河北盛華化工有限公司信息中心主任 李仁
河北盛華化工有限公司（以下簡稱“盛華化工”）是一家采用標準流程化方式的傳統(tǒng)氯堿生產企業(yè)，公司非常重視信息化的建設，很早就實施了利用信息技術改造提升傳統(tǒng)行業(yè)、促進工業(yè)化發(fā)展的項目規(guī)劃建設。為了進一步提高公司生產管理水平，2007年公司開始規(guī)劃實施MES系統(tǒng)。經(jīng)過詳細調研和咨詢，最終采用和研究院合作開發(fā)的方式進行項目的建設實施，部分集成現(xiàn)成的、符合整體規(guī)劃設計的軟件。建設中，系統(tǒng)以實時數(shù)據(jù)庫的建設為基礎，逐步進行擴展完善，目前已完成整體規(guī)劃設計開發(fā)工作和主要功能模塊建設并投入運行，產生了良好的效果和可觀的效益。
一、系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能
盛華化工MES系統(tǒng)的應用功能具有很大的伸縮性，根據(jù)各個不同的工藝流程和管理要求等客觀條件，可進行不同的應用功能框架設計。系統(tǒng)整體設計以實時數(shù)據(jù)庫為核心，將實時數(shù)據(jù)、關系數(shù)據(jù)及各個功能模塊和應用程序的數(shù)據(jù)和信息集成到一個平臺上，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一，進而實現(xiàn)生產過程信息的自動采集，提供對生產過程數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計、分析工具，并實現(xiàn)生產過程信息的處理、存儲、管理，成本控制、能耗控制、設備監(jiān)測、動態(tài)調度優(yōu)化等功能。
1. 實時數(shù)據(jù)庫
實時數(shù)據(jù)庫向下集成PCS層所有DCS、電力系統(tǒng)以及部分分散點的重要數(shù)據(jù)，向上和公司的管理網(wǎng)系統(tǒng)連接，完成生產過程實時信息的采集和集成，實現(xiàn)生產運行監(jiān)控、重要參數(shù)監(jiān)控、關聯(lián)數(shù)據(jù)監(jiān)控、重要設備運行狀態(tài)監(jiān)控、工藝指標監(jiān)控、產品質量監(jiān)控等功能，通過使用實時數(shù)據(jù)表格和趨勢圖來監(jiān)視全廠生產調度實時情況。實時數(shù)據(jù)庫提供的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)為企業(yè)經(jīng)營決策提供了及時、詳實的數(shù)據(jù)，通過對整個生產系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)的處理、分析，從而快速、科學的進行決策，提出合理的解決方案，優(yōu)化調度管理。實時數(shù)據(jù)庫還是實現(xiàn)成本動態(tài)監(jiān)控的數(shù)據(jù)基礎。
2. 生產計劃調度和生產統(tǒng)計
生產計劃制定、生產計劃分解、生產計劃調整、消耗定額管理及生產總結錄入。應用線性規(guī)劃算法制定年、季度、月的生產計劃，如需要甚至可以細化到天。接收ERP中的銷售、管理等關系型數(shù)據(jù)，充分挖掘現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)使用潛力，提升現(xiàn)有系統(tǒng)的功能，為生產管理人員提供更為全面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析結果，進一步促進生產調度的合理性，實現(xiàn)營銷信息和生產控制信息的交匯和共享。
3. 生產過程和工藝優(yōu)化管理
監(jiān)控生產的操作過程和操作狀況，記錄生產操作過程，在線交接班。工藝參數(shù)的優(yōu)化、主要工藝指標的優(yōu)化是將生產中的一些關鍵工藝指標和參數(shù)與其優(yōu)化指標進行比對，系統(tǒng)在積累了大量的樣本數(shù)據(jù)后，對某些關聯(lián)的工藝數(shù)據(jù)進行相關分析和回歸分析，從而得到相關參數(shù)之間的關系，以指導優(yōu)化操作，加強生產的管理，達到優(yōu)化生產工藝目的。
