關鍵字：氯堿行業(yè)、異構系統(tǒng)集成、MES、生產調度、工藝管理、設備管理 1． 前言 近幾年來我國經濟在消費、投資和出口“三架馬車”的帶動下，宏觀經濟持續(xù)增長，GDP的增長率遠高于世界水平。國民經濟的高速發(fā)展為國內氯堿工業(yè)發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間，并使氯堿行業(yè)成為投資熱點之一。 隨著我國PVC市場開放力度的加大，尤其是外資和合資企業(yè)的加盟，市場競爭將會進一步白熱化。加大結構調整力度，實現集約化經營是PVC工業(yè)生產發(fā)展的大趨勢。經過大規(guī)模的整合，那些老、小、舊的生產企業(yè)或被淘汰出局，或被兼并重組。氯堿工業(yè)發(fā)展，面對來自于資源、環(huán)保的壓力，只有抓好技術進步，開展信息化建設，降低氯堿行業(yè)的生產成本、增加設備資產利用率、提高產品質量、優(yōu)化產品結構、降低庫存、提高管理水平、提高產品的附加值，以適應日趨嚴格的產品環(huán)保要求；形成能夠針對國內外市場變化，迅速優(yōu)化生產方案和操作參數，以實現高效率的系統(tǒng)化的經營決策，獲取最大的產品價值，從而提高利潤。 宜賓天原股份有限公司（以下簡稱“宜賓天原”）是一個集氯堿化工、精細化工、建筑材料、造紙產業(yè)于一體的企業(yè)集團，始建于1944年，是中國最早的氯堿化工企業(yè)之一，中國西部最大的氯堿化工企業(yè)，中國最大的電石法聚氯乙烯制造企業(yè)。 作為氯堿行業(yè)的龍頭企業(yè)，宜賓天原一直致力于計算機信息技術在生產過程控制、管理信息等方面的應用，在各產品生產線基本采用了智能化儀表、DCS、PLC等控制系統(tǒng)，生產裝置實現了生產過程的自動化控制。但在實現企業(yè)綜合自動化方面還存在一些不足，主要體現在異構系統(tǒng)沒有集成，形成多個“信息孤島”；網絡不健全，信息流通不暢；數據采集主要依賴人工方式，環(huán)節(jié)多、效率低；各部門崗位的業(yè)務流程不規(guī)范，處理業(yè)務的實效性差等幾個方面。 面對需求多變的市場競爭，宜賓天原除了在擴大產能、優(yōu)化產品結構等方面進行大量的工藝改造外，還加大了對企業(yè)信息化建設的投入。2007年2月開始，宜賓天原與浙江中控軟件技術有限公司（以下簡稱“中控軟件”）緊密合作，借用成熟先進的網絡技術、信息化技術及管理理念，雙方經過6個多月的共同努力，完成了宜賓天原全廠范圍的MES系統(tǒng)的設計、開發(fā)與實施工作。目前，宜賓天原MES系統(tǒng)運行穩(wěn)定，并取得了良好的應用效果。 　　2． 系統(tǒng)建設 　　宜賓天原MES系統(tǒng)采用流程工業(yè)MES解決方案MES-Suite，建立以物料流為主線，以生產調度管理、工藝管理、設備管理為基礎，梳理企業(yè)生產過程的業(yè)務活動，基于全流程的物流跟蹤和全生命周期的設備管理，為宜賓天原提供一個規(guī)范、高效、統(tǒng)一的業(yè)務信息集成與應用平臺。系統(tǒng)總體架構如圖1所示。 [align=center] 圖1 宜賓天原MES系統(tǒng)整體架構圖[/align] 　　根據 “效益驅動，總體規(guī)劃，重點突破，分步實施”的原則，宜賓天原MES系統(tǒng)一期工程主要包括綜合數據集成平臺，生產調度，工藝管理，設備管理四個模塊。 　　綜合數據集成平臺 　　綜合數據集成平臺基ISA-SP95規(guī)范建立統(tǒng)一的核心數據庫，主要包括統(tǒng)一的工廠數據模型、生產管理業(yè)務模型。數據集成平臺支撐MES系統(tǒng)主要數據源的數據集成，包括實時數據庫（RTDB）、實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）等，為業(yè)務模塊提供基礎數據支撐。宜賓天原總共有7種品牌17套DCS/PLC系統(tǒng)（如表1所示），平臺通過工業(yè)標準的OPC/DDE數據采集接口獲取這些控制系統(tǒng)的實時數據（如圖2），并存儲在實時數據庫中，為MES的其他功能模塊甚至企業(yè)ERP系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數據支撐。 [align=center] 圖2 數據采集架構圖[/align] 表1 控制系統(tǒng)清單 [table=556][tr][td=1,1,156][size=1][/size][/td][td=1,1,73][/td][td=1,1,104][/td][td=1,1,144][/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]熱電廠2#機 [/td][td=1,1,73]和利時 [/td][td=1,1,104]SmartPro 3.0.3 [/td][td=1,1,144]Windows NT4.0 [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]熱電廠4#爐 [/td][td=1,1,73]新華 [/td][td=1,1,104]XDPS-400 [/td][td=1,1,144]Windows NT4.0 [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]熱電廠5#爐 [/td][td=1,1,73]和利時 [/td][td=1,1,104]SmartPro 3.1.3 [/td][td=1,1,144]Windows 2000 SP4 [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]熱電廠脫硫 [/td][td=1,1,73]西門子 [/td][td=1,1,104]WinCC 6.0 [/td][td=1,1,144]Windows 2000 Pro [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]鹽酸（PVC原料氣） [/td][td=1,1,73]浙大中控 [/td][td=1,1,104]ECS-100 [/td][td=1,1,144]Windows 2000 SP2 [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]水泥廠Ⅰ線 [/td][td=1,1,73]西門子 [/td][td=1,1,104]WinCC 6.0 [/td][td=1,1,144]Windows 2000 Pro [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]水泥廠Ⅱ線 [/td][td=1,1,73]施耐德 [/td][td=1,1,104]IFIX3.5 [/td][td=1,1,144]Windows 2000 Server [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]氯堿廠固堿工段 [/td][td=1,1,73]西門子 [/td][td=1,1,104]WinCC 6.0 [/td][td=1,1,144]Windows 2000 [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]離子膜工段Ⅰ/Ⅱ組 [/td][td=1,1,73]日本橫河 [/td][td=1,1,104]CS-3000 [/td][td=1,1,144]Windows XP [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]離子膜工段Ⅲ組 [/td][td=1,1,73]日本橫河 [/td][td=1,1,104]CS-3000 [/td][td=1,1,144]Windows XP Pro [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]有機廠酮連氮 [/td][td=1,1,73]新華 [/td][td=1,1,104]XDPS-400 [/td][td=1,1,144]Windows 2000 Pro [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]氯堿廠蒸堿工段 [/td][td=1,1,73]西門子 [/td][td=1,1,104]WinCC 4.0 [/td][td=1,1,144]Windows NT4.0 [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]PVC聚合工段 [/td][td=1,1,73]羅斯蒙特 [/td][td=1,1,104]DELTAV V7.3 [/td][td=1,1,144]Windows 2003 Server [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]PVCⅡ合成 [/td][td=1,1,73]羅斯蒙特 [/td][td=1,1,104]DELTAV [/td][td=1,1,144]WindowsXP Pro [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]PVCI合成 [/td][td=1,1,73]和利時 [/td][td=1,1,104]SmartPro 3.1.3 [/td][td=1,1,144]Windows 2000 SP4 [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]化工二廠老線 [/td][td=1,1,73]浙大中控 [/td][td=1,1,104]ECS-100 [/td][td=1,1,144]Windows 2000 [/td][td=1,1,79][/td][/tr][tr][td=1,1,156]化工二廠新線 [/td][td=1,1,73]浙大中控 [/td][td=1,1,104]ECS-100 [/td][td=1,1,144]Windows 2000 [/td][td=1,1,79][/td][/tr][/table]　　 生產調度 　　生產調度子系統(tǒng)主要內容包括：生產計劃的跟蹤管理、預案管理、實時監(jiān)控、產量統(tǒng)計、運行記錄、值班記錄等。其主要特點體現在以下幾個方面： 　　1）生產計劃的跟蹤 　　管理層下達的生產計劃，根據生產工藝、流程要求進行物料、能源平衡計算，結合控制系統(tǒng)采集到的設備狀況，形成調度令，下達到生產作業(yè)現場，經確認后控制并通過流程圖實時監(jiān)視生產作業(yè)的進行，從而達到優(yōu)化生產管理，提高生產效率，增加產量的目的。 系統(tǒng)的生產過程可視化前端，用于監(jiān)視、管理、跟蹤和提高生產作業(yè)過程，實現在現場級和管理級（甚至在異地）對生產現場關鍵工序控制點（工藝、安全、環(huán)保、質量）指標的動態(tài)掌握和實時監(jiān)控，還能夠對相應的指標進行報警管理。這樣就可以取代電話匯報現場生產的落后管理方式，并為生產調度提供實時的基礎信息。 　　2）預案管理 　　化工生產的生產過程風險較大，如何通過有效的生產過程調度降低故障或事故的損失成為生產調度管理的重要任務，事故預案管理是公司預防、降低事故的重要管理手段。預案管理是在事故或隱患發(fā)生時刻，實時地將生產調整的方案及相關信息及時地呈現給生產調度，為調度人員有效開展調度工作提供數據和應急預案的支撐。 [align=center] [/align] 　　工藝管理 　　工藝管理子系統(tǒng)主要內容包括：工藝卡片庫、工藝臺帳、趨勢分析、運行指標管理、6σ管理等。其主要特點體現在以下幾個方面： 　　1）工藝運行質量管理 　　根據綜合數據集成平臺提供的工藝指標運行數據對主要工藝控制指標的運行質量進行評估，推進各項工藝管理工作，主要包括以下管理內容：  工藝控制指標優(yōu)化；  工藝操作法修訂；  工藝優(yōu)化；  工藝指標考核（KPI）。 　　2）工藝控制指標穩(wěn)定性6σ管理 　　為有效評估生產裝置工藝指標的運行穩(wěn)定性和可控性，公司采用6σ（六西格瑪）統(tǒng)計分析工具對工藝指標進行分析和評價，該統(tǒng)計結果作為生產裝置運行KPI的主要指標納入績效考核管理。 　　設備管理 　　設備管理子系統(tǒng)主要內容包括：固定資產管理、設備檔案資料管理、設備標準化管理、設備維護保養(yǎng)管理、設備狀態(tài)監(jiān)控管理、設備狀態(tài)評估管理、設備檢維修工單管理、備件管理等。設備管理是基于設備運行狀態(tài)管理和設備技術經濟性管理的設備綜合管理系統(tǒng)，其主要特點體現在以下幾個方面： 　　1）設備狀態(tài)的實時監(jiān)測 　　通過對裝置設備的運行狀態(tài)和設備相關的工藝控制指標情況的多專業(yè)監(jiān)測和數據收集，實現設備狀態(tài)信息的集成管理和可視化管理；對設備狀態(tài)信息的及時分析、評估，實現對裝置設備狀態(tài)的“預防”性管理，并為單臺（套）設備技術經濟性評估提供專業(yè)數據的支撐。 　　2）設備狀態(tài)管理的運行 　　公司 “運行、機、電、儀四位一體”的設備運行檢維修體系，以及“管、用、修三位一體”的設備管理體系利用管理平臺提供的集成和可視化的設備狀態(tài)信息進行專業(yè)的評估，有效發(fā)揮專業(yè)技術人員的作用，有效推進各項管理工作。 　　