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    1　引言

    生產執行管理系統（Manufacturing Execution System,MES），它是企業CIMS信息集成的紐帶，是實施企業敏捷制造戰略和實現車間生產敏捷化的基本技術手段。 縱觀我國制造業信息化系統的應用現狀，建設的重點普遍放在ERP管理系統和現場自動化系統兩個方面。但是，由于產品行銷在這一、二十年間從生產導向快速地演變成市場導向、競爭導向，因而也對制造企業生產現場的管理和組織提出了挑戰，僅僅依靠ERP和現場自動化系統往往無法應付這種新的局面。MES恰好能填補這一空白。生產執行系統MES是近10年來在國際上迅速發展、面向車間層的生產管理技術與實時信息系統。MES可以為用戶提供一個快速反應、有彈性、精細化的制造業環境，幫助企業減低成本、按期交貨、提高產品的質量和提高服務質量。能夠對單一的大批量生產和既有多品種小批量生產又有大批量生產的混合型制造企業提供良好的企業信息管理。MES的定位，是處于計劃層和現場自動化系統之間的執行層，主要負責車間生產管理和調度執行。一個設計良好的MES系統可以在統一平臺上集成諸如生產調度、產品跟蹤、質量控制、設備故障分析、網絡報表等管理功能，使用統一的數據庫和通過網絡聯接可以同時為生產部門、質檢部門、工藝部門、物流部門等提供車間管理信息服務。系統通過強調生產過程的整體優化來幫助企業實施完整的閉環生產，協助企業建立一體化和實時化的ERP/MES/SFC信息體系。

    2　架構與建立

    中石化催化劑（北京）有限公司加氫裝置可通過將生產現場控制系統中的生產信息進行系統集成，從控制系統中采集部分生產數據通過網絡傳輸、集中存儲、網頁瀏覽，通過對實時生產信息的集成、整合和深度挖掘，形成多個上層應用系統，匯總為公司級的統一數據平臺，監控各裝置、關鍵設備的運行情況，提供秒級刷新的模擬流程圖工況、實時/歷史曲線、異常報警、實時報表等應用，對過程數據進行壓縮存儲，可以保存多年的歷史數據，供工況比較、過程回溯、事故追憶查詢，為積累操作經驗、提供優化指導做好基礎數據準備。生產執行系統以實時數據庫為數據平臺，提供標準的數據接口，以方便與后期的應用程序相連接，能在業務管理和生產之間起到橋梁作用，有效地實現全廠范圍的生產信息集成與安全監控。

    建立一個生產執行系統，其主要內容包括兩個方面，一是為生產主管領導提供各控制系統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上的生產執行系統包括生產監控、質量管理、設備管理、生產統計、績效管理、應用支持平臺等應用。做到拉近各個生產現場到管理人員的距離，讓辦公樓里的領導和在生產部的主管領導能在自己的電腦上就可以掌握分布在不同區域生產現場的全面生產實時信息，為公司領導和生產調度指揮提供全面、及時、準確的現場實時生產信息，為生產管理的決策提供可靠的數據基礎及歷史數據追溯，并為設備、質檢、生產等各職能崗位運用信息化手段規范現行的業務管理，從而實現生產管理與統計分析的信息化、網絡化。

    生產執行系統在整個企業的信息化體系結構中起著承上啟下的作用，在系統的下層是底層生產控制系統，系統的上層則是高層的ERP管理系統，因此攜手上下層、優化數據流、集成各類數據、傳遞生產信息是生產執行系統所肩負的重要任務。

    3　設計目標

    本系統將從各現場DCS中采集用戶需求的所有關鍵測點數據，集成到生產實時數據庫平臺中，并針對現狀及需求，定制開發相關應用。整個系統作為全廠生產過程數據的統一平臺，屏蔽了不同控制系統之間的差異，避免數據的冗余，提高數據的流轉速度，并對外提供統計、分析等功能。

