關鍵字：氯堿行業(yè)、異構(gòu)系統(tǒng)集成、MES、生產(chǎn)調(diào)度、工藝管理、設備管理 1． 前言 近幾年來我國經(jīng)濟在消費、投資和出口“三架馬車”的帶動下，宏觀經(jīng)濟持續(xù)增長，GDP的增長率遠高于世界水平。國民經(jīng)濟的高速發(fā)展為國內(nèi)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(jié)構(gòu)調(diào)整力度，實現(xiàn)集約化經(jīng)營是PVC工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的大趨勢。經(jīng)過大規(guī)模的整合，那些老、小、舊的生產(chǎn)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(shù)進步，開展信息化建設，降低氯堿行業(yè)的生產(chǎn)成本、增加設備資產(chǎn)利用率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、降低庫存、提高管理水平、提高產(chǎn)品的附加值，以適應日趨嚴格的產(chǎn)品環(huán)保要求；形成能夠針對國內(nèi)外市場變化，迅速優(yōu)化生產(chǎn)方案和操作參數(shù)，以實現(xiàn)高效率的系統(tǒng)化的經(jīng)營決策，獲取最大的產(chǎn)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(chǎn)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(shù)在生產(chǎn)過程控制、管理信息等方面的應用，在各產(chǎn)品生產(chǎn)線基本采用了智能化儀表、DCS、PLC等控制系統(tǒng)，生產(chǎn)裝置實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動化控制。但在實現(xiàn)企業(yè)綜合自動化方面還存在一些不足，主要體現(xiàn)在異構(gòu)系統(tǒng)沒有集成，形成多個“信息孤島”；網(wǎng)絡不健全，信息流通不暢；數(shù)據(jù)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(chǎn)能、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(shù)有限公司（以下簡稱“中控軟件”）緊密合作，借用成熟先進的網(wǎng)絡技術(shù)、信息化技術(shù)及管理理念，雙方經(jīng)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(chǎn)調(diào)度管理、工藝管理、設備管理為基礎，梳理企業(yè)生產(chǎn)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(gòu)如圖1所示。 [align=center] 圖1 宜賓天原MES系統(tǒng)整體架構(gòu)圖[/align] 　　根據(jù) “效益驅(qū)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(shù)據(jù)集成平臺，生產(chǎn)調(diào)度，工藝管理，設備管理四個模塊。 　　綜合數(shù)據(jù)集成平臺 　　綜合數(shù)據(jù)集成平臺基ISA-SP95規(guī)范建立統(tǒng)一的核心數(shù)據(jù)庫，主要包括統(tǒng)一的工廠數(shù)據(jù)模型、生產(chǎn)管理業(yè)務模型。數(shù)據(jù)集成平臺支撐MES系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)集成，包括實時數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)采集接口獲取這些控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)（如圖2），并存儲在實時數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)支撐。 [align=center] 圖2 數(shù)據(jù)采集架構(gòu)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(chǎn)調(diào)度 　　生產(chǎn)調(diào)度子系統(tǒng)主要內(nèi)容包括：生產(chǎn)計劃的跟蹤管理、預案管理、實時監(jiān)控、產(chǎn)量統(tǒng)計、運行記錄、值班記錄等。其主要特點體現(xiàn)在以下幾個方面： 　　1）生產(chǎn)計劃的跟蹤 　　管理層下達的生產(chǎn)計劃，根據(jù)生產(chǎn)工藝、流程要求進行物料、能源平衡計算，結(jié)合控制系統(tǒng)采集到的設備狀況，形成調(diào)度令，下達到生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場，經(jīng)確認后控制并通過流程圖實時監(jiān)視生產(chǎn)作業(yè)的進行，從而達到優(yōu)化生產(chǎn)管理，提高生產(chǎn)效率，增加產(chǎn)量的目的。 系統(tǒng)的生產(chǎn)過程可視化前端，用于監(jiān)視、管理、跟蹤和提高生產(chǎn)作業(yè)過程，實現(xiàn)在現(xiàn)場級和管理級（甚至在異地）對生產(chǎn)現(xiàn)場關鍵工序控制點（工藝、安全、環(huán)保、質(zhì)量）指標的動態(tài)掌握和實時監(jiān)控，還能夠?qū)ο鄳闹笜诉M行報警管理。這樣就可以取代電話匯報現(xiàn)場生產(chǎn)的落后管理方式，并為生產(chǎn)調(diào)度提供實時的基礎信息。 　　