連續(xù)生產(chǎn)型的流程制造企業(yè)，在產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要的地位，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中極為重要的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)，但在我國(guó)絕大部分流程工業(yè)均存在能耗高、成本高、勞動(dòng)生產(chǎn)率低、資源利用率低的特點(diǎn)，其能耗普遍比國(guó)外先進(jìn)水平高出30％，勞動(dòng)生產(chǎn)率只及國(guó)外的20％～30％，生產(chǎn)成本普遍高出國(guó)外1～2倍。在有色金屬行業(yè)，我國(guó)10種常用有色金屬年產(chǎn)量為650多萬(wàn)噸，居世界第2位，但由于總體過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)和裝備水平與國(guó)外相比還有較大的差距，使得我國(guó)有色金屬行業(yè)采選業(yè)資源利用率僅為35％，發(fā)達(dá)國(guó)家為60％以上；硫利用率(環(huán)境污染)我國(guó)為50％，發(fā)達(dá)國(guó)家為95％以上。流程工業(yè)面臨的挑戰(zhàn)使我們需要將生產(chǎn)信息和管理信息有效集成，信息系統(tǒng)需要貫穿企業(yè)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃和生產(chǎn)調(diào)度層，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)信息的共享。

1 鋁電解企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程分析

    鋁電解生產(chǎn)過(guò)程主要是以冰晶石一氧化鋁溶液做電解質(zhì)，炭素材料為陰極和陽(yáng)極，在陰極上析出液態(tài)金屬鋁。一臺(tái)電解槽是一個(gè)生產(chǎn)單元，一定數(shù)量的電解槽串連起來(lái)構(gòu)成一個(gè)系列，幾個(gè)系列組成一個(gè)電解車(chē)間。隨著槽型不斷大型化，操作機(jī)械化、自動(dòng)化水平的日益提高，與舊式電解車(chē)間相比，新式電解車(chē)間顯現(xiàn)出對(duì)設(shè)備和專(zhuān)用車(chē)輛依賴(lài)性更強(qiáng)，作業(yè)時(shí)間安排和作業(yè)質(zhì)量控制更加嚴(yán)格，各工種、上下工序間配合更加緊湊、協(xié)調(diào)，指導(dǎo)生產(chǎn)更加重視數(shù)據(jù)解析的大趨勢(shì)。

2 鋁電解企業(yè)MES的整體分析及其構(gòu)建

    2.1 系統(tǒng)分析

    現(xiàn)代的鋁電解企業(yè)都是比較先進(jìn)的電解鋁企業(yè)，其電解鋁生產(chǎn)過(guò)程采用槽控機(jī)控制系統(tǒng)，氧化鋁輸送和煙氣凈化流程采用PLC控制系統(tǒng)，整流供電配有綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、化驗(yàn)設(shè)備和動(dòng)力管網(wǎng)計(jì)量檢測(cè)。然而，其各控制系統(tǒng)都是獨(dú)立封閉運(yùn)行在各自的生產(chǎn)工序中，如電解、凈化、整流供電、化驗(yàn)分析、計(jì)量檢測(cè)等生產(chǎn)控制之間彼此獨(dú)立封閉，生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)信息彼此之間不能自動(dòng)傳輸，形成了眾多“數(shù)據(jù)孤島”。

    MES起著連接生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理和生產(chǎn)過(guò)程控制與管理的作用。在現(xiàn)有的控制基礎(chǔ)上采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)集成技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)建設(shè)管理控制一體化的制造執(zhí)行系統(tǒng)，進(jìn)一步提高企業(yè)的技術(shù)水平和管理水平。

    2.2 系統(tǒng)構(gòu)建

    系統(tǒng)架構(gòu)采用分布式分層結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)源層、數(shù)據(jù)庫(kù)和Web服務(wù)層、客戶(hù)應(yīng)用層，詳見(jiàn)圖1。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)分布式分層結(jié)構(gòu)圖

    2.3 系統(tǒng)功能

    數(shù)據(jù)源層包括各類(lèi)控制和管理系統(tǒng)以及化驗(yàn)室數(shù)據(jù)錄入站點(diǎn)，完成數(shù)據(jù)的采集。該制造執(zhí)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源層的開(kāi)發(fā)是基于工業(yè)控制I/O server思想，通過(guò)智能數(shù)據(jù)接口、手工數(shù)據(jù)接口和控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)接口，提供一系列的交換標(biāo)準(zhǔn)工具集，使系統(tǒng)具備與控制數(shù)據(jù)和非控制數(shù)據(jù)整合的能力，最終達(dá)到系統(tǒng)和控制層間的數(shù)據(jù)流的交互。該層完成槽控系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)、化驗(yàn)系統(tǒng)、計(jì)量檢斤系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)采集與傳輸功能。

    數(shù)據(jù)庫(kù)和Web服務(wù)層有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、Web服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)發(fā)布。使用工業(yè)以太網(wǎng)(100 M光纖)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)時(shí)的調(diào)度、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的上傳，計(jì)劃下達(dá)，數(shù)據(jù)的發(fā)布、在線優(yōu)化過(guò)程優(yōu)化分析，手工數(shù)據(jù)的錄入等。使用快速工業(yè)以太網(wǎng)(100 M)連接現(xiàn)場(chǎng)控制器、工程師站和操作員站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的實(shí)時(shí)控制，數(shù)據(jù)的采集加工和處理。在現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)發(fā)布式I/O、數(shù)據(jù)采集模塊、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及操作員終端等通過(guò)實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線等與平臺(tái)及自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行通訊。

    客戶(hù)應(yīng)用層指用戶(hù)在本地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的訪問(wèn)和使用。系統(tǒng)為客戶(hù)提供動(dòng)態(tài)頁(yè)面流程圖和桌面應(yīng)用工具，各級(jí)管理者可以根據(jù)權(quán)限瀏覽和查詢(xún)數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)報(bào)表，準(zhǔn)確地監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程，為生產(chǎn)管理人員和操作人員提供一個(gè)信息交流平臺(tái)，通過(guò)該平臺(tái)管理人員可以下達(dá)生產(chǎn)指令和操作指導(dǎo)信息。該平臺(tái)提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化分析工具，幫助管理者分析生產(chǎn)狀況，作出高效的決策，對(duì)生產(chǎn)事件快速反應(yīng)，實(shí)時(shí)了解生產(chǎn)運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，防止事故發(fā)生。

3 結(jié)束語(yǔ)

    本項(xiàng)目直接結(jié)合鋁電解企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)，并已在西部某大型鋁電解有限公司成功運(yùn)行。通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)電解鋁生產(chǎn)數(shù)字化動(dòng)態(tài)管理，可以解決生產(chǎn)運(yùn)行中數(shù)據(jù)延遲和人為因素帶來(lái)的問(wèn)題，提高生產(chǎn)管理水平，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中存在的隱患和生產(chǎn)瓶頸，及時(shí)消除事故隱患，保證生產(chǎn)流程暢通，工藝過(guò)程穩(wěn)定，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，增加效益。同時(shí)，該系統(tǒng)還可以用于流程工業(yè)及離散型制造行業(yè)，為企業(yè)實(shí)施信息化工程服務(wù)，具備顯著的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴(lài)品牌。

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