4. 能耗成本管理
利用生產的實時計量數(shù)據(jù)，對生產消耗進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、比對、分析和控制，對生產所用的水、電、汽、壓縮空氣等公用工程進行每日的平衡與月平衡的計算與分攤，及時了解目前的產品產量和原材料消耗情況，通過對產量和原材料消耗的對比分析來調整生產策略，以達到提高產量，減少消耗的目的。
5. 質量管理
質量管理部分對進廠生產用原料、中間產品、中控、成品等的化驗分析數(shù)據(jù)進行查詢、分析和匯總管理。系統(tǒng)是通過實時的數(shù)據(jù)傳輸和完善的質量管理來實現(xiàn)自動化，從而保證產品質量和提高管理水平。系統(tǒng)為質量檢驗和科學研究提供了高水平的管理，保證了實驗室數(shù)據(jù)的安全性，系統(tǒng)能夠對樣品的分析結果進行監(jiān)測，生成質量控制圖、質量趨勢統(tǒng)計、質量評價、質量預測，大大提高了企業(yè)的市場競爭力。
6. 生產考核管理
按企業(yè)實際情況設計的考核辦法和設定的KPI指標模型，對生產的各類關鍵指標進行量化評價，對企業(yè)整體生產運行績效進行總體考核。詳細統(tǒng)計計算班次、日計劃、日完成、運行天數(shù)、月累計等考核信息，并提供各種分析結果，讓管理層隨時了解各車間班組的生產操作水平，實現(xiàn)企業(yè)生產精細化管理。
7. 設備資產管理
此部分是盛華化工MES系統(tǒng)最主要的部分，也是此MES系統(tǒng)設計不同于其他系統(tǒng)的地方。對于化工行業(yè)來說，設備是生產的基礎和命脈，設備的管理至關重要。針對于此，盛華化工特別開發(fā)設計了一個設備資產管理系統(tǒng)，系統(tǒng)分為動態(tài)監(jiān)控和靜態(tài)管理兩部分。系統(tǒng)是一個集設備日常管理、設備資料、事故處理、設備運行狀態(tài)實時監(jiān)控和其他動態(tài)管理為一體的實時設備管理平臺，系統(tǒng)使得設備動態(tài)實時數(shù)據(jù)與靜態(tài)檔案合二為一。
(1) 設備實時遠程動態(tài)監(jiān)控
實時檢測各大型設備運行的主要參數(shù)，用來跟蹤和指導設備維護的活動，并有報警分析，保證生產和調度的進程。系統(tǒng)維護歷史信息支持問題的診斷和處理。實時檢測數(shù)據(jù)也統(tǒng)一集成到實施數(shù)據(jù)庫中，進行數(shù)據(jù)的處理。
(2) 設備資產靜態(tài)管理
系統(tǒng)能夠對分廠各班組對應設備資產的現(xiàn)狀進行清晰、正確、系統(tǒng)化的管理，有效的達到“賬—卡—物—人”的對應管理體系；對于設備維修狀態(tài)，維修后的價值變動能夠有效的體現(xiàn)到對應設備、相關責任人；對于報廢資產的管理建立規(guī)范的體系，有效地保證資產的保值、增值管理。系統(tǒng)建立全廠規(guī)范的資產管理編碼管理制度，統(tǒng)一全廠設備資產編碼規(guī)則。各設備資產實行條碼管理，對于每臺設備資產形成全廠唯一的條碼；建立了設備資產條碼與ERP所對應的設備資產臺帳編碼映射關系和系統(tǒng)與ERP資產管理數(shù)據(jù)交流流程。
二、系統(tǒng)運用無線射頻識別技術
（RFID）技術，對設備條碼進行掃描，實現(xiàn)設備交接班、日常盤點的安全、快捷、高效率管理。對于生產常規(guī)設備，系統(tǒng)從設備入庫開始創(chuàng)建唯一的設備編碼進行全生命管理；對于項目工程所采購的設備，在安裝調試完畢后貼條碼，創(chuàng)建的唯一條碼來實現(xiàn)全生命周期的管理。管理內容分別包含與設備相關的成本信息的記載、相關責任人記載、相關時間周期記載：
①成本數(shù)據(jù)方面：從采購的“原值”成本數(shù)據(jù)、安裝成本（含基礎建設成本等）、檢修維修成本、財務折舊數(shù)據(jù)等進行歸納和展現(xiàn)；
②責任人方面：對于該設備對應的采購執(zhí)行者、倉儲管理員、領料人、設備安裝責任人、日常管理責任人、維修責任人、調撥責任人、資產折舊的執(zhí)行者（財務方面）、報廢申請者、報廢執(zhí)行者等進行歸納和展現(xiàn)；
