淺談MES在化工企業(yè)中的應(yīng)用

崔巍

（中國石油吉林石化公司有機合成廠，吉林 吉林市 132022）

[摘 要] MES在現(xiàn)代化化工企業(yè)中得以普遍的應(yīng)用，它是處于計劃層和現(xiàn)場自動化系統(tǒng)之間的執(zhí)行層。MES在生產(chǎn)中形成計劃管理層、生產(chǎn)執(zhí)行層和過程控制層三個層次的周期循環(huán)，它能給企業(yè)和社會帶來巨大的效益，能夠及時進行信息交換，對于一個現(xiàn)代化化工企業(yè)來說，完整的企業(yè)信息系統(tǒng)必須是三個層次之間的完整結(jié)合。因此，MES系統(tǒng)成為當(dāng)前化工企業(yè)必不可少的需求。

[關(guān)鍵詞] MES；信息；現(xiàn)代化

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 05. 035

[中圖分類號] F270.7 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）05- 0064- 02

1 MES的定義

MES是上層計劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間的、面向車間層的管理信息系統(tǒng)。當(dāng)工廠有實時事件發(fā)生時，MES系統(tǒng)能及時對這些事件做出反應(yīng)、報告，并利用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)對它們進行約束和處理。這種狀態(tài)化的迅速響應(yīng)使MES能夠減少企業(yè)的損失。

2 MES操作分類

（1）操作監(jiān)控。根據(jù)操作指令和邊界管理來監(jiān)控指標(biāo)，根據(jù)監(jiān)控目標(biāo)和設(shè)定的邊界條件來匯報偏差，提供界面供操作工輸入偏差原因，多種算法評估指標(biāo)后的影響，可設(shè)定數(shù)千個監(jiān)控目標(biāo)并且分別設(shè)定獨立的邊界條件，裝置停機的時候可以設(shè)定停止記錄偏差。

（2）操作指令。配合操作監(jiān)控來修改監(jiān)控目標(biāo)上、下限，將月計劃分解為每天日常指令，同創(chuàng)建、審核、激活等一套流程，指令可以包含邊界管理以及相應(yīng)記錄等多種信息，指令與設(shè)備和裝置相關(guān)，為不同設(shè)備發(fā)布不同指令。

（3）操作日志。為操作工提供界面用來輸入當(dāng)班發(fā)生的信息，實現(xiàn)交接班記錄的電子化，提供一天創(chuàng)建、提交、確認(rèn)的流程來控制訪問權(quán)限，權(quán)限設(shè)計根據(jù)實際崗位，利用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺可以將操作監(jiān)控操作指令模塊的信息在操作日志中自動生成，提供任務(wù)子模塊來實現(xiàn)例行任務(wù)的下達和完成結(jié)果的反饋工具。

三個模塊既能各自完成相應(yīng)功能優(yōu)勢有機整體，協(xié)同工作產(chǎn)生最大效益，同時操作管理模塊還能同實時數(shù)據(jù)平臺和績效管理等模塊系統(tǒng)工作，組成完整的工廠信息化建設(shè)主體。

3 MES在化工廠應(yīng)用的功能介紹

數(shù)據(jù)采集：通過網(wǎng)絡(luò)傳輸智能方式對工藝現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)進行搜集分析。

過程管理：對工藝生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，可以及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常情況并做相應(yīng)處理。

績效分析：提供實際生產(chǎn)過程測定的結(jié)果、過去的記錄、企業(yè)期盼目標(biāo)以及客戶要求，分析績效成果。

4 MES優(yōu)點

（1）MES在化工廠中的位置。MES與上層ERP等業(yè)務(wù)系統(tǒng)和底層DCS等生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)一起構(gòu)成企業(yè)的神經(jīng)系統(tǒng)，一是把業(yè)務(wù)計劃的指令傳達到生產(chǎn)現(xiàn)場，二是將生產(chǎn)現(xiàn)場的信息及時收集、上傳和處理，MES不單是面向生產(chǎn)現(xiàn)場的系統(tǒng)，而是作為上、下兩個層次之間雙方信息的傳遞系統(tǒng)。

（2）MES智能功能。經(jīng)營管理者可以通過MES系統(tǒng)，監(jiān)測到現(xiàn)場實際的工藝數(shù)據(jù)，通過MES數(shù)據(jù)采集，使現(xiàn)場實際的智能設(shè)備、在線檢測儀、PLC等相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C。讓生產(chǎn)數(shù)據(jù)在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中流動，提供統(tǒng)一的瀏覽器訪問界面并且通過權(quán)限控制，提供數(shù)據(jù)的可追溯性，發(fā)現(xiàn)問題可直接追溯到底層責(zé)任人。

（3）生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理平臺。MES是實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，從PLC、DCS等設(shè)備獲取實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為應(yīng)用模塊提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺。這樣在管理軟件需要生產(chǎn)數(shù)據(jù)的時候，只需訪問實時數(shù)據(jù)庫即可，而不需要到每個DCS模塊中去獲取，方便了管理者和決策者做出更為合理的決定，是與工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系最緊密的一種數(shù)據(jù)庫。

（4）無紙化辦公的一個飛躍。從原來的紙質(zhì)報表到現(xiàn)在的電子報表，從原來的人為分析數(shù)據(jù)到現(xiàn)在的數(shù)據(jù)歸并，從原來的為檢查到現(xiàn)在的可視化檢查，將問題透明化，便于發(fā)現(xiàn)問題并及時解決。

5 MES在化工廠應(yīng)用存在的問題

（1）MES體系還不是很完整，基本功能并不完善，化工廠尚無完整的、系統(tǒng)的、自成一體化的MES解決方案。

（2）集成性還沒有完全解決，現(xiàn)在還沒有一套完整的數(shù)據(jù)模型來解決集成性問題，所以信息的交互并不能完整的實現(xiàn)，計劃層和控制層之間的空隙并未得到解決。

（3）通用性和可配置性比較差，目前的系統(tǒng)不能對突然的變化做出及時的反應(yīng)，只能適應(yīng)于固定的環(huán)境，系統(tǒng)的可配置性、可重構(gòu)型、可擴展性由于缺乏完善的數(shù)據(jù)集成技術(shù)，阻礙了MES的功能實現(xiàn)。

6 解決方案

（1）MES新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展。針對多變的控制流程可以進行結(jié)構(gòu)性重新構(gòu)建設(shè)置，同時，將MES系統(tǒng)和WEB技術(shù)完美結(jié)合，更加實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。

（2）更強的集成化功能。MES系統(tǒng)需要更廣泛的集成性，可以對多種系統(tǒng)、層次進行有效的集成控制，覆蓋到企業(yè)的控制流程，通過制定一套完整的MES設(shè)計及運用標(biāo)準(zhǔn)，可以保證實現(xiàn)對原始系統(tǒng)的保護。

（3）支持網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)控制。進行工廠的實時生產(chǎn)信息和過程管理以調(diào)整統(tǒng)一控制所有的生產(chǎn)活動，建立過程化、敏捷化、有效的組織和級別化的管理企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營達到同步化。