張悅宗（中石化催化劑（北京）有限公司，北京 102400）

將MES系統(tǒng)運(yùn)用在催化劑生產(chǎn)裝置上

張悅宗（中石化催化劑（北京）有限公司，北京 102400）

利用生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)（MES）建立設(shè)計(jì)催化劑加氫裝置的控制系統(tǒng)管理平臺(tái)，升級(jí)安全生產(chǎn)管理水平。

MES軟件；建立生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)容；目標(biāo)

1 引言

生產(chǎn)執(zhí)行管理系統(tǒng)（Manufacturing Execution System, MES），它是企業(yè)CIMS信息集成的紐帶，是實(shí)施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略和實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本技術(shù)手段。 縱觀我國(guó)制造業(yè)信息化系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，建設(shè)的重點(diǎn)普遍放在ERP管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)兩個(gè)方面。但是，由于產(chǎn)品行銷在這一、二十年間從生產(chǎn)導(dǎo)向快速地演變成市場(chǎng)導(dǎo)向、競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向，因而也對(duì)制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管理和組織提出了挑戰(zhàn)，僅僅依靠ERP和現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)往往無(wú)法應(yīng)付這種新的局面。MES恰好能填補(bǔ)這一空白。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES是近10年來(lái)在國(guó)際上迅速發(fā)展、面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)。MES可以為用戶提供一個(gè)快速反應(yīng)、有彈性、精細(xì)化的制造業(yè)環(huán)境，幫助企業(yè)減低成本、按期交貨、提高產(chǎn)品的質(zhì)量和提高服務(wù)質(zhì)量。能夠?qū)我坏拇笈可a(chǎn)和既有多品種小批量生產(chǎn)又有大批量生產(chǎn)的混合型制造企業(yè)提供良好的企業(yè)信息管理。MES的定位，是處于計(jì)劃層和現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)之間的執(zhí)行層，主要負(fù)責(zé)車間生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的MES系統(tǒng)可以在統(tǒng)一平臺(tái)上集成諸如生產(chǎn)調(diào)度、產(chǎn)品跟蹤、質(zhì)量控制、設(shè)備故障分析、網(wǎng)絡(luò)報(bào)表等管理功能，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接可以同時(shí)為生產(chǎn)部門、質(zhì)檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務(wù)。系統(tǒng)通過(guò)強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)過(guò)程的整體優(yōu)化來(lái)幫助企業(yè)實(shí)施完整的閉環(huán)生產(chǎn)，協(xié)助企業(yè)建立一體化和實(shí)時(shí)化的ERP/MES/SFC信息體系。

2 架構(gòu)與建立

中石化催化劑（北京）有限公司加氫裝置可通過(guò)將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)中的生產(chǎn)信息進(jìn)行系統(tǒng)集成，從控制系統(tǒng)中采集部分生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸、集中存儲(chǔ)、網(wǎng)頁(yè)瀏覽，通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息的集成、整合和深度挖掘，形成多個(gè)上層應(yīng)用系統(tǒng)，匯總為公司級(jí)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)，監(jiān)控各裝置、關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行情況，提供秒級(jí)刷新的模擬流程圖工況、實(shí)時(shí)/歷史曲線、異常報(bào)警、實(shí)時(shí)報(bào)表等應(yīng)用，對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)，可以保存多年的歷史數(shù)據(jù)，供工況比較、過(guò)程回溯、事故追憶查詢，為積累操作經(jīng)驗(yàn)、提供優(yōu)化指導(dǎo)做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)平臺(tái)，提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，以方便與后期的應(yīng)用程序相連接，能在業(yè)務(wù)管理和生產(chǎn)之間起到橋梁作用，有效地實(shí)現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)信息集成與安全監(jiān)控。

