河北盛華化工有限公司信息中心主任 李仁
河北盛華化工有限公司（以下簡稱“盛華化工”）是一家采用標準流程化方式的傳統氯堿生產企業，公司非常重視信息化的建設，很早就實施了利用信息技術改造提升傳統行業、促進工業化發展的項目規劃建設。為了進一步提高公司生產管理水平，2007年公司開始規劃實施MES系統。經過詳細調研和咨詢，最終采用和研究院合作開發的方式進行項目的建設實施，部分集成現成的、符合整體規劃設計的軟件。建設中，系統以實時數據庫的建設為基礎，逐步進行擴展完善，目前已完成整體規劃設計開發工作和主要功能模塊建設并投入運行，產生了良好的效果和可觀的效益。
一、系統實現的主要功能
盛華化工MES系統的應用功能具有很大的伸縮性，根據各個不同的工藝流程和管理要求等客觀條件，可進行不同的應用功能框架設計。系統整體設計以實時數據庫為核心，將實時數據、關系數據及各個功能模塊和應用程序的數據和信息集成到一個平臺上，實現信息數據資源的統一，進而實現生產過程信息的自動采集，提供對生產過程數據的查詢、統計、分析工具，并實現生產過程信息的處理、存儲、管理，成本控制、能耗控制、設備監測、動態調度優化等功能。
1. 實時數據庫
實時數據庫向下集成PCS層所有DCS、電力系統以及部分分散點的重要數據，向上和公司的管理網系統連接，完成生產過程實時信息的采集和集成，實現生產運行監控、重要參數監控、關聯數據監控、重要設備運行狀態監控、工藝指標監控、產品質量監控等功能，通過使用實時數據表格和趨勢圖來監視全廠生產調度實時情況。實時數據庫提供的實時數據和歷史數據為企業經營決策提供了及時、詳實的數據，通過對整個生產系統的實時數據的處理、分析，從而快速、科學的進行決策，提出合理的解決方案，優化調度管理。實時數據庫還是實現成本動態監控的數據基礎。
2. 生產計劃調度和生產統計
生產計劃制定、生產計劃分解、生產計劃調整、消耗定額管理及生產總結錄入。應用線性規劃算法制定年、季度、月的生產計劃，如需要甚至可以細化到天。接收ERP中的銷售、管理等關系型數據，充分挖掘現有系統的數據使用潛力，提升現有系統的功能，為生產管理人員提供更為全面的數據統計和分析結果，進一步促進生產調度的合理性，實現營銷信息和生產控制信息的交匯和共享。
3. 生產過程和工藝優化管理
監控生產的操作過程和操作狀況，記錄生產操作過程，在線交接班。工藝參數的優化、主要工藝指標的優化是將生產中的一些關鍵工藝指標和參數與其優化指標進行比對，系統在積累了大量的樣本數據后，對某些關聯的工藝數據進行相關分析和回歸分析，從而得到相關參數之間的關系，以指導優化操作，加強生產的管理，達到優化生產工藝目的。
4. 能耗成本管理
利用生產的實時計量數據，對生產消耗進行數據統計、比對、分析和控制，對生產所用的水、電、汽、壓縮空氣等公用工程進行每日的平衡與月平衡的計算與分攤，及時了解目前的產品產量和原材料消耗情況，通過對產量和原材料消耗的對比分析來調整生產策略，以達到提高產量，減少消耗的目的。
5. 質量管理
質量管理部分對進廠生產用原料、中間產品、中控、成品等的化驗分析數據進行查詢、分析和匯總管理。系統是通過實時的數據傳輸和完善的質量管理來實現自動化，從而保證產品質量和提高管理水平。系統為質量檢驗和科學研究提供了高水平的管理，保證了實驗室數據的安全性，系統能夠對樣品的分析結果進行監測，生成質量控制圖、質量趨勢統計、質量評價、質量預測，大大提高了企業的市場競爭力。
6. 生產考核管理
按企業實際情況設計的考核辦法和設定的KPI指標模型，對生產的各類關鍵指標進行量化評價，對企業整體生產運行績效進行總體考核。詳細統計計算班次、日計劃、日完成、運行天數、月累計等考核信息，并提供各種分析結果，讓管理層隨時了解各車間班組的生產操作水平，實現企業生產精細化管理。
7. 設備資產管理
此部分是盛華化工MES系統最主要的部分，也是此MES系統設計不同于其他系統的地方。對于化工行業來說，設備是生產的基礎和命脈，設備的管理至關重要。針對于此，盛華化工特別開發設計了一個設備資產管理系統，系統分為動態監控和靜態管理兩部分。系統是一個集設備日常管理、設備資料、事故處理、設備運行狀態實時監控和其他動態管理為一體的實時設備管理平臺，系統使得設備動態實時數據與靜態檔案合二為一。
(1) 設備實時遠程動態監控
實時檢測各大型設備運行的主要參數，用來跟蹤和指導設備維護的活動，并有報警分析，保證生產和調度的進程。系統維護歷史信息支持問題的診斷和處理。實時檢測數據也統一集成到實施數據庫中，進行數據的處理。