③時間方面：從入廠開始到設備報廢整過程的時間記載；
④班組設備管理：“賬—卡—物—人”關系數(shù)據(jù)庫已建立各班組與相關資產的關系，每個班組配置一臺手持終端（PDA），系統(tǒng)為每位班組負責人設立單獨賬戶、密碼，在班組交接的時候通過PDA掃描相關交班過程中需要移交的設備，并通過PDA把交接中各資產的狀況（比如：溫度、濕度、壓強、是否泄漏等）維護至系統(tǒng)中，做到科學的責任交割。
系統(tǒng)采取工單驅動方式執(zhí)行日常巡檢、維修工作，達到事前做規(guī)劃、事中做控制、事后做考核管理的功能效果。維修人員根據(jù)提示，登陸PDA下載工單并在所要求的時間內達到現(xiàn)場執(zhí)行維修工作。維修過程通過PDA上傳系統(tǒng)，最后錄入維修的成本，原因分析等細節(jié)。
三、系統(tǒng)的體系結構和新技術
盛華化工MES系統(tǒng)采用C/S和B/S相結合的體系結構，客戶端在數(shù)據(jù)操作等信息管理工作時采用C/S方式，而在信息瀏覽時采用B/S方式。
MES系統(tǒng)的主要新技術一是平衡校正技術，二是動態(tài)生產成本監(jiān)控技術。
①平衡校正技術：首先是裝置平衡。裝置校正是基于裝置的設置參數(shù)模型和裝置投入產出模型，綜合考慮生產加工方案，按照一定的邏輯進行數(shù)據(jù)的校正，實現(xiàn)裝置級的物料平衡。生產數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)校正軟件的處理，得到校正數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)校正軟件采用統(tǒng)計數(shù)據(jù)校正技術，校正所有采集的實時數(shù)據(jù)，跟蹤和消除測量誤差，實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的獲取，定時將關系數(shù)據(jù)庫同步到實時數(shù)據(jù)庫以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步，按一定的時間進行數(shù)據(jù)的校正平衡，利用統(tǒng)計算法對企業(yè)的生產物料進行投入產出平衡。
②動態(tài)生產成本監(jiān)控技術：實時反映工藝運行、物料消耗和成本變化的動態(tài)狀態(tài)，對經(jīng)數(shù)據(jù)校正后的工藝物流率、公用工程消耗的數(shù)據(jù)以及進界區(qū)的原料和出界區(qū)的產品數(shù)量進行實時采集，同時，讀取上層關系數(shù)據(jù)庫內的各種成本組成數(shù)據(jù)，動態(tài)的自動計算各個時段，各種產品的動態(tài)成本。
四、實施效果
MES系統(tǒng)的實施為企業(yè)建立起了一個生產系統(tǒng)的統(tǒng)一的信息平臺，并與ERP和PCS層很好的實現(xiàn)集成，完成了企業(yè)從生產計劃、生產過程操作、生產質量控制、設備管理、能耗成本管理、績效考核、信息統(tǒng)計的生產全過程的信息化管理，全面實現(xiàn)生產的動態(tài)管理。設備管理系統(tǒng)極大地提高設備的使用周期和使用壽命，完善公司固定資產的管理。系統(tǒng)提供的統(tǒng)計報表、趨勢分析、領導查詢等工具，可實現(xiàn)生產過程管理信息的可視化、決策的科學化，優(yōu)化資源利用，提高生產管理的精細化水平，提高企業(yè)的綜合競爭能力。
五、結論
MES系統(tǒng)是目前流程行業(yè)信息化建設的重點之一。
從實施的情況來看，MES系統(tǒng)的建設一定要依據(jù)企業(yè)的實際情況，符合企業(yè)信息化的整體規(guī)劃、生產現(xiàn)狀、組織結構模式和企業(yè)的管理理念等，選用適合自身的MES產品，這樣不但會縮短實施周期、節(jié)省費用，更重要的是能更好的達到設計的要求和效果，體現(xiàn)企業(yè)的管理思想，提高企業(yè)的生產管理水平，提升企業(yè)效益。
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