建立一個(gè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，其主要內(nèi)容包括兩個(gè)方面，一是為生產(chǎn)主管領(lǐng)導(dǎo)提供各控制系統(tǒng)集成的實(shí)時(shí)信息在線查詢及分析功能，二是基于實(shí)時(shí)信息基礎(chǔ)上的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)包括生產(chǎn)監(jiān)控、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、績(jī)效管理、應(yīng)用支持平臺(tái)等應(yīng)用。做到拉近各個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)到管理人員的距離，讓辦公樓里的領(lǐng)導(dǎo)和在生產(chǎn)部的主管領(lǐng)導(dǎo)能在自己的電腦上就可以掌握分布在不同區(qū)域生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的全面生產(chǎn)實(shí)時(shí)信息，為公司領(lǐng)導(dǎo)和生產(chǎn)調(diào)度指揮提供全面、及時(shí)、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息，為生產(chǎn)管理的決策提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)及歷史數(shù)據(jù)追溯，并為設(shè)備、質(zhì)檢、生產(chǎn)等各職能崗位運(yùn)用信息化手段規(guī)范現(xiàn)行的業(yè)務(wù)管理，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理與統(tǒng)計(jì)分析的信息化、網(wǎng)絡(luò)化。

生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)在整個(gè)企業(yè)的信息化體系結(jié)構(gòu)中起著承上啟下的作用，在系統(tǒng)的下層是底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的上層則是高層的ERP管理系統(tǒng)，因此攜手上下層、優(yōu)化數(shù)據(jù)流、集成各類數(shù)據(jù)、傳遞生產(chǎn)信息是生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)所肩負(fù)的重要任務(wù)。

3 設(shè)計(jì)目標(biāo)

本系統(tǒng)將從各現(xiàn)場(chǎng)DCS中采集用戶需求的所有關(guān)鍵測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，集成到生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)中，并針對(duì)現(xiàn)狀及需求，定制開(kāi)發(fā)相關(guān)應(yīng)用。整個(gè)系統(tǒng)作為全廠生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的統(tǒng)一平臺(tái)，屏蔽了不同控制系統(tǒng)之間的差異，避免數(shù)據(jù)的冗余，提高數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)速度，并對(duì)外提供統(tǒng)計(jì)、分析等功能。

中石化催化劑（北京）有限公司生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的建設(shè)根本目標(biāo)是有效整合公司對(duì)各生產(chǎn)單位的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控，結(jié)合各個(gè)生產(chǎn)管理模塊及調(diào)度語(yǔ)音平臺(tái)、調(diào)度短信平臺(tái)等多種功能，解決生產(chǎn)單位多、區(qū)域廣、生產(chǎn)安全任務(wù)重等帶來(lái)管理難等問(wèn)題，綜合提高生產(chǎn)安全保障和管理效率。該系統(tǒng)還可以和采用當(dāng)今成熟的網(wǎng)絡(luò)、通信、圖像編解碼等先進(jìn)技術(shù)的視頻監(jiān)控相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)快速獲取重點(diǎn)部位、重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)的多種報(bào)警信息，能準(zhǔn)確、直觀、快捷反映和記錄現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)部位的動(dòng)態(tài)情況，成為調(diào)度指揮的“順風(fēng)耳和千里眼”。主要達(dá)到如下目標(biāo)：

(1) 安全生產(chǎn)。實(shí)時(shí)了解各生產(chǎn)單位的生產(chǎn)情況，避免違規(guī)作業(yè)，確保安全生產(chǎn) ；公司領(lǐng)導(dǎo)及調(diào)度中心通過(guò)生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)圖像監(jiān)控系統(tǒng)全面監(jiān)控各單位，防止各單位疏于安全生產(chǎn)。安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)警在調(diào)度中心和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的計(jì)算機(jī)中顯示、報(bào)警，并通過(guò)短信平臺(tái)及電話調(diào)度平臺(tái)指揮相關(guān)人員采取相應(yīng)的措施，從而保證設(shè)備、人身的安全。

(2) 設(shè)備安全。通過(guò)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控結(jié)合視頻圖像監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控，監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，起到預(yù)警和保護(hù)的作用 。

