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化工行业MES系统解决方案

发布时间:[2012-8-2]     来源:     作者:     点击:

制造执行系统( MES ) 是为了保证产品的质量、数量和交货期,有效地使用人力、机械、设备、原料等工厂资源,综合管制工厂生产活动的软件系统。 MES强调制造计划的执行,它位于企业上层企业资源规划(ERP)和底层工业控制(PCS)之间,面向车间层的生产管理技术与实时信息系统,在计划管理层和底层控制之间架起了一座桥梁,填补了两者之间的鸿沟。MES的设计及关键技术攻关,是化工企业综合自动化系统的核心技术。

    行业特点

化学工业作为我国国民经济的基础产业之一,经过五十多年的发展,已经覆盖了有机化学原料、无机化学原料、树脂、化学纤维、添加剂、日用化学品、染料、涂料、肥料、农料、塑料及制品、玻璃及制品、水泥等领域,与人类生活资源密切相关。从整体上来说,化工行业的特点是对生产原料伴有化学、物理、相变等反应、变化过程的连续加工。和离散的制造业相比,化工企业具有以下特殊性:

◆ 装置系统性强

生产装置大部分是在连续状态下工作。一个环节发生问题就会阻塞整个流程;有的虽然是间歇性生产,一台出问题影响虽然小一些。但因为生产是连续的,上道工序如果出现问题,同样会影响下道工序,带来连锁反应。

◆工艺参数变化多

产成品收率是生产计划密切关注的。而影响化学反应的因素很多,设备、原料、操作都会影响产成品的收率。这些影响主要表现为工艺参数的变化。

◆物料变化复杂

生产加工高度的连续性,各个工序之间通过物料流和能量紧密的联系起来。一旦生产计划改变,整个生产系统各个环节的生产状况都会随之变化。

化工材料会随时间的变化而产生变化,可能变坏或变好,或完全变成另外一种物料;有些原料取自自然界,不同地点、批次的原料,其物理、化学性能会有差异。所以一个针对化工生产的解决方案,需要能够标识并管理物料的这种因时间、批次而产生的变化。

◆生产形式复杂

生产中,“质检计量”不仅有检验的功用。而且也是用于检测多种生成物含量的比例一种手段。也是计算成本要求的。

设备大修一般一年一次,全厂要停车。在开停车时(不仅是设备大修),由于流程长,准备工作多而复杂。   

当前,化工企业信息化的一个非常明显的趋势是功能综合化,即自动化系统从企业整体出发逐层完成综合信息管理、车间控制、装置协调联合控制、辅助装置与设备的控制、能源监测与计量控制等等,实现综合管理-控制一体化系统。但要达到这个目标,在实际中还存在一些问题:

◆ 数据收集困难,除了DCS显示数据外,现场流量计、配电间电表、磅秤等分散在现场,每天人工抄写、传送这些数据很繁琐;

◆ 日常报表有日报、旬报、月报、生产简况报告等,大部分报表仍然采用人工统计,手段落后、工作量大、准确度难以保证。

◆ 调度员通讯手段落后,一般都以电话调度为主,调度员不了解现场设备运行状况,需要通过电话间接了解,因此难以做到及时准确调度指挥。

◆ 质量检验种类多,信息数据量大,生产工艺参数和质量分析数值依靠人工抄表,效率低,占用定员多;化验报告需要经常送多个部门,化验员大部分时间忙于送化验报告,不便于生产过程分析和工艺技术管理。

◆一些信息化程度较高的企业已经具有了相对完整的PCSERP系统。但市场定单无法准确分解转化为生产计划直接下达到生产调度,而ERP层在生产控制数据的获取方面同样存在巨大障碍,传统的手工录入方式不能克服信息滞后、数据失真等问题。综上所述,根据化工企业目前的生产状况, 针对化工企业的生产管理信息化的需求,建立企业的生产执行系统(MES)是一个有效的解决方案。

    系统介绍

系统从生产装置的DCSPLC、智能仪表等集中采集存储动态数据,进行统计、生成作业报表、跟踪作业过程并对数据进行深入的分析应用;可将生产作业计划转化为作业调度指令和作业过程设定值,通过DCS/PLC控制生产作业过程的进行;并通过采集来的生产作业数据与作业指标进行对比和分析,进行在线质量监控并对作业绩效进行评估。

系统提供的信息和功能使操作人员、技术人员、调度人员、管理人员可以根据各自不同的职责和需求,充分掌控生产作业状况和过程,更好地履行管理职能,挖掘生产能力,降低成本消耗,强化质量控制,客观评价工作绩效,达到提高生产作业管理的能力和水平的目的。

◆ 实时数据采集存储

可将生产装置几乎所有类型控制设备的实时数据通过数据采集接口获取,并发送存储在实时数据库中,供MES的其他功能模块甚至企业ERP系统调用处理。

◆ 生产报表生成

提供报表生成,趋势分析,数据查询,事故追忆,相关曲线分析等功能,具备多种对实时和历史数据进行访问的方式,全面反映企业生产的全貌。

◆ 动态成本管理

通过建立动态成本控制模型,以作业为单位收集成本信息,实时得到动态成本信息,分析作业成本效益关系、评价作业环节的价值,满足企业内部成本控制需要、对外产品定价需要和为生产调度提供基础信息。

◆ 生产调度

将企业管理层下达的生产计划,根据生产工艺、流程要求进行物料、能源平衡计算,结合控制系统采集到的设备状况,自动生成调度令,下达到生产作业现场,经确认后控制并监视生产作业的进行。从而达到优化生产管理,提高生产效率,增加产量的目的。

◆ 生产过程跟踪管理

系统的生产过程可视化前端,用于监视、管理、跟踪和提高生产作业过程,实现在现场级和管理级(甚至在异地)对生产现场关键工序控制点(工艺、安全、环保、质量)指标的动态掌握和实时控制,还能够对相应的指标进行报警管理。能够取代电话汇报现场生产的落后管理方式,并为生产调度做实时的基础信息。

◆ 生产班组绩效考核

根据用户定义的基于工位号或采样点的班组经济核算项目及核算公式,自动计算每个班组的考核数据,进行工艺参数考核、报警考核、产量考核、收率考核,消耗考核等,起到提高产品质量和管理水平的作用。
 

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