科遠MES 系統(tǒng)在化工企業(yè)的應用研究

魏晨

（南開大學，天津 300071）

近些年科技不斷的進步，當前化工行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)升級與整合，化生產(chǎn)原材料價格提升；人工成本大幅度提高；新配方新工藝層出不窮；節(jié)能減排與淘汰落后產(chǎn)能不斷深化，使化工企業(yè)之間的競爭壓力也與日劇增，原來企業(yè)只關注的生產(chǎn)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等問題是遠遠不夠的，在建立原有生產(chǎn)流程實現(xiàn)自動化后，化工企業(yè)將向信息化，智能化發(fā)展！

1 科遠MES 系統(tǒng)解決方案總體思路

科遠MES 系統(tǒng)作為橋梁和引擎，與控制單元（PLC）、監(jiān)控系統(tǒng)（DCS）、企業(yè)資源計劃（ERP）、產(chǎn)品管理（PLM）等系統(tǒng)進行充分融合，切實解決了工業(yè)企業(yè)智能化管控的銜接問題；充分利用信息化集成優(yōu)勢，通過數(shù)據(jù)采集技術獲取各層級的基本信息，對生產(chǎn)過程中的投入，產(chǎn)出，設備，庫存，人工等信息實時把控，實現(xiàn)“貨物運輸流，生產(chǎn)信息流，企業(yè)資金流”三流同步，實現(xiàn)主動式生產(chǎn)管控。全面提升工廠生產(chǎn)管理水平。科遠智慧（MES）系統(tǒng)解決方案，總體模塊如圖1 所示。

圖1

1.1 科遠MES 系統(tǒng)軟件支撐平臺

1.1.1 科遠SyncBASE 實時數(shù)據(jù)庫

（1）采用標準的C/C++語言編寫，支持Windows、Solaris、Linux 等平臺；采用分布式數(shù)據(jù)庫技術；

（2）提供與國內(nèi)主流DCS 系統(tǒng)和Siemens、Modeicon、AB、GE 等PLC 系統(tǒng)的標準數(shù)據(jù)接口；

（3）滿足百萬級測點容量，支持各種數(shù)據(jù)類型存儲，包括布爾型bool、整型int 等。

1.1.2 EmpoworX 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺

科遠智慧EmpoworX 平臺在相關層級提供的主要功能包括：一是工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)接入存儲與邊緣計算；二是向開發(fā)者提供數(shù)據(jù)挖掘、人工智能算法及相關開發(fā)組件的PaaS 平臺；三是面向企業(yè)提供各類業(yè)務的應用系統(tǒng)。平臺可以提供工業(yè)設備預警與故障診斷、預測性維護、生產(chǎn)過程優(yōu)化、經(jīng)營分析、對標管理、過程監(jiān)視、趨勢分析、綜合報表、性能計算等多種標準應用服務。

1.1.3 關系數(shù)據(jù)庫軟件

Oracle 數(shù)據(jù)庫是基于“客戶端／服務器”模式結構。客戶端應用程序執(zhí)行與用戶進行交互的活動。服務器系統(tǒng)負責管理數(shù)據(jù)信息和各種操作數(shù)據(jù)的活動。

Microsoft SQL Server 使用集成的商業(yè)智能 (BI)工具提供了企業(yè)級的數(shù)據(jù)管理。Microsoft SQL Server 數(shù)據(jù)庫引擎為關系型數(shù)據(jù)和結構化數(shù)據(jù)提供了存儲功能，可以構建和管理用于業(yè)務的高可用和高性能的數(shù)據(jù)應用程序。

