將MES系統(tǒng)運用在催化劑生產(chǎn)裝置上

張悅宗（中石化催化劑（北京）有限公司，北京 102400）

將MES系統(tǒng)運用在催化劑生產(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)計催化劑加氫裝置的控制系統(tǒng)管理平臺，升級安全生產(chǎn)管理水平。

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

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，是實施企業(yè)敏捷制造戰(zhàn)略和實現(xiàn)車間生產(chǎn)敏捷化的基本技術(shù)手段。 縱觀我國制造業(yè)信息化系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，建設(shè)的重點普遍放在ERP管理系統(tǒng)和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)兩個方面。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導(dǎo)向、競爭導(dǎo)向，因而也對制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的管理和組織提出了挑戰(zhàn)，僅僅依靠ERP和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)往往無法應(yīng)付這種新的局面。MES恰好能填補這一空白。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES是近10年來在國際上迅速發(fā)展、面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實時信息系統(tǒng)。MES可以為用戶提供一個快速反應(yīng)、有彈性、精細化的制造業(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，是處于計劃層和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間的執(zhí)行層，主要負責車間生產(chǎn)管理和調(diào)度執(zhí)行。一個設(shè)計良好的MES系統(tǒng)可以在統(tǒng)一平臺上集成諸如生產(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)報表等管理功能，使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫和通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接可以同時為生產(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)通過強調(diào)生產(chǎn)過程的整體優(yōu)化來幫助企業(yè)實施完整的閉環(huán)生產(chǎn)，協(xié)助企業(yè)建立一體化和實時化的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將生產(chǎn)現(xiàn)場控制系統(tǒng)中的生產(chǎn)信息進行系統(tǒng)集成，從控制系統(tǒng)中采集部分生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸、集中存儲、網(wǎng)頁瀏覽，通過對實時生產(chǎn)信息的集成、整合和深度挖掘，形成多個上層應(yīng)用系統(tǒng)，匯總為公司級的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，監(jiān)控各裝置、關(guān)鍵設(shè)備的運行情況，提供秒級刷新的模擬流程圖工況、實時/歷史曲線、異常報警、實時報表等應(yīng)用，對過程數(shù)據(jù)進行壓縮存儲，可以保存多年的歷史數(shù)據(jù)，供工況比較、過程回溯、事故追憶查詢，為積累操作經(jīng)驗、提供優(yōu)化指導(dǎo)做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準備。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)以實時數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)平臺，提供標準的數(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，有效地實現(xiàn)全廠范圍的生產(chǎn)信息集成與安全監(jiān)控。

建立一個生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，其主要內(nèi)容包括兩個方面，一是為生產(chǎn)主管領(lǐng)導(dǎo)提供各控制系統(tǒng)集成的實時信息在線查詢及分析功能，二是基于實時信息基礎(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、績效管理、應(yīng)用支持平臺等應(yīng)用。做到拉近各個生產(chǎn)現(xiàn)場到管理人員的距離，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)場的全面生產(chǎn)實時信息，為公司領(lǐng)導(dǎo)和生產(chǎn)調(diào)度指揮提供全面、及時、準確的現(xiàn)場實時生產(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)等各職能崗位運用信息化手段規(guī)范現(xiàn)行的業(yè)務(wù)管理，從而實現(xiàn)生產(chǎn)管理與統(tǒng)計分析的信息化、網(wǎng)絡(luò)化。

生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)在整個企業(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)所肩負的重要任務(wù)。

3 設(shè)計目標

本系統(tǒng)將從各現(xiàn)場DCS中采集用戶需求的所有關(guān)鍵測點數(shù)據(jù)，集成到生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)庫平臺中，并針對現(xiàn)狀及需求，定制開發(fā)相關(guān)應(yīng)用。整個系統(tǒng)作為全廠生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的統(tǒng)一平臺，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，并對外提供統(tǒng)計、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)根本目標是有效整合公司對各生產(chǎn)單位的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控，結(jié)合各個生產(chǎn)管理模塊及調(diào)度語音平臺、調(diào)度短信平臺等多種功能，解決生產(chǎn)單位多、區(qū)域廣、生產(chǎn)安全任務(wù)重等帶來管理難等問題，綜合提高生產(chǎn)安全保障和管理效率。該系統(tǒng)還可以和采用當今成熟的網(wǎng)絡(luò)、通信、圖像編解碼等先進技術(shù)的視頻監(jiān)控相結(jié)合，實現(xiàn)快速獲取重點部位、重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)的多種報警信息，能準確、直觀、快捷反映和記錄現(xiàn)場有關(guān)部位的動態(tài)情況，成為調(diào)度指揮的“順風(fēng)耳和千里眼”。主要達到如下目標：

(1) 安全生產(chǎn)。實時了解各生產(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)報警在調(diào)度中心和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的計算機中顯示、報警，并通過短信平臺及電話調(diào)度平臺指揮相關(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。通過設(shè)備運行數(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)場設(shè)備的運行狀況，起到預(yù)警和保護的作用 。

(3) 生產(chǎn)工藝指標監(jiān)控。以保證生產(chǎn)車間安全、經(jīng)濟、高效運行為主要目的；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)、重要控制點為主，把生產(chǎn)車間的相關(guān)生產(chǎn)信息及時、準確和全面地反應(yīng)給生產(chǎn)調(diào)度指揮中心和各相關(guān)管理人員，將各車間的整個生產(chǎn)過程、生產(chǎn)情況置于各相關(guān)人員的管理、掌握之下，對生產(chǎn)車間的重要控制檢測點集中數(shù)個頁面顯示、報警并存檔打印，作為安全生產(chǎn)管理、考核的“硬數(shù)據(jù)”之一，實現(xiàn)對車間生產(chǎn)的有效管理和控制。

(4) 優(yōu)化生產(chǎn)操作。通過對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的綜合、分析、總結(jié)來優(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，能生成批量趨勢圖和批量數(shù)據(jù)報表并進行匯總，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）的詳細走勢變化曲線和投入、產(chǎn)出、報警情況，這些數(shù)據(jù)提供給有關(guān)技術(shù)人員進行比照、分析，從而對控制方案進行優(yōu)化，總結(jié)控制生產(chǎn)經(jīng)驗，進而反饋給生產(chǎn)車間，用作指導(dǎo)生產(chǎn)，以達到提高產(chǎn)量和質(zhì)量的目的。

(5) 生產(chǎn)動態(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)計劃的完成。利用自動采集到的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)上層終端反映上來，經(jīng)過對數(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，以供調(diào)度管理層做出符合實際的判斷，下達正確的指令。

(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、績效管理等，使生產(chǎn)管理的各方面都能集成到統(tǒng)一的平臺，便于管理人員作出及時準確的決策。

(7) 系統(tǒng)具有擴展性及兼容性。針對中石化催化劑（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)擴展，其數(shù)據(jù)也可以方便的傳送管理網(wǎng)中來。

(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)和畫面，實現(xiàn)遠程瀏覽、查詢。

4 結(jié)語

本生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的最終目的是搭建一個全公司統(tǒng)一的、以各裝置、設(shè)備現(xiàn)場實時過程控制數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)調(diào)度管理平臺，實現(xiàn)對現(xiàn)有的過程控制系統(tǒng)所控制裝置的生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)測，使管理層能夠就近、實時了解各分廠/裝置的生產(chǎn)經(jīng)營狀況，為整個企業(yè)統(tǒng)一調(diào)度及管理層經(jīng)營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化控制。