(2) 設備資產靜態管理
系統能夠對分廠各班組對應設備資產的現狀進行清晰、正確、系統化的管理，有效的達到“賬—卡—物—人”的對應管理體系；對于設備維修狀態，維修后的價值變動能夠有效的體現到對應設備、相關責任人；對于報廢資產的管理建立規范的體系，有效地保證資產的保值、增值管理。系統建立全廠規范的資產管理編碼管理制度，統一全廠設備資產編碼規則。各設備資產實行條碼管理，對于每臺設備資產形成全廠唯一的條碼；建立了設備資產條碼與ERP所對應的設備資產臺帳編碼映射關系和系統與ERP資產管理數據交流流程。
二、系統運用無線射頻識別技術
（RFID）技術，對設備條碼進行掃描，實現設備交接班、日常盤點的安全、快捷、高效率管理。對于生產常規設備，系統從設備入庫開始創建唯一的設備編碼進行全生命管理；對于項目工程所采購的設備，在安裝調試完畢后貼條碼，創建的唯一條碼來實現全生命周期的管理。管理內容分別包含與設備相關的成本信息的記載、相關責任人記載、相關時間周期記載：
①成本數據方面：從采購的“原值”成本數據、安裝成本（含基礎建設成本等）、檢修維修成本、財務折舊數據等進行歸納和展現；
②責任人方面：對于該設備對應的采購執行者、倉儲管理員、領料人、設備安裝責任人、日常管理責任人、維修責任人、調撥責任人、資產折舊的執行者（財務方面）、報廢申請者、報廢執行者等進行歸納和展現；
③時間方面：從入廠開始到設備報廢整過程的時間記載；
④班組設備管理：“賬—卡—物—人”關系數據庫已建立各班組與相關資產的關系，每個班組配置一臺手持終端（PDA），系統為每位班組負責人設立單獨賬戶、密碼，在班組交接的時候通過PDA掃描相關交班過程中需要移交的設備，并通過PDA把交接中各資產的狀況（比如：溫度、濕度、壓強、是否泄漏等）維護至系統中，做到科學的責任交割。
系統采取工單驅動方式執行日常巡檢、維修工作，達到事前做規劃、事中做控制、事后做考核管理的功能效果。維修人員根據提示，登陸PDA下載工單并在所要求的時間內達到現場執行維修工作。維修過程通過PDA上傳系統，最后錄入維修的成本，原因分析等細節。
三、系統的體系結構和新技術
盛華化工MES系統采用C/S和B/S相結合的體系結構，客戶端在數據操作等信息管理工作時采用C/S方式，而在信息瀏覽時采用B/S方式。
MES系統的主要新技術一是平衡校正技術，二是動態生產成本監控技術。
①平衡校正技術：首先是裝置平衡。裝置校正是基于裝置的設置參數模型和裝置投入產出模型，綜合考慮生產加工方案，按照一定的邏輯進行數據的校正，實現裝置級的物料平衡。生產數據經過數據校正軟件的處理，得到校正數據，數據校正軟件采用統計數據校正技術，校正所有采集的實時數據，跟蹤和消除測量誤差，實現測量數據的獲取，定時將關系數據庫同步到實時數據庫以實現數據的同步，按一定的時間進行數據的校正平衡，利用統計算法對企業的生產物料進行投入產出平衡。
②動態生產成本監控技術：實時反映工藝運行、物料消耗和成本變化的動態狀態，對經數據校正后的工藝物流率、公用工程消耗的數據以及進界區的原料和出界區的產品數量進行實時采集，同時，讀取上層關系數據庫內的各種成本組成數據，動態的自動計算各個時段，各種產品的動態成本。
四、實施效果
MES系統的實施為企業建立起了一個生產系統的統一的信息平臺，并與ERP和PCS層很好的實現集成，完成了企業從生產計劃、生產過程操作、生產質量控制、設備管理、能耗成本管理、績效考核、信息統計的生產全過程的信息化管理，全面實現生產的動態管理。設備管理系統極大地提高設備的使用周期和使用壽命，完善公司固定資產的管理。系統提供的統計報表、趨勢分析、領導查詢等工具，可實現生產過程管理信息的可視化、決策的科學化，優化資源利用，提高生產管理的精細化水平，提高企業的綜合競爭能力。
五、結論
MES系統是目前流程行業信息化建設的重點之一。
從實施的情況來看，MES系統的建設一定要依據企業的實際情況，符合企業信息化的整體規劃、生產現狀、組織結構模式和企業的管理理念等，選用適合自身的MES產品，這樣不但會縮短實施周期、節省費用，更重要的是能更好的達到設計的要求和效果，體現企業的管理思想，提高企業的生產管理水平，提升企業效益。
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本文標題：MES系統的開發與應用研究
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