引言
從九十年代開始,人們逐步接受了流程工業信息化建設的三層架構模式(PCS/MES/ERP)。經過幾十年的發展,過程控制系統(PCS)層和企業資源規劃(ERP)層的相應產品都得到了不斷的完善與提高,同時在流程工業得到了大規模的推廣和應用。然而,在信息化建設中起承上啟下“橋梁”作用的生產執行系統(MES)層的發展卻起步比較晚,產品體系還不夠完善,出現了當前“兩頭強、中間弱”的局面。這大大制約了企業信息化系統整體效能的發揮。
浙江中控軟件技術有限公司(以下簡稱:中控軟件)憑借多年流程工業企業生產執行系統(MES)項目的開發與實施經驗以及對流程工業的深刻理解,為石化、化工、冶金、造紙等流程工業企業提供了完整的流程工業MES解決方案——MES-Suite。中控軟件的MES-Suite采用先進的計算機技術、網絡技術、信息技術以及監控技術,可幫助用戶實現對企業“人、機、料、法、環”的跟蹤、計量、調度、分析、核算管理,通過建立“三流合一”(物料流、信息流、資金流)的信息集成平臺,做到現場監控可視化、業務調度最優化、能量使用有序化的目標。MES-Suite對提高企業生產效率、提高產品質量、降低消耗具有重要的作用。
系統構架
以實時數據庫ESP-iSYS為核心的流程工業MES解決方案MES-Suite基于“兩庫三層”(兩庫:實時數據庫、關系數據庫;三層:過程控制系統層、生產執行系統層和企業資源規劃層)的信息化模型設計,通過管理網和控制網實現信息“自下而上、自上而下”的雙向通訊。MES-Suite主要由統一工廠建模平臺和行業應用組件構成。
實時數據庫平臺
實時數據庫平臺ESP-iSYS提供了對工業各種協議和標準普適性的接口方案,覆蓋了市場上絕大部分的分布式控制系統,從小型的數字儀表、PLC到大型的DCS和SCADA系統,均可為企業進行異構系統集成提供統一的解決策略。其內核中的優秀數據壓縮算法使反映企業生產情況的海量數據進行長周期保存成為現實,而其采用的多級緩存技術,為海量實時數據的處理、分析、挖掘等業務提供了良好的平臺支撐。ESP-iSYS為過程控制系統與MES建立信息實時通訊的“橋梁”,是MES-Suite的重要組成部分。
統一工廠建模平臺
統一工廠建模平臺是中控軟件MES-Suite的核心產品。它作為統一建模平臺框架,為各個應用套件提供統一共享的工廠模型、業務模型以及數據集成服務。
統一工廠建模平臺是一個建模環境,通過封裝工廠的物理對象和邏輯對象實現工廠統一建模,定義工廠最基本元素來完成數據全面綜合集成,并通過定義封裝統一的業務邏輯接口來保證各個應用組件之間的協同工作。通過統一工廠建模平臺,用戶可方便實現工廠模型和業務模型的個性化,并為上層行業組件中各功能應用子系統提供統一的模型、業務及信息服務,充分保障各功能應用子系統的熱插拔與工作協同。
·工廠模型—支持統一的物理工廠和邏輯對象工廠數據模型建模,主要包括區域、車間、裝置、產線、儀表、倉儲、質量樣點、關鍵技術指標、產率模型等元素,為各個應用組件提供完整統一的數據模型,并為業務模塊提供基礎數據支撐。
·業務模型—采用組件技術對業務邏輯提供支撐,使應用邏輯與用戶界面徹底分離。將各業務模塊集成在統一接口的基礎上,實現各應用組件的可插拔和可擴展。
·數據集成服務—提供高效率、高頻度的數據集成解決策略,不僅支持主流實時數據庫產品(ESP-iSYS,PI,InfoPlus,Uniformance)的集成,同時可通過標準關系數據庫接口(例如ODBC,OLE DB等)保證與其它MIS系統的數據集成,并且也支持固定文件格式的數據導入。
·統一應用集成平臺—提供統一的應用系統集成框架,實現統一的用戶權限管理,記錄業務操作監控日志,保證平臺具有良好的開放性和可擴展性。
·ERP接口服務—MES-Suite提供標準、統一的對外接口服務協議包,可實現與主流ERP系統(如SAP、ORACLE等)的雙向通訊與數據庫的同步更新,且該接口將保證其集成是無縫的和穩定可靠的。如在與SAP 的接口方面,為實現最大化的便利和可靠穩定,我們采用SAP最新發布的iDOCs 接口協議,且僅采用這一種接口協議。
行業應用組件
中控軟件憑借多年工程實施經驗的積累和對各個行業(尤其是流程工業)的深刻理解,分別針對石化、化工、冶金、造紙這四個行業開發了行業應用組件包,使得MES-Suite可以滿足不同行業的需求。通過對行業應用組件中對象類的不斷豐富,可以使行業對象庫不斷完善和擴展,從而更加專業和快速地為各類企業提供服務。
行業應用組件提供了滿足企業基本業務需求的功能,各個應用組件互相獨立運行,并通過統一平臺實現數據交互。每個應用組件都是針對具體行業的業務需求而建置的,并且可以擴展。在對每一個行業組件系統設計時,都凝聚了以往同行業項目的經驗與教訓,致使我們設計的行業組件得以不斷的提高和完善,并具有更好的通用性。
·石化行業應用組件包—針對中石化、中石油這樣的大型石化企業,我們開發的應用組件包包括:操作指令管理、進出廠管理、罐區管理、物流平衡、油品移動、油品調合、調度優化、公用工程管理及統計報表等功能模塊。
·化工行業應用組件包—針對化工行業所開發的應用組件包包括:生產操作監控、生產工藝管理、班組考核、質量統計分析、流程模擬、能源管理、設備管理及領導輔助決策等功能模塊。
·冶金行業應用組件包—針對冶金行業所開發的應用組件包包括:優化排產、產線排序、物流與工藝跟蹤、生產調度、質量一貫設計、能源管理、設備資產管理、倉儲管理、爐料與合金計算及數據挖掘等功能模塊。
·造紙行業應用組件包—針對造紙行業所開發的應用組件包包括:生產操作監控、漿紙平衡、堿平衡、白水平衡、生產方案管理、切紙優化、卡帕值軟測量、倉庫管理、化驗室信息管理及運行績效管理等功能模塊。
系統應用效果
MES-Suite是流程工業信息化建設中的重要組成部分,用戶可從以下幾個方面取得良好的投資回報:
·構筑企業綜合自動化建設的中樞系統。為企業建立一個快速反應、精細化、統一的信息化環境和管理平臺,使企業的ERP、PCS等系統互動起來,充分發揮信息化的整體效能。
·貫通計劃-調度-執行-統計的業務流程。幫助用戶實現“物料流、信息流、資金流”的實時融合,幫助企業加快資金流的流轉及提升產品的交付能力。
·以設備管理為中心,以物料流為主線,建立“桌面動態工廠”,透視企業生產價值鏈的各個環節,對企業生產全流程進行監控、跟蹤與量化評估,使生產過程可追溯、可測量、更透明,為企業“高效生產、節能減排”提供方向和工具支撐。
典型業績
憑借先進的軟件產品、優異的工程服務質量和卓越的售后服務,中控軟件的MES-Suite已在煉油、化工、冶金、造紙、化纖、水泥、制藥、電力等行業得到了大量的成功應用,為企業帶來顯著的經濟效益和社會效益,典型業績包括:中石化59家分子公司(已經完成9家)、中石油、世界最大的合成堿企業、亞洲最大的復肥生產基地等。