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使用RealMIS系统实现管控一体化

供稿:中国工控网 2003/11/24 0:00:00

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随着现代社会和科技的发展,工业生产中出现了很多新的问题,他们包括:产品生命周期缩短,由原来的几年、几十年缩短到了现在的几个月甚至几周:少量多样的生产形态,市场变化快速难以预测;国际性竞争日益激烈。这些问题的存在时的管理层和控制层之间的距离越来越大,迫切的需要一层新的系统来填补这个空隙,以实现管控一体化。制造执行系统(MES)恰好能填补这一空白。MES是处于计划层和车间层操作控制系统SFC之间的执行层,主要负责生产管理和调度执行。它通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力,提供了一种系统的在同一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能的方式,从而实现企业实时化的ERP/MES/SFC系统。在这种形势下,和利时公司在原有的ERP系统和DCS系统的基础上,本着“一切为用户着想”的精神,推出了自己的MES产品——RealMIS(实时信息系统),
由它作为桥梁连接起了控制层(SFC系统)和管理层(ERP系统),从而为企业的“管控一体化”提供了一个完整的解决方案。目前由和利时公司的DCS系统、ERP系统和RealMIS系统所构成的“管控一体化”方案已经通过了北京市经委的验收。在企业“管控一体化”的信息系统建设中,使是信息系统起着非常重要的作用。它可以采集控制系统中的实时数据,使管理者在办公室里就可以监测到生产现场的生产情况及报警信息;并可以对取得的实时数据进行优化、分析,从而为保证生产设备正常运转、降低成本提供重要基础。1.RealMIS系统的功能
下图是RealMIS的基本原理图。在企业的控制系统与管理网之间设置一台网关机(此网关机可以由控制系统中的服务器或工作站兼做),分别连通控制系统与管理网,起到数据桥梁的作用。网关机从控制系统区的数据后,将它们进行适当转换后发送到管理网的数据服务器,管理这就可以在办公室里接收数据,以系统模拟图的方式观测实时的生产情况了。实时及历史数据的查询既可以通过C/S(客户机/服务器)方式用程序查看,也可以通过B/S(浏览器/服务器)方式用WEB浏览器进行本地或远程查询。同时,管理网中的数据服务器对接收到的实时数据进行优化处理,并存储在数据库中,供管理者分析、决策。