(3) 生產(chǎn)工藝指標(biāo)監(jiān)控。以保證生產(chǎn)車間安全、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行為主要目的；為生產(chǎn)調(diào)度指揮提供管理手段、管理工具；為考核操作人員提供依據(jù)。監(jiān)控系統(tǒng)以監(jiān)視重要部位、重要崗位、重要參數(shù)、重要控制點(diǎn)為主，把生產(chǎn)車間的相關(guān)生產(chǎn)信息及時(shí)、準(zhǔn)確和全面地反應(yīng)給生產(chǎn)調(diào)度指揮中心和各相關(guān)管理人員，將各車間的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程、生產(chǎn)情況置于各相關(guān)人員的管理、掌握之下，對(duì)生產(chǎn)車間的重要控制檢測(cè)點(diǎn)集中數(shù)個(gè)頁(yè)面顯示、報(bào)警并存檔打印，作為安全生產(chǎn)管理、考核的“硬數(shù)據(jù)”之一，實(shí)現(xiàn)對(duì)車間生產(chǎn)的有效管理和控制。

(4) 優(yōu)化生產(chǎn)操作。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的綜合、分析、總結(jié)來(lái)優(yōu)化操作規(guī)程及控制方案。要求各生產(chǎn)單位的主生產(chǎn)設(shè)備在每批（爐）生產(chǎn)結(jié)束后，能生成批量趨勢(shì)圖和批量數(shù)據(jù)報(bào)表并進(jìn)行匯總，在圖、表中顯示出生產(chǎn)反應(yīng)期間各主要參數(shù)（如溫度、壓力等）的詳細(xì)走勢(shì)變化曲線和投入、產(chǎn)出、報(bào)警情況，這些數(shù)據(jù)提供給有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行比照、分析，從而對(duì)控制方案進(jìn)行優(yōu)化，總結(jié)控制生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而反饋給生產(chǎn)車間，用作指導(dǎo)生產(chǎn)，以達(dá)到提高產(chǎn)量和質(zhì)量的目的。

(5) 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)調(diào)度指揮。為了生產(chǎn)調(diào)度指揮能更加合理地組織企業(yè)的生產(chǎn)，保證安全高效生產(chǎn)及生產(chǎn)計(jì)劃的完成。利用自動(dòng)采集到的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上層終端反映上來(lái)，經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析、整理，形成的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量以及能耗等數(shù)據(jù)，并以圖表方式表示出來(lái)，以供調(diào)度管理層做出符合實(shí)際的判斷，下達(dá)正確的指令。

(6) 生產(chǎn)管理功能。生產(chǎn)監(jiān)控、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、績(jī)效管理等，使生產(chǎn)管理的各方面都能集成到統(tǒng)一的平臺(tái)，便于管理人員作出及時(shí)準(zhǔn)確的決策。

(7) 系統(tǒng)具有擴(kuò)展性及兼容性。針對(duì)中石化催化劑（北京）有限公司企業(yè)不斷發(fā)展和壯大，系統(tǒng)預(yù)留與其它監(jiān)控系統(tǒng)以及ERP、OA數(shù)據(jù)接口，若以后系統(tǒng)擴(kuò)展，其數(shù)據(jù)也可以方便的傳送管理網(wǎng)中來(lái)。

(8) WEB瀏覽功能。公司領(lǐng)導(dǎo)、生產(chǎn)調(diào)度指揮中心領(lǐng)導(dǎo)等管理人員可以登錄瀏覽相關(guān)數(shù)據(jù)和畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程瀏覽、查詢。

4 結(jié)語(yǔ)

本生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的最終目的是搭建一個(gè)全公司統(tǒng)一的、以各裝置、設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)過(guò)程控制數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)調(diào)度管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有的過(guò)程控制系統(tǒng)所控制裝置的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使管理層能夠就近、實(shí)時(shí)了解各分廠/裝置的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況，為整個(gè)企業(yè)統(tǒng)一調(diào)度及管理層經(jīng)營(yíng)管理決策提供可靠的依據(jù)。

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Applications of MES System in Catalyst Production Device

Using the manufacturing executive system (MES) based design catalyst hydrogenation unit control system management platform can upgrade the production safety management level.

MES software system; Manufacturing executive system; Objectives

B

1003-0492(2015)03-0080-02

TP273

張悅宗（1962-），男，河北人，高級(jí)工程師，現(xiàn)就職于中石化催化劑（北京）有限公司，主要研究方向是儀表自動(dòng)化控制。