探析MES在生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展及應(yīng)用

近年來，我國(guó)工業(yè)企業(yè)的信息水平已有較大的發(fā)展，在生產(chǎn)過程自動(dòng)化，計(jì)算機(jī)化向企業(yè)各類生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)環(huán)節(jié)全面覆蓋時(shí)期，部分行業(yè)的重點(diǎn)企業(yè)以實(shí)現(xiàn)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、企業(yè)管理、市場(chǎng)營(yíng)銷各環(huán)節(jié)的信息化集成應(yīng)用，并正在推進(jìn)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)流程優(yōu)化和協(xié)同管理水平，根據(jù)工業(yè)信息化部科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所提供調(diào)查數(shù)據(jù)，鋼鐵、有色、建材、石化等原材料工業(yè)行業(yè)大中型企業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)產(chǎn)線比例均達(dá)到85%以上。企業(yè)普遍建立了生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，自動(dòng)收集生產(chǎn)工藝過程數(shù)據(jù)，提高了過程管控水平。

1.MES的產(chǎn)生與發(fā)展

據(jù)稱上世紀(jì)80年代中期，美國(guó)先進(jìn)制造研究機(jī)構(gòu)(AMR)首先提出MES的概念，明確指出：MES是位于上層計(jì)劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間、面向車間層的管理信息系統(tǒng)。它為操作人員、管理人員提供計(jì)劃的執(zhí)行、跟蹤以及所有資源(人、設(shè)備、物料、客戶需求等)的當(dāng)前狀態(tài)信息。目前MES應(yīng)用在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家處于一個(gè)蓬勃發(fā)展的階段，在國(guó)內(nèi)實(shí)施MES項(xiàng)目的企業(yè)的范圍越來越廣，目前在我國(guó)形成了煉油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、化纖紡織工業(yè)、機(jī)器制造業(yè)、汽車制造業(yè)、航空業(yè)、造船業(yè)、半導(dǎo)體制造業(yè)、冶金業(yè)、煉鋁業(yè)等不同行業(yè)領(lǐng)域都應(yīng)用了MES系統(tǒng)管理模式。特別是在石油、天然氣、石油化工領(lǐng)域，過程控制非常必要。功能的擴(kuò)展也越來越豐富。對(duì)于工廠底層數(shù)據(jù)的采集，處理和信息的展示，MES系統(tǒng)會(huì)通過最快的速度和低的成本響應(yīng)市場(chǎng)的需求，通過集成各單元數(shù)據(jù)，處理信息，統(tǒng)計(jì)管理業(yè)務(wù)，為企業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)及成本核算提供數(shù)據(jù)支持，助力企業(yè)的節(jié)能降耗實(shí)踐。我國(guó)的許多高等院校、科研院所都在從事這方面的研究與應(yīng)用開發(fā)工作，在理論研究方面，加入了并行、敏捷、網(wǎng)絡(luò)化、可重構(gòu)等一些先進(jìn)思想；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，則采用面向?qū)ο?、?gòu)件、代理等技術(shù)，取得了不少有益的成果。

隨著MES產(chǎn)品的日益成熟和國(guó)外石油化工公司MES系統(tǒng)建設(shè)的開展以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，國(guó)內(nèi)石油化工公司也逐步積極投人到MES系統(tǒng)的建設(shè)中，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程優(yōu)化、節(jié)能降耗等目標(biāo)。