2）預案管理 　　化工生產(chǎn)的生產(chǎn)過程風險較大，如何通過有效的生產(chǎn)過程調(diào)度降低故障或事故的損失成為生產(chǎn)調(diào)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(chǎn)調(diào)整的方案及相關信息及時地呈現(xiàn)給生產(chǎn)調(diào)度，為調(diào)度人員有效開展調(diào)度工作提供數(shù)據(jù)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(nèi)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(xiàn)在以下幾個方面： 　　1）工藝運行質(zhì)量管理 　　根據(jù)綜合數(shù)據(jù)集成平臺提供的工藝指標運行數(shù)據(jù)對主要工藝控制指標的運行質(zhì)量進行評估，推進各項工藝管理工作，主要包括以下管理內(nèi)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(chǎn)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(jié)果作為生產(chǎn)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(nèi)容包括：固定資產(chǎn)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(shù)經(jīng)濟性管理的設備綜合管理系統(tǒng)，其主要特點體現(xiàn)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(shù)據(jù)收集，實現(xiàn)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(xiàn)對裝置設備狀態(tài)的“預防”性管理，并為單臺（套）設備技術(shù)經(jīng)濟性評估提供專業(yè)數(shù)據(jù)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(shù)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(shù)經(jīng)濟性評估； 　　3． 系統(tǒng)特點 　　宜賓天原MES的體系結(jié)構(gòu)具體設計遵循SP95標準，使用SOA技術(shù)，在.NET平臺上實現(xiàn)了基于構(gòu)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(diào)了構(gòu)件化技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)技術(shù)的實現(xiàn)。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(shù)據(jù)服務 　　基于統(tǒng)一的MES數(shù)據(jù)平臺，提供MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問服務，主要包括ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)支撐和基于WEB服務的統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問。 　　高度可擴展的設計 　　MES平臺對系統(tǒng)的各類元數(shù)據(jù)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(shù)發(fā)展角度和用戶需求來看，軟件結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設計中，已經(jīng)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(nèi)置了支持各種主流實時數(shù)據(jù)庫（ESP-iSYS，PI，Uniformance，InfoPlus）的數(shù)據(jù)接口，并通過標準關系數(shù)據(jù)庫接口（ODBC，OLE DB）實現(xiàn)與ERP及其它MIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。平臺的開放性支持從MES系統(tǒng)的不同數(shù)據(jù)模塊中裁剪不同的功能，以滿足某個特定任務的需要,實現(xiàn)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(chǎn)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(chǎn)計劃、管理、調(diào)度工作，提升了企業(yè)的信息化水平，突出表現(xiàn)在以下幾個方面： 　　統(tǒng)一數(shù)據(jù)集成平臺和全廠生產(chǎn)專用網(wǎng)絡 　　建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)通訊協(xié)議，用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成平臺對不同廠家的DCS/PLC控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)進行采集、存儲和發(fā)布，保證了數(shù)據(jù)的高度集成。另外建立了生產(chǎn)管理專用網(wǎng)絡，覆蓋宜賓天原全廠各相關部門和車間，實現(xiàn)了信息的網(wǎng)上共享，改變了傳統(tǒng)的手工書面的數(shù)據(jù)傳達方式，縮短數(shù)據(jù)收集和分析的時間，加強了企業(yè)內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)現(xiàn)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(chǎn)過程信息，有效地幫助調(diào)度人員及時調(diào)整物流方向，減少非計劃停車，保持生產(chǎn)的平穩(wěn)運行。 　　通過比較當前的數(shù)據(jù)和歷史趨勢數(shù)據(jù)，特別是結(jié)合裝置安全運行的經(jīng)驗，通過趨勢圖和數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)品質(zhì)量合格與否的判斷提供了數(shù)據(jù)支撐，并自動計算工藝指標的六西格瑪值，其數(shù)據(jù)可以與ERP、MIS、OA等其他應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)高度集成，進一步提高對產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)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(shù)據(jù)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(chǎn)長期穩(wěn)定運行。 　　為生產(chǎn)經(jīng)營提供決策依據(jù) 　　系統(tǒng)的信息依據(jù)兩庫中的數(shù)據(jù)，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(chǎn)現(xiàn)場，使得“辦公室更趨近生產(chǎn)現(xiàn)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(chǎn)經(jīng)營管理的信息，為領導科學及時決策提供依據(jù)。