2 科遠智慧MES 系統(tǒng)功能展示

2.1 綜合展示

綜合展示系統(tǒng)是利用智能通信技術與數(shù)據(jù)采集等手段，為各層級管理者們搭建一個整合企業(yè)各項生產(chǎn)業(yè)務的數(shù)據(jù)平臺，實時分析和控制生產(chǎn)經(jīng)營活動的管理駕駛艙，全面及時地反映整個公司的運營狀況，運用各種模型對關鍵業(yè)務進行分析、判斷與預測，實現(xiàn)智能通信技術在化工企業(yè)的應用，從生產(chǎn)流程到?jīng)Q策優(yōu)化分析。覆蓋內(nèi)容如圖2：

2.2 計劃管理

根據(jù)分公司下發(fā)的生產(chǎn)計劃，建立各項生產(chǎn)計劃之間的協(xié)調(diào)，協(xié)同考慮企業(yè)內(nèi)、外部資源，主要包括：生產(chǎn)計劃編制、燃料計劃編制、能耗計劃、原輔料計劃編制、日常物資計劃編制、綜合計劃編制上報、上報報表/報告查詢等；

2.3 生產(chǎn)調(diào)度

生產(chǎn)調(diào)度包括視頻圖像監(jiān)視、生產(chǎn)過程監(jiān)視、關鍵設備監(jiān)視、調(diào)度指令管理、調(diào)度預案、日志報表記錄。執(zhí)行周例會、日例會制度，對每周、每天的生產(chǎn)經(jīng)營任務進行安排，通過生產(chǎn)調(diào)度模塊記錄生產(chǎn)調(diào)度會安排的各項任務、責任單位，對執(zhí)行情況進行記錄、追溯查詢。

圖2

2.4 安環(huán)管理

系統(tǒng)安環(huán)管理模塊通過對生產(chǎn)現(xiàn)場的實時監(jiān)控（包括生產(chǎn)數(shù)據(jù)、危險源監(jiān)控、火災報警、可燃氣體報警、安全巡防、氣象數(shù)據(jù)、空氣質(zhì)量、噪聲污染等），幫助安環(huán)部門及調(diào)度人員實時了解各生產(chǎn)單位的生產(chǎn)情況，避免違規(guī)作業(yè)，確保安全生產(chǎn)。同時，通過對管理制度、員工安全生產(chǎn)培訓、安全預案、事故處理等流程的梳理和標準化，規(guī)范安環(huán)工作，豐富員工安環(huán)知識，提高員工安環(huán)意識及應急能力，減少安環(huán)事故的發(fā)生。

2.5 統(tǒng)計管理

科遠報表平臺對企業(yè)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)及其他業(yè)務數(shù)據(jù)進行綜合處理、統(tǒng)計分析，并能監(jiān)視、查詢和打印。通過報表平臺，用戶可以根據(jù)生產(chǎn)需要，自己設定出附合自己企業(yè)需求的報表，整個開發(fā)過程不需要特殊代碼支撐，通過模塊圖化開發(fā)工具進自行定義。置，并自動保存每次修改的時間、修改人等信息。

2.6 實時監(jiān)控

科遠具有自主知識產(chǎn)權的大數(shù)據(jù)庫管理軟件SyncBase5.0，用來監(jiān)控生產(chǎn)經(jīng)營狀況，而且可以通過算法計算，將生產(chǎn)過程中實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為，對企業(yè)經(jīng)營生產(chǎn)分析和方向決策把關的數(shù)據(jù)資料基礎，這些數(shù)據(jù)材料使企業(yè)生產(chǎn)變得透明化，為企業(yè)生產(chǎn)力和效率提供最優(yōu)的決策支持。監(jiān)控時數(shù)據(jù)采集接口主要完成實時應用平臺從其他系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)的功能，其主要包括：控制系統(tǒng)（DCS/PLC）接口、手工錄入接口和視頻數(shù)據(jù)接口等。

2.7 工藝管理

工藝管理功能包括工藝規(guī)程管理、生產(chǎn)方案管理、工藝臺賬管理、工藝流程圖監(jiān)控、聯(lián)鎖報警、報警分級推送、質(zhì)量管理、化驗分析、配料管理等模塊

