，以匹配企業(yè)具體情況。

2）不同于通用軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，MES系統(tǒng)建設(shè)強(qiáng)烈依賴(lài)于能夠清楚了解用戶(hù)制造工藝特點(diǎn)并理解制造管理要求細(xì)節(jié)的實(shí)施隊(duì)伍，沒(méi)有扎根于客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)積累，知識(shí)沉淀往往達(dá)不到預(yù)期，難以把握企業(yè)痛點(diǎn)。同時(shí)不同企業(yè)在制造管理業(yè)務(wù)流程、生產(chǎn)工藝與裝備水平甚至于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)習(xí)慣等方面天然存在的差異，不僅對(duì)項(xiàng)目實(shí)施技術(shù)力量要求高，同時(shí)也很難以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行定義系統(tǒng)或者說(shuō)以統(tǒng)一的產(chǎn)品來(lái)適配不同客戶(hù)的要求。

星云智聯(lián)作為國(guó)內(nèi)最早一批自主開(kāi)發(fā)MES系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)化公司，針對(duì)MES系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，將自身近20年的MES系統(tǒng)持續(xù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中積累了的行業(yè)客戶(hù)MES系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，融合“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的思想，對(duì)MES系統(tǒng)從功能架構(gòu)到實(shí)施方法均進(jìn)行了適時(shí)重構(gòu)和演化，融合生產(chǎn)制造多維數(shù)據(jù)的MES系統(tǒng)已從單純面向現(xiàn)場(chǎng)的操作系統(tǒng)向IOT系統(tǒng)演進(jìn)，為鋼鐵釩鈦企業(yè)制造與管理創(chuàng)造更大的價(jià)值。

（二）實(shí)踐與應(yīng)用

隨工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)蓬勃發(fā)展，鋼鐵釩鈦企業(yè)加大了在這方面技術(shù)的應(yīng)用研究和投入。面對(duì)海量的工藝過(guò)程數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求，MES系統(tǒng)在產(chǎn)生數(shù)據(jù)的同時(shí)，從實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的時(shí)空關(guān)聯(lián)到為數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，MES系統(tǒng)作為工廠實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)的中心點(diǎn)和貫穿制造各環(huán)節(jié)的匯聚點(diǎn)， MES系統(tǒng)將迎來(lái)了建設(shè)的第二次高潮。

星云智聯(lián)作為深耕鋼鐵釩鈦行業(yè)專(zhuān)業(yè)化IT公司，緊緊把握行業(yè)信息化從“業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化”到“數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化”的最新發(fā)展趨勢(shì)，基于自身對(duì)鋼鐵釩鈦行業(yè)MES系統(tǒng)演進(jìn)的理解與思考，在持續(xù)不斷從鋼鐵到釩鈦MES項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計(jì)算、工業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)改變傳統(tǒng)的按需數(shù)據(jù)采集和單一流程驅(qū)動(dòng)式的系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，通過(guò)強(qiáng)化以MES系統(tǒng)作為生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)能力，從數(shù)據(jù)的視角將MES系統(tǒng)從單純的制造管理流程信息化向制造管理過(guò)程自動(dòng)化和智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)。

1、系統(tǒng)平臺(tái)

“快速、高效、穩(wěn)定、安全、互聯(lián)互通”是一個(gè)優(yōu)秀的IT平臺(tái)必須擁有的特質(zhì)。星云智聯(lián)T-ePlat平臺(tái)針對(duì)企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)應(yīng)用，適配于包括MES系統(tǒng)在內(nèi)的多種復(fù)雜場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)處理。

（1）應(yīng)用平臺(tái)

T-ePlat平臺(tái)可覆蓋L2/L3/L4等應(yīng)用場(chǎng)景，是系統(tǒng)的大腦和神經(jīng)中樞，負(fù)責(zé)高效的完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算和業(yè)務(wù)的處理。具有 1）支持多種操作系統(tǒng)、多種數(shù)據(jù)庫(kù)、多種應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)。2）支持系統(tǒng)間多種交互方式，可以高效、穩(wěn)定、方便、靈活的采用各種方式與第三方系統(tǒng)進(jìn)行通信。3）支持集群以及分布式應(yīng)用，平臺(tái)支持負(fù)載均衡，系統(tǒng)集群，中間件集群，數(shù)據(jù)庫(kù)集群和分布式應(yīng)用 。4）包含豐富的業(yè)務(wù)組件權(quán)限組件、流程引擎組件、多帳套組件、報(bào)表組件、規(guī)則引擎組件。

（2）快速開(kāi)發(fā)平臺(tái)

快速開(kāi)發(fā)平臺(tái)提供了快速開(kāi)發(fā)桌面應(yīng)用程序的能力，可大大縮短業(yè)務(wù)到程序?qū)崿F(xiàn)的時(shí)間周期，讓設(shè)計(jì)師和編碼人員的成果高度復(fù)用。前端開(kāi)發(fā)以配置式為主，功能模塊開(kāi)發(fā)周期短，且測(cè)試簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，擴(kuò)展現(xiàn)好，磨合時(shí)間短。降低開(kāi)發(fā)技術(shù)難度，有開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)的人員即可進(jìn)行開(kāi)發(fā)工作并快速響應(yīng)用戶(hù)個(gè)性化需求，有效的降低項(xiàng)目開(kāi)發(fā)成本和后期的維護(hù)成本。

