MES系统主要功能模块

【导读】
MES弥合了企业计划层和生产车间过程控制系统之间的鸿沟,实现了制造过程的敏捷性与快速响应性,在有效提高生产运作效率和质量的同时,降低了运营成本,减少了制造资源浪费。
1.概述
制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)作为车间作业现场管理、监测与控制的一体化平台,是精益生产思想在信息化时代制造业现场的落地与实践。MES弥合了企业计划层和生产车间过程控制系统之间的鸿沟,实现了制造过程的敏捷性与快速响应性,在有效提高生产运作效率和质量的同时,降低了运营成本,减少了制造资源浪费。
 
2.系统总体架构
MES直译成制造执行系统或生产执行系统,俗称生产管理系统。数据集成如图2。
MES数据集成结构 
图2 MES数据集成结构
 
(1)数据转换层
数据转换层主要针对企业的分布式异构环境,实现异构DBMS的集成、数据的统一编码和分布式数据源管理,支持以透明的方式对底层的数据进行操作,其功能包括:

◆DTS:将不同数据源的数据析取、转换和合并到DTS连通性所支持的单个或多个目的,以满足上层数据集中层的需要;
◆数据统一编码:将各独立数据库的DTS的转换结果,通过XML编译器对具有相同语义的多个数据对象进行全企业范围内的统一编码,实现企业数据对象的统一管理;
◆分布式数据源管理:负责实现多数据库的同步协调、优化和统一管理。
 
(2)数据集成层
数据集成层将数据转换层抽取的数据对象根据企业核心数据库存储在各分区数据库中。其功能包括:
◆数据的分类存储:企业数据平台中,根据数据的不同类型,分别设置了过程实时和历史数据库、应用数据库、遗留数据库和其它数据库,以支持不同的应用;
◆企业核心数据库:核心数据参考模型必须站在整个企业的高度准确地描述企业关键增值业务数据及企业关键辅助业务数据,识别和强调不同局部应用间的共同性,揭示井消除冗余信息,检测并解决各种冲突,统一考虑是否满足整个企业的应用需求。
◆ 数据处理:数据整合等。
 
(3)数据接口层
数据接口层是在数据集成层统一企业数据视图的基础上,为每个上层应用生成一个应用视图,并为用户提供一个统一转换的数据访问接口。
 

3.MES功能模块
3.1MES致据集成平台及核心致据库
设计开发了炼油企业核心数据库,规范企业基础信息编码,研究开发企业数据总线、应用适配器等信息技术,开发并建立信息组态化应用工具,建立了MES数据集成平台,实现企业范围内各种应用系统的信息综合集成。
 

3.2生产调度管理摸块
生产调度管理模块包括短周期计划管理、装置班调度、邮品处调度、总厂调度和调度早报、早报计划等模块,装置班调度管理以8小时为单位采集炼油装置和化工装置的相关基础数据(质量、能耗数据、物耗数据、工艺数据),即通过数据平台自动集成(实时采集)和人工录入炼油化工装置投入产出物理侧线仪表计量原始量。调度系统从罐区管理系统获取罐区班油品收付、检尺、交扣库等信息。实现生产状况的综合监控,调度系统根据实际情况分为油品处调度、二级调度和总厂调度,从不同的侧面和粒度为调度提供关键监控指标的分析展示,自动生成调度日报,指导下一日的生产安排。
 

3.3公用工程信息管理模块
公用工程信息管理模块对水、电、汽、风等生产和消耗的数据进行收集、平衡、统计管一理,给调度部门和生产部门提供公用工程系统的运行状况、装里能源动力的消耗情况。公用工程信息系统还可为生产成本核算、经济技术指标统计系统提供基础数据。
 
模块技术特点:
(1)公用工程系统数据模型和数据粒度设计为“日平衡”,目前实现了公用工程数据的区域及全厂平衡(自动和手动)每周一次(“周平衡”)。自动生成月度统计报表。

(2)通过B/S结构,实现了公用工程数据的录入,每天一次(双休日可以不录入,下周一补录),并实现了能源数据的网上查询。

(3)实现了关系数据库与实时数据库的集成装置DCS,PLC数据已经采集到实时数据库PI,系统目前有160多点数据直接采集实时数据库PI,减轻了计量人员数据录入和统计工作量,提高了计量精度。