3）設備綜合管理系統(tǒng)  設備維護保養(yǎng)管理；  設備狀態(tài)檢測/隱患管理；  設備狀態(tài)評估；  設備檢修計劃/工單管理；  備品配件管理；  設備技術經濟性評估； 　　3． 系統(tǒng)特點 　　宜賓天原MES的體系結構具體設計遵循SP95標準，使用SOA技術，在.NET平臺上實現了基于構件的開發(fā)，具備很強的自適應性、互操作性、可擴展性和可重用性，著重強調了構件化技術和體系結構技術的實現。在控制系統(tǒng)軟件復雜性和快速適應變化方面具有明顯的優(yōu)勢。 　　統(tǒng)一的數據服務 　　基于統(tǒng)一的MES數據平臺，提供MES系統(tǒng)數據訪問服務，主要包括ERP系統(tǒng)數據支撐和基于WEB服務的統(tǒng)一數據訪問。 　　高度可擴展的設計 　　MES平臺對系統(tǒng)的各類元數據進行對象封裝提供了完整支持，使其具有良好的可組態(tài)性。只需對配置文件稍做修改即可適應大部分設備、工藝在未來的變更。 　　 　　高度的集成性 　　從技術發(fā)展角度和用戶需求來看，軟件結構本身應能與其它應用系統(tǒng)集成，做到信息共享和資源共享。在MES的結構設計中，已經充分考慮到這一點，不僅提高了企業(yè)MES中系統(tǒng)的生命周期，降低對信息系統(tǒng)的投入，同時也為企業(yè)將來選擇較為合適的各種軟件提供了更大的空間。 　　 　　強大的開放性 　　MES內置了支持各種主流實時數據庫（ESP-iSYS，PI，Uniformance，InfoPlus）的數據接口，并通過標準關系數據庫接口（ODBC，OLE DB）實現與ERP及其它MIS系統(tǒng)的數據集成。平臺的開放性支持從MES系統(tǒng)的不同數據模塊中裁剪不同的功能，以滿足某個特定任務的需要,實現互操作。 　　4． 應用效果 　　MES系統(tǒng)的投用，給整個宜賓天原的生產和管理帶來了很多有益的變化，極大提高了工作效率，規(guī)范了管理流程，并有效地促進企業(yè)各項生產計劃、管理、調度工作，提升了企業(yè)的信息化水平，突出表現在以下幾個方面： 　　統(tǒng)一數據集成平臺和全廠生產專用網絡 　　建立了統(tǒng)一的數據模型和數據通訊協(xié)議，用統(tǒng)一的數據集成平臺對不同廠家的DCS/PLC控制系統(tǒng)的實時數據進行采集、存儲和發(fā)布，保證了數據的高度集成。另外建立了生產管理專用網絡，覆蓋宜賓天原全廠各相關部門和車間，實現了信息的網上共享，改變了傳統(tǒng)的手工書面的數據傳達方式，縮短數據收集和分析的時間，加強了企業(yè)內部各部門之間的信息聯(lián)系和工作安排，提高了辦公效率。 　　生產系統(tǒng)實時監(jiān)控和報警管理 　　宜賓天原廠區(qū)較大，裝置多而又分散，流程十分復雜，由于無法及時了解生產現場的情況，各種設施協(xié)同運行的系統(tǒng)管理一直很難做到。MES系統(tǒng)的建立為各級管理部門提供的遠程實時生產過程信息，有效地幫助調度人員及時調整物流方向，減少非計劃停車，保持生產的平穩(wěn)運行。 　　通過比較當前的數據和歷史趨勢數據，特別是結合裝置安全運行的經驗，通過趨勢圖和數據的分析可以及早報告事故隱患，并且通過對事故前后實時記錄的歷史數據的分析，定位事故發(fā)生的原因,對全廠重要裝置的運行管理提前預警。 　　工藝指標的實時跟蹤和平穩(wěn)性分析，提高產品質量管理 　　系統(tǒng)提供工藝卡片運行的實時跟蹤，通過指標運行平穩(wěn)性分析，優(yōu)化工藝管理，為產品質量合格與否的判斷提供了數據支撐，并自動計算工藝指標的六西格瑪值，其數據可以與ERP、MIS、OA等其他應用系統(tǒng)數據高度集成，進一步提高對產品質量的管理。 　　建立設備全生命周期的監(jiān)控管理，提高了設備利用率，保證生產穩(wěn)定運行 　　系統(tǒng)提供設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測和相關工藝指標的綜合數據分析，通過動設備和靜設備兩個角度提高對設備全生命周期的管理，縮短設備生命周期中的停機時間，提高設備的利用率，保證生產長期穩(wěn)定運行。 　　為生產經營提供決策依據 　　系統(tǒng)的信息依據兩庫中的數據，建立統(tǒng)一界面和形式多樣的顯示方式：如表格、趨勢、柱圖等。用戶能通過Web的形式監(jiān)控生產現場，使得“辦公室更趨近生產現場”,甚至在外地也可以通過Internet進行隨時查詢?yōu)g覽，以便及時、全面、準確地了解企業(yè)有關生產經營管理的信息，為領導科學及時決策提供依據。