作为一个MES系统,RealMIS要完成的功能是:通过把商业计划(订单入口)、材料管理、采购与记账连接到工厂设备的控制,来改进工厂车间生产情况。制造执行系统从计划系统接收一个制造计划,告诉工厂的各种资源(人力、设备、控制)怎样开始生产,并将“什么时候应该生产什么”反馈给计划系统。RealMIS主要包括以下功能模块:
(1) 数据采集:监视、收集和组织来自人员、机器和底层的控制操作数决议及工序、物料信息。这些数据可由车间手工录入或由各种自动方式获取。
(2) 维护管理:通过活动监控和指导保证机器和其它资产设备的正常运转以实现工厂的执行目标。
(3) 性能分析:将实际制造过程测定的结果与过去的历史纪录和企业制定的目标以及客户的要求进行比较。其输出的报告或在线显示用以辅助性能的改进和提高。
(4) 过程管理:基于计划和实际产品制造活动来指导工厂的工作流程。这一模块的功能实际上也可由生产单元分配和质量管理来实现。这里是作为一个单独的系统来实现的。
(5) 资源分配和状态管理:指导劳动者、机器、工具和物料如何协调的进行生产,并跟踪其现在的工作状态和刚刚完工的情况。2.RealMIS系统的特点
2.1与底层控制系统无关
目前虽然大多数较新的控制系统提供了OPC借口,但生产现场的控制系统却多种多样,有时一家工厂就可能由有多套不同的控制系统,他们在接口方式上存在着巨大的差异。所以,要想成功的实现“管控一体化”的目标就必须想办法将这些异种系统以一种统一的针对不同的控制系统开发不同的网关程序,由它负责从控制系统读取数据,然后转换成统一的格式输入RealMIS系统,从而成功的屏蔽了底层控制系统之间的差异。到现在为止,我们已经开发出了多个网关程序,不仅能连接和利时公司的所有DCS,还能连接到西门子、霍尼韦尔等公司的控制系统。2.2与ERP系统紧密集成
通过网关机采集的实时数据也可以被传送到和利时公司的ERP系统,供ERP系统进行分析。同时,在实施ERP系统时,可根据用户的需求预留ERP系统到控制系统的下行通信借口,在保证控制系统的安全性的基础上运行控制系统优化软件,下传优化结果,保证生产高效、安全、稳定运行。EPR系统对接收到的实时信息进行分析后,作用于其生产管理和设备管理两个子系统。生产管理子系统可对实时信息进行分析后,作用于其生产管理和设备管理两个子系统。生产管理子系统可对实时信息进行分析,通过实时模拟图观测生产运行情况,并可查看指标历史曲线,统计各指标超限额运行时间,根据企业需要自定义灵活的报表,从而了解各项生产指标情况,及时调整不合理的生产过程,优化生产资源的配置,降低生产成本,并为领导者的生产决策提供依据;同时,生产管理子系统还可以从实时信息中准确的得到各项生产投入及产品产出的指标信息,再将这些信息直接送到成本核算子系统,迅速计算出企业的生产成本,从而提高了企业经营管理的反应速度;ERP系统中的设备管理子系统可以通过实时模拟图监测控制系统中的设备运行情况,以及通过报表、曲线等形式查看设备运行历史,使管理者及时了解设备运行信息,并将实时信息中设备的仪表读书及与设备运行相关的指标纳入设备管理体系,提高设备的维护。在设备预防性维护中,可将设备的实时信息中的仪表读数作为依据,一旦某设备累计运行时间或动作次数等工作指标达到设定数值,则系统自动调出该设备的预维护计划,提交给相应的检修部门;在设备的日常维护中,若设备的相关运行指标超过某一限定值,则可以诊断此设备发生的故障,并自动生成检修工作单;同时,通过实时信息的历史纪录对设备的运行历史进行分析,找出影响设备使用寿命的不合理的运行指标,调整设备运行方式,延长设备使用周期。2.3使用关系数据库
一般的实时信息系统,由于要不断的存取数据库中的数据,会使数据库负担很重,这就造成关系性数据库难以胜任此项工作,所以这类系统大多采用实时数据库。但是实时数据库不但价格较高,而且使用和维护的方便性也远远不及关系型数据库。和利时公司在开发RealMIS系统的一开始就注意到了这个问题,通过采用特殊技术把实时系统建立在了关系型数据库的基础之上,使它既具有实时数据库的性能又具有关系型数据库的方便性和低廉的价格,有效的节约了客户的投资。3.成功案例
华北制药集团倍达公司
华北制药集团倍达公司(以下简称倍达公司)由华北制药集团与日棉株式会社合资组建,致力于半合成抗生素极其系列产品的研制、、开发和生产经营工作,是目前中国最大的半合成抗生素的制药公司之一。制药市场竞争形势日渐激烈,先进的生产设备不足以满足华北制药集团倍达有限公司竞争的需要,手工管理体制下信息不统一、不完整、不准确、传递不及时等众多问题已经影响到华北制药集团倍达有限公司正常的生产经营。倍达公司领导决定引进管控一体化工程,将先进的自动化控制技术和科学的管理思想渗透到企业,提高管理水平,信息共享,提高企业对市场的响应速度。和利时公司承揽了全部工程。在实施过程中,控制系统(DCS)与管理系统(ERP)同时进行,其中DCS系统包括提炼过程控制、动力过程控制、发酵过程控制、6APA过程控制、精致过程控制、合成过程控制等六个子系统(后两套采用西门子系统);ERP系统包括人事管理、财务管理、库存管理、生产管理、采购管理、销售管理、设备管理等七个子系统。ERP系统与DCS系统通过RealMIS相连接。RealMIS从六套控制系统(其中两套西门子的S7-400,四套和利时的HS2000)取数后,进行实时系统图的查看及数据的油画、计算、分析,并向统一的ERP系统提供实时数据,供ERP系统对各项指标进一步挖掘,从而优化生产以及管理者提供决策依据。倍达公司管控一体化工程于1998年7月开始实施,全部工程于1999年3月正式完成。其中实时信息系统仅用10个工作日即告完成。管控一体化的方案在倍达公司实施后运行顺利,已经正常运转了3年。通过管控一体化方案的实施,信息共享并实现了实时传递,基本上达到了企业预期的目标,将人从繁重的手工工作状态解放出来,提高了管理的有效性,并为华北制药集团倍达公司带来了可观的效益。国内同规模、同类型企业通常要有一千多人,而现在倍达公司仅五百多人。1999年倍达公司利润总额在华北制药集团中列第一位。2000年5月,倍达公司被国家863/CIMS主题办公室追加为河北省CIMS示范工程。附 RealMIS部分客户清单
★ 贵州清镇发电厂
★ 华北制药集团倍达公司
★ 山东平原化肥厂
★ 山东巨能金玉米集团
★ 胜利油田河口采油厂
★ 岳阳化工总厂热电厂
★ 锦西化工厂热电厂
★ 浙江新安化工集团有机硅厂
★ 浙江巨化集团电化厂
★ 重庆天燃气公司
★ 四川鸿鹤化工集团
★ 广州三水恒益发电公司
★ 郑州长城铝业集团
★ 萍乡玻璃厂
★ 山西灵石电厂
★ 山西五阳热电厂
★ 新疆塔里木农一师热电厂
★ 燕山石化

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