0 引言
氯堿化工企業(yè)屬于較典型的流程工業(yè)，近幾年來，企業(yè)在采用DCS、PLC以及先進控制等手段努力提高過程控制系統(tǒng)(PCS)自動化水平的基礎上，開始注重在管理決策層實施ERP系統(tǒng)。在標準的ERP應用中，雖然資源和計劃的管理是必不可少的重要功能，但車間管理在很大程度上主要還是依賴實際經(jīng)驗來進行的，這就限制了ERP系統(tǒng)性能的充分發(fā)揮，也嚴重制約了企業(yè)綜合自動化的進一步發(fā)展。化工企業(yè)為有效實現(xiàn)生產(chǎn)流程的集中監(jiān)控，做到生產(chǎn)過程透明、可控、可追溯以及生產(chǎn)要素配置實現(xiàn)優(yōu)化，以實施MES為突破口，構建生產(chǎn)過程和管理層面的信息集成平臺，提升生產(chǎn)層面的信息化水平，同時為ERP系統(tǒng)提供及時準確的數(shù)據(jù)。本文就MES在氯堿化工企業(yè)中的應用作簡要介紹。
1 MES的概念及功能
1.1 MES的相關概念
MES(生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng))：提供為優(yōu)化從訂單投入到產(chǎn)品完成的生產(chǎn)活動所需要的信息。MES運用及時、準確的信息，來指導、啟動、響應并記錄工廠的活動，從而能夠對各種條件的變化做出迅速的響應，減少非增值活動，提高整個公司運作過程的效率。MES不但可以提高設備的投資回報率，而且有助于及時交貨、加快庫存周轉、提高收益等。MES在企業(yè)和供應鏈之間，以雙向交互的形式提供生產(chǎn)活動的基礎信息。
ERP(企業(yè)資源計劃)：借助于先進信息技術，以財務為核心，集物流、資金流、信息流為一體，支撐企業(yè)精細化管理和規(guī)范化運作的一個業(yè)務系統(tǒng)。借助于ERP系統(tǒng)來支持企業(yè)內(nèi)部業(yè)務的運作，更好地實現(xiàn)信息共享，更為高效、合理地配置和使用企業(yè)的各種資源，提高企業(yè)資源的利用率。
實時數(shù)據(jù)采集：要記錄工廠活動，必須把全廠各崗位的數(shù)據(jù)采集上來，這些數(shù)據(jù)大部分可以通過OPC方式采集，部分崗位無自動記錄的可以通過人工錄入方式采集。OPC標準以微軟公司的OLE技術為基礎，OPC包括一整套接VI、屬性和方法的標準集，用于過程控制和制造業(yè)自動化系統(tǒng)。
1.2 MES功能
實時監(jiān)控功能：根據(jù)要求來繪制對應的監(jiān)控圖形，并根據(jù)不同用戶的操作權限，在獲取對應畫面實時數(shù)據(jù)的基礎上，對應的圖形會自動進行刷新，形成對應的實時監(jiān)控畫面。
績效管理功能：可對各生產(chǎn)車間及崗位的生產(chǎn)運行情況進行記錄，并可進行數(shù)據(jù)采集錄入，查詢、保存、編輯修改等。
生產(chǎn)調(diào)度功能：可以進行生產(chǎn)計劃的管理，通過對歷史數(shù)據(jù)、歷史趨勢的查詢進行事故分析，可以查詢報警信息、開停機信息，以及進行調(diào)度指令下發(fā)，形成調(diào)度日報等。
過程檢驗分析功能：對過程生產(chǎn)的各個檢驗報告進行查詢分析。
庫存管理功能：用于對生產(chǎn)庫存進行查詢管理。
查詢與分析功能：可以按條件進行相關查詢及分析。
系統(tǒng)權限管理：可以對用戶進行權限等級管理，人員增減管理等。
數(shù)據(jù)管理維護：對數(shù)據(jù)庫進行相應的管理及維護。
ERP接口：采用DbLink方式，利用接口表方式，實現(xiàn)與ERP數(shù)據(jù)的互訪。
2 化工企業(yè)MES系統(tǒng)體系結構及系統(tǒng)安全
2.1 化工企業(yè)MES系統(tǒng)體系結構
系統(tǒng)體系結構是系統(tǒng)的一個或多個結構，它包含軟件構件、這些構件的對外可見的性質(zhì)以及它們之間的關系。
體系結構的表示：南寧化工MES系統(tǒng)的系統(tǒng)體系結構采用“4+1”視圖模型表示。“4+1”視圖模型從5個不同的視角包括邏輯視圖、過程視圖、實現(xiàn)視圖、實施視圖和情景視圖來描述系統(tǒng)體系結構。每一個視圖關心系統(tǒng)的一個側面，5個視圖結合在一起全面反映系統(tǒng)體系結構。
MES系統(tǒng)體系結構的邏輯視圖如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)體系結構的邏輯視圖