配料管理：配料管理-配料單下達-配料單確認-備料切換-……

2.8 能源管理

能源管理系統(tǒng)以信息化為基礎方法，對企業(yè)能源消耗進行管理，其主要通過自動采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲、資料分析、統(tǒng)計、成本核算、指標考核等一體化的智能管理監(jiān)測平臺，其目的幫助企業(yè)了解和分析自己企業(yè)內(nèi)部的能源消耗情況，實時掌握消耗狀況，減少能耗損失，提高企業(yè)產(chǎn)品市場競爭力。

系統(tǒng)主要包括能源監(jiān)測、能源數(shù)據(jù)采集、能耗異常監(jiān)控、設備運行監(jiān)測、能耗管網(wǎng)監(jiān)測、能源管理、能耗平衡管理、能源實績管理、能源計量、統(tǒng)計分析等幾個子系統(tǒng)，提高能源管理效率和質(zhì)量，提高企業(yè)信息化水平。

2.9 配方管理

構建統(tǒng)一的配方數(shù)據(jù)管理平臺，全面覆蓋工藝配方設計、維護、審核、批準、下發(fā)和執(zhí)行的全過程，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的有效監(jiān)管。根據(jù)化工工藝配方比例可計算出半成品和原料的需求量，及時掌握和控制配方成本波動趨勢，加強配方成本分析。

2.10 成本管理（一鍵成本核算）

成本的管理活動成本核算包括日標準成本和月末實際成本兩部分，其主要由成本中心：制造費用與產(chǎn)品成品分攤關系。

單據(jù)定義：成本核算相關業(yè)務發(fā)生費用的單據(jù)。

憑證模板：通過接口同步財務系統(tǒng)會計科目，將業(yè)務單據(jù)生成的憑證模板化。

庫存事務：成本核算相關產(chǎn)成品及原輔料耗用的關系。

2.11 庫存管理

生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的原料投入、產(chǎn)品消耗、原料進廠、產(chǎn)品出廠、各裝置的投入產(chǎn)出等進行計量和統(tǒng)計，實現(xiàn)以生產(chǎn)實績的測量為依據(jù)，對生產(chǎn)情況進行計算、統(tǒng)計和跟蹤，功能包括供應商管理、原料庫存管理、輔料庫管理、化產(chǎn)品庫存管理、罐區(qū)管理、產(chǎn)品檢驗、進出廠管理、物料統(tǒng)計、輔料管理以及物料跟蹤。部分指標數(shù)據(jù)從大宗物料或其他數(shù)據(jù)庫中調(diào)取。

2.12 設備管理

科遠智慧-設備管理采用模塊化結構，其功能模塊：設備管理、檢修工作管理、檢修策略管理、技術監(jiān)督、可靠性分析、固定資產(chǎn)管理等：其支持設備全生命周期管理，同時引入了精細化管理如工序管理，質(zhì)量管理等，同時管理者根據(jù)實時的信息反饋進行判斷和決策，然后進行調(diào)整和修正生產(chǎn)過程的相關活動。

2.13 移動APP

科遠移動應用平臺采用獨有的編譯技術，基于移動應用平臺開發(fā)相應的終端應用，支持主流 Android 和 ISO 移動操作系統(tǒng)，一鍵式安裝，實現(xiàn)用戶隨時隨地的進行生產(chǎn)實時監(jiān)管、相關數(shù)據(jù)查詢及相關流程處理的需求。

3 科遠MES 系統(tǒng)建設效果

（1）解決數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，整合全廠數(shù)據(jù)

（2）打通數(shù)據(jù)壁壘，實現(xiàn)信息化的數(shù)據(jù)聯(lián)通

（3）規(guī)范企業(yè)管理流程，實現(xiàn)信息化、無紙化辦公

（4）發(fā)掘數(shù)據(jù)潛力，提升企業(yè)信息化程度