(4)公用工程数据的统计分析。

(5)公用工程数据组态配置和报表配置。系统完成了基础编码、组合编码、统计和报表编码配置。其中基础编码配置包括全厂水、电、蒸汽、然料、风等6大类基础编码、17个物料来源、7大用途、24个录入区域、27个平衡区域、70个公式项等;组合编码配置包括公用工程类别组合、平衡区域公式项组合、公式项计算项目组合、计算项目计量点组合等:统计配置编码配置为27个统计项、129个报表项。包括了长江水平衡表、通用平衡表、通用月报表、气分厂物料平衡表、统计消耗月报表等5类报表模板,目前配置生成了32张报表。

(6)采用MES系统统一验证机制进行用户管理。
 

3.4统计物料平衡棋块
基于统计的物料平衡模块,把以物埋设备为载体的物料数据,以区域(装置、罐区)、物料为基准,进行逻辑化归并,并建立以装置逻辑侧线、物料逻辑罐为平衡对象,以逻辑化的移动关系和逻辑物料库存变动数据为基础的全厂统计平衡模型,综合考虑全厂气体平衡和固体平衡,完成全厂生产流程、原料、成品、半成品收发存的综合统计业务。根据每日炼油生产经营数据(装置数据、罐区库存数据、罐区交扣库数据、罐区油品销售数据),按顺序分别做到两级平衡。第一级是罐区平衡,第二级是基于业务模型的统计平衡.通过两级平衡实现全厂物料平衡。
 
模块技术特点:
(1)统计物料平衡模块的数据模型和数据粒度设计为“日平衡”,实现了罐区和全厂物料平衡(自动和手动),每天一次,并生成相应报表。

(2)通过B/S结构,实现了装置和罐区物料统计数据的录入,每天(6:00-6:00)一次,并实现了统计数据的网上查询。

(3)数据的统计分析,在C/S端以报表的形式出现,在B/S端以网页的形式出现。

(4)物料、装置。侧线、单位、区域、罐等基本元素在B/S和C/S端的表现可以按照用户要求动态配置。目前,纂础编码配置部分包括物料140个,属性42个,装置34个,装置侧线110个,罐251个等17类。组合关系配置包括罐物料组合、物料属性组合、装置物料属性组合等10类。

(5)采用MES平台统一验证机制进行用户管理。

(6)实现与ERP系统的数据交换(统计数据上传ERP,销售数据从ERP下载),目前每月一次,可以实现每天一次。
 

3.5质量管理模块
质量管理模块实现了质检计划管理、检验记录和检验审核管理,涵盖常规检验和加样检验两种方式,包括馏出口检验、成品检验和非成品检验三大检验类别。质量管理系统为质检部门、生产调度部门、罐区管理部门和装置生产部门提供质检原始数据,有效指导生产的进行。
 

4.不统应用
2006年10月27日,MES系统各模块经过长期实际使用后通过了分公司验收。质量管理模块于2004年6月1日单轨运行,以,web方式实现了化验计划下达、化验数据录入、化验数据查询、化验数据管理等功能,提升了质量管理信息化水平。

生产调度管理模块于2005年3月8日单轨运行,一直运行良好,实现了罐区管理、早报管理、总调业务管理、调度电子交接班、报表WEB发布等功能。使调度工作的自动化程度和可靠性大为提高。

统计物料平衡模块于2006年1月1日单轨运行,实现了罐区和全厂物料平衡,每天一次,并生成相应报表。实现了“日平衡”月确认。”的设计目标。
公用工程信息管理模块于2005年7月20日单轨运行,系统依据公用工程平衡模型,进行自动平衡和手工调整,实现了长岭分公司公用工程数据平衡管理的信息化。
 

5.结束语
经过多年的努力,完成了炼化企业数据集成平台和企业数据模型的建设,并在此基础上开发了生产调度管理模块、公用工程信息管理模块、基于计划统计的物料平衡模块和质量管理模块。系统构建了炼化企业业务模型,实现了生产层面数据共享,覆盖了油品罐区、生产调度、计划统计等生产管理环节,解决了困扰企业多年的物料无法闭环控制的难题,实现了从原料进厂到产品出厂的箱细化管理,实际应用效果良好。
 
MES系统在以下方面需要提升:在MES框架方面,需要增加生产信息聚集(综合查询)模块、移动误差侦破模块、平衡超差报警模块,完善ERP支撑模块。在MES业务模块方面,雄区管理模块、生产统计与统计平衡模块、公用工程信息管理模块、调度早报管理模块能够满足业务需求,进出厂管理模块、装置校正模块、生产管理与调度平衡摸块需要完善,需要增加物料移动、操作指令管理业务模块。
 

  • 2019-09-17 11:41
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