    中石化催化劑（北京）有限公司生產執行系統的建設根本目標是有效整合公司對各生產單位的實時生產數據監控，結合各個生產管理模塊及調度語音平臺、調度短信平臺等多種功能，解決生產單位多、區域廣、生產安全任務重等帶來管理難等問題，綜合提高生產安全保障和管理效率。該系統還可以和采用當今成熟的網絡、通信、圖像編解碼等先進技術的視頻監控相結合，實現快速獲取重點部位、重要生產數據的多種報警信息，能準確、直觀、快捷反映和記錄現場有關部位的動態情況，成為調度指揮的“順風耳和千里眼”。主要達到如下目標：

    (1) 安全生產。實時了解各生產單位的生產情況，避免違規作業，確保安全生產 ；公司領導及調度中心通過生產數據監控、網絡圖像監控系統全面監控各單位，防止各單位疏于安全生產。安全生產數據報警在調度中心和相關領導的計算機中顯示、報警，并通過短信平臺及電話調度平臺指揮相關人員采取相應的措施，從而保證設備、人身的安全。

    (2) 設備安全。通過設備運行數據監控結合視頻圖像監控、環境監控，監視現場設備的運行狀況，起到預警和保護的作用 。

    (3) 生產工藝指標監控。以保證生產車間安全、經濟、高效運行為主要目的；為生產調度指揮提供管理手段、管理工具；為考核操作人員提供依據。監控系統以監視重要部位、重要崗位、重要參數、重要控制點為主，把生產車間的相關生產信息及時、準確和全面地反應給生產調度指揮中心和各相關管理人員，將各車間的整個生產過程、生產情況置于各相關人員的管理、掌握之下，對生產車間的重要控制檢測點集中數個頁面顯示、報警并存檔打印，作為安全生產管理、考核的“硬數據”之一，實現對車間生產的有效管理和控制。

    (4) 優化生產操作。通過對生產數據的綜合、分析、總結來優化操作規程及控制方案。要求各生產單位的主生產設備在每批（爐）生產結束后，能生成批量趨勢圖和批量數據報表并進行匯總，在圖、表中顯示出生產反應期間各主要參數（如溫度、壓力等）的詳細走勢變化曲線和投入、產出、報警情況，這些數據提供給有關技術人員進行比照、分析，從而對控制方案進行優化，總結控制生產經驗，進而反饋給生產車間，用作指導生產，以達到提高產量和質量的目的。

    (5) 生產動態調度指揮。為了生產調度指揮能更加合理地組織企業的生產，保證安全高效生產及生產計劃的完成。利用自動采集到的生產實時數據，通過網絡上層終端反映上來，經過對數據的分析、整理，形成的產品產量、質量以及能耗等數據，并以圖表方式表示出來，以供調度管理層做出符合實際的判斷，下達正確的指令。

    (6) 生產管理功能。生產監控、質量管理、設備管理、生產統計、績效管理等，使生產管理的各方面都能集成到統一的平臺，便于管理人員作出及時準確的決策。

    (7) 系統具有擴展性及兼容性。針對中石化催化劑（北京）有限公司企業不斷發展和壯大，系統預留與其它監控系統以及ERP、OA數據接口，若以后系統擴展，其數據也可以方便的傳送管理網中來。

    (8) WEB瀏覽功能。公司領導、生產調度指揮中心領導等管理人員可以登錄瀏覽相關數據和畫面，實現遠程瀏覽、查詢。

    4　結語

    本生產執行系統的最終目的是搭建一個全公司統一的、以各裝置、設備現場實時過程控制數據為基礎的生產數據調度管理平臺，實現對現有的過程控制系統所控制裝置的生產過程進行實時監測，使管理層能夠就近、實時了解各分廠/裝置的生產經營狀況，為整個企業統一調度及管理層經營管理決策提供可靠的依據。

    參考文獻：

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    [3] Hollias MACS V5軟件系統手冊[Z]. Hollysys, 2012, 8.

    [4] Webfield ECS - 700系統手冊[Z]. 中控SUPCON.

    [5] 化工裝置自控工程設計規定[Z]. HG/T20636～20639.

    作者簡介

    張悅宗（1962-），男，河北人，高級工程師，現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。

     摘自《自動化博覽》3月刊