在圖1中，基礎編碼維護功能包括產(chǎn)線、工序、崗位、計量點、停止類型(故障)、班次、班組、人員、檢驗項目等。生產(chǎn)實績管理是根據(jù)各個崗位的具體情況，在整合實時采集、崗位錄人數(shù)據(jù)及過程檢驗數(shù)據(jù)基礎上，形成個性化崗位臺帳為基礎的作業(yè)實績。生產(chǎn)調(diào)度是在監(jiān)控系統(tǒng)支持下，監(jiān)視公司實時運行總貌，實現(xiàn)在線調(diào)度管理及調(diào)度指揮，支持公司開車運行管理，實現(xiàn)事故追溯。過程質(zhì)量管理則根據(jù)過程檢驗部署，在對采樣點及相關檢驗項目編碼的基礎上，實現(xiàn)過程檢化驗數(shù)據(jù)的計算機管理。實時監(jiān)控主要提供各種實時的監(jiān)控畫面，為各崗位展示現(xiàn)場實績。查詢模塊的功能是在形成過程實績的基礎上，按照基礎編碼所確定的報表項目，生成用戶所需要的報表。外部接口模塊包含對ERP獲取計劃信息及生產(chǎn)處關心的訂單信息的支持及ERP相關的設備生產(chǎn)信息。對于ERP，主要是通過接口表或接口視圖方式來實現(xiàn)。
系統(tǒng)體系結構的過程視圖主要由過程順序視圖和過程協(xié)作視圖組成，其平衡過程視圖是總體過程視圖的主要部分，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)體系結構中總體過程視圖的思想。
實施視圖將各功能構件分布在三個應用服務器上，數(shù)據(jù)庫部署在具備雙機冗余的服務器上，應用服務器(相關應用的服務端)及實時數(shù)據(jù)庫部署在另一臺服務器上。
情景視圖是重要系統(tǒng)活動的抽象，使邏輯視圖、過程視圖和實施視圖有機聯(lián)系起來，從某種意義上說情景視圖是重要的需求抽象。
根據(jù)系統(tǒng)確定的功能范圍，結合業(yè)務流程模型，系統(tǒng)體系結構的情景視圖描述系統(tǒng)角色如何使用系統(tǒng)功能，驗證系統(tǒng)功能是否滿足業(yè)務部門的實際業(yè)務需求。
運行體系結構：根據(jù)系統(tǒng)總體實施視圖和系統(tǒng)中各構件之間的基本數(shù)據(jù)流向，系統(tǒng)運行基本體系結構圖如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)運行(基本)體系結構
2.2 系統(tǒng)安全
系統(tǒng)安全的層次：系統(tǒng)在生產(chǎn)運行和管理占有重要的地位，根據(jù)系統(tǒng)安全設計總體框架設計原則，參考國內(nèi)從內(nèi)容安全、數(shù)據(jù)安全、運行安全和物理安全四個層次面向應用建立的信息系統(tǒng)安全框架層次和國外從完整性、機密性和可用性三個屬性面向屬性建立的信息系統(tǒng)安全框架人手，從連接安全、操作安全和數(shù)據(jù)安全三個層次對建立MES的安全防護保障體系進行防護。連接安全層是安全防護保障體系的外層，操作安全層是安全防護保障體系的中間層，數(shù)據(jù)安全層是安全防護保障體系的內(nèi)層。
主要安全威脅和防范方法：安全防護保障體系層次中的主要安全威脅和防范方法。①物理安全。主要威脅是物理環(huán)境的威脅或設備的破壞；從操作控制臺直接進入系統(tǒng)。防范方法是MES設備應該放在一個安全的地方；嚴格控制可進入的人員；嚴格按物理環(huán)境或設備安全規(guī)范執(zhí)行；②網(wǎng)絡安全。威脅是內(nèi)部人員的惡意攻擊，如病毒，ID地址沖突等。防范方法是在企業(yè)層正確的設置防火墻；通過網(wǎng)絡安全專家來配置網(wǎng)絡中各種進入接點并一直控制其變化；控制部分網(wǎng)絡的連接，比如路由器表通過IP地址來控制用戶進入MES服務器；③應用安全。威脅來自未經(jīng)授權的連接／系統(tǒng)修改／數(shù)據(jù)。防范方法應通過權限設置逐步逐條的使它與業(yè)務流程要求相一致；在項目實施的過程中做好每一個用戶的權限測試；建立防病毒體系；④操作安全。威脅為繞過安全程序；意料外的與控制有關的錯誤。防范方法應責任分離；禁止共享用戶ID；密碼標準；嚴格對操作系統(tǒng)用戶進行管理；⑤數(shù)據(jù)安全。威脅為永久性失去數(shù)據(jù)。防范方法應防止服務器上的數(shù)據(jù)在一些情況下的丟失，或盡可能減小損失；預先制定備份計劃。
3 結語
MES實施以來在各部門的配合下運行比較穩(wěn)定，已經(jīng)為實現(xiàn)公司的數(shù)字化工廠邁進堅實的一步。MES的發(fā)展勢在必行，隨著企業(yè)信息化的發(fā)展，必將出現(xiàn)以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化，走出一條科技含量高，經(jīng)濟效益好，資源消耗低，環(huán)境污染少，人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化路子，是企業(yè)提高對市場的影響能力，在市場競爭中立于不敗之地的必然選擇。
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