2、業(yè)務(wù)模塊化

結(jié)合鋼鐵釩鈦行業(yè)制造管理特點(diǎn)，首先從工廠建模入手，通過(guò)對(duì)工廠制造人、機(jī)、法、料、環(huán)5要素進(jìn)行對(duì)象抽象，形成工廠基礎(chǔ)模型框架。其次沿 “合同-計(jì)劃-工序-質(zhì)量”四條主線(xiàn)，對(duì)制造管理流程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行業(yè)務(wù)活動(dòng)提煉，形成可適應(yīng)多種應(yīng)用場(chǎng)景的業(yè)務(wù)流程模型，包括計(jì)劃排產(chǎn)模型、庫(kù)區(qū)智能管理模型、過(guò)程質(zhì)量分析模型、管理數(shù)據(jù)可視化模型等。

（1）計(jì)劃排產(chǎn)

計(jì)劃排產(chǎn)要點(diǎn)在“排”、重點(diǎn)在“調(diào)”。計(jì)劃排產(chǎn)依托于工廠人、機(jī)、法、料、環(huán)靜態(tài)模型，充分考慮計(jì)劃執(zhí)行過(guò)程中外部因素對(duì)工廠靜態(tài)模型的擾動(dòng)，首先加強(qiáng)對(duì)計(jì)劃影響的因素?cái)?shù)據(jù)的全面采集包括比如客戶(hù)訂單、設(shè)備、原料、運(yùn)輸?shù)萚1]。其次對(duì)影響計(jì)劃執(zhí)行因素進(jìn)行分解，將問(wèn)題從高維空間映射到降維空間，最后結(jié)合歷史數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練?；趯?duì)象化、模型化的數(shù)據(jù)，可快速部署適配于用戶(hù)的計(jì)劃排程功能需求。

（2）庫(kù)區(qū)智能化管理模型

庫(kù)區(qū)智能化管理模型包括庫(kù)區(qū)規(guī)劃算法、庫(kù)存預(yù)警算法、物料識(shí)別及追蹤、智能盤(pán)庫(kù)等功能。傳統(tǒng)的庫(kù)房管理多采用現(xiàn)場(chǎng)人工調(diào)度指揮的方式進(jìn)行實(shí)物與賬務(wù)管理，系統(tǒng)操作量大且信息嚴(yán)重滯后。庫(kù)區(qū)智能化管理模型通過(guò)對(duì)庫(kù)區(qū)前后生產(chǎn)工序，生產(chǎn)情況、產(chǎn)品質(zhì)量情等情況實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，從準(zhǔn)確把握庫(kù)區(qū)的來(lái)料情況開(kāi)始，結(jié)合庫(kù)區(qū)的情況包括庫(kù)存結(jié)構(gòu)及下工序備料需求，在有限庫(kù)區(qū)空間內(nèi)利用模型制定最優(yōu)庫(kù)內(nèi)收料、倒垛、移庫(kù)等工作計(jì)劃。

（3）過(guò)程質(zhì)量分析模型

過(guò)程質(zhì)量分析模型沿工廠靜態(tài)模型及物料質(zhì)量形成過(guò)程，基于采集過(guò)程工藝數(shù)據(jù)和物料實(shí)績(jī)相匹配，以數(shù)據(jù)化的方式重現(xiàn)生產(chǎn)工藝過(guò)程并量化描述質(zhì)量關(guān)鍵控制點(diǎn)，輔助質(zhì)量人員進(jìn)行工藝分析和質(zhì)量控制。以型鋼軋制力分析為例，通過(guò)把道次軋制力進(jìn)行分為道次數(shù)據(jù)切分、數(shù)據(jù)切片形成物料軋制力波動(dòng)透視圖并將影響型鋼軋制質(zhì)量的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展現(xiàn)，以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)來(lái)料的情況設(shè)置最優(yōu)軋制控制參數(shù)。

（4）數(shù)據(jù)可視化

數(shù)據(jù)可視化是對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)報(bào)表、多維數(shù)據(jù)分析的延伸和擴(kuò)展。其基本思想是將每一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)作為單個(gè)圖元元素進(jìn)行表示，以大數(shù)據(jù)集構(gòu)建數(shù)據(jù)圖像。星云智聯(lián)數(shù)據(jù)可視化組件基于工廠靜態(tài)模型和關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程，在系統(tǒng)中提供生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、流程管理三類(lèi)場(chǎng)景數(shù)據(jù)可視化工具。生產(chǎn)管理以實(shí)時(shí)化生產(chǎn)概貌為核心，集中展示工廠生產(chǎn)從準(zhǔn)備、工藝、庫(kù)存到發(fā)貨各部份數(shù)據(jù);設(shè)備管理以機(jī)組為中心，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成設(shè)備運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)表征設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，為生產(chǎn)組織提供設(shè)備運(yùn)行及運(yùn)維監(jiān)控保障;流程管理基于工廠計(jì)劃流、物流、質(zhì)量流、能量流所建立可視化虛擬產(chǎn)線(xiàn)，為生產(chǎn)制造管理活動(dòng)提供動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)手段。

（三）結(jié)束語(yǔ)

隨國(guó)家大力推行“中國(guó)制造2025”，制造企業(yè)必須從與時(shí)俱進(jìn)，以MES系統(tǒng)為代表傳統(tǒng)的信息化系統(tǒng)也必須緊隨時(shí)代的進(jìn)步。從傳統(tǒng)的流程驅(qū)動(dòng)、業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，“以數(shù)據(jù)價(jià)值為核心”在要求更廣泛應(yīng)用MES系統(tǒng)同時(shí)，對(duì)MES系統(tǒng)技術(shù)及功能架構(gòu)進(jìn)行更全面數(shù)據(jù)化升級(jí)重構(gòu)也是實(shí)現(xiàn)工廠從自動(dòng)化走向智能化，從有人到無(wú)人化，從信息化到智慧化的必由之路。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉宮昊;叢森.智能制造執(zhí)行系統(tǒng)在特種工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用--新技術(shù)新工藝.2021，（10）.