2.業(yè)務(wù)需求

對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行指導(dǎo)、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、服務(wù)，以促進(jìn)“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，并推動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步與升級(jí)、提高生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，向國(guó)內(nèi)、國(guó)際先進(jìn)水平看齊。具體涉及的生產(chǎn)運(yùn)行業(yè)務(wù)需求有，提高統(tǒng)籌管理生產(chǎn)運(yùn)行能力，增強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)制造企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)的及時(shí)獲取能力；協(xié)調(diào)保障企業(yè)的安全、平穩(wěn)生產(chǎn)，強(qiáng)化生產(chǎn)指揮作用，全面了解企業(yè)生產(chǎn)、設(shè)備存在的問題，提高非正常生產(chǎn)情況下應(yīng)變能力，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)批次信息的集成及產(chǎn)品質(zhì)量問題的追溯；建立高效、準(zhǔn)確的企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行考核機(jī)制；實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行、故障、檢修的數(shù)據(jù)及時(shí)獲取和分析能力；建立基于狀態(tài)監(jiān)檢測(cè)的設(shè)備可靠性管理機(jī)制；建立高效、準(zhǔn)確的企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行及設(shè)備運(yùn)行考核。對(duì)于專項(xiàng)業(yè)務(wù)需求有跟蹤新建、擴(kuò)建、技術(shù)改造、檢維修等工廠開工準(zhǔn)備進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)開工方案的管理，對(duì)企業(yè)開工前的生產(chǎn)準(zhǔn)備條件進(jìn)行管理；及時(shí)準(zhǔn)確了解企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括原料進(jìn)廠、生產(chǎn)、庫存量、產(chǎn)品出廠、節(jié)能、、環(huán)保、開停工等信息；及時(shí)協(xié)調(diào)、處理各類非計(jì)劃停工、設(shè)備搶修、檢修等影響生產(chǎn)的突發(fā)事件；實(shí)現(xiàn)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的對(duì)比分析；結(jié)合基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)維修（CBM）的設(shè)備可靠性管理，通過對(duì)故障的分析、判斷，輔助制定檢修策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、維護(hù)保養(yǎng)和檢修過程管理，保障設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行。信息化需求從制造企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備直接采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，集成現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)監(jiān)控視頻，增強(qiáng)對(duì)工廠真實(shí)生產(chǎn)情況的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確掌握能力；制造企業(yè)設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)、庫存數(shù)據(jù)、進(jìn)出廠數(shù)據(jù)的自動(dòng)逐級(jí)上報(bào)、匯總、檢查，減少人為調(diào)整因素影響；采集制造企業(yè)的關(guān)鍵機(jī)組、機(jī)泵狀態(tài)監(jiān)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)及設(shè)備腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備采集數(shù)據(jù)的匯總、分析、診斷及報(bào)警；建立技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工廠主要信息系統(tǒng)的集中監(jiān)控和技術(shù)支持。

3.數(shù)據(jù)來源

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過生產(chǎn)專用網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的生產(chǎn)過程自動(dòng)化領(lǐng)域的集散控制系統(tǒng)DCSPLC控制系統(tǒng)，還有已升級(jí)到OPC服務(wù)器的DCS接口,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)系統(tǒng)是應(yīng)用與數(shù)據(jù)的集成平臺(tái)，一個(gè)性能優(yōu)良、能滿足企業(yè)現(xiàn)在和將來需要的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，為更多的應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，基于統(tǒng)一的企業(yè)模型，為客戶化的應(yīng)用提供簡(jiǎn)單易組態(tài)的開發(fā)環(huán)境。目前實(shí)施數(shù)據(jù)系統(tǒng)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和連接多種系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)品化接口（RDI），通過這些產(chǎn)品化RDI接口采集生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過對(duì)前期生產(chǎn)企業(yè)MES的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)由于MES直接從生產(chǎn)控制層的DCS系統(tǒng)和化驗(yàn)設(shè)備中采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集頻度達(dá)到了分鐘級(jí)，因此系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息具有較高的實(shí)效性。其次，MES的用戶不僅覆蓋了企業(yè)的生產(chǎn)管理層，而且也覆蓋了企業(yè)的生產(chǎn)操作層，所有生產(chǎn)車間的操作人員都是MES的最終用戶，因此具有用戶數(shù)眾多、數(shù)據(jù)訪問量大等特點(diǎn)。再加之企業(yè)的生產(chǎn)對(duì)安全穩(wěn)定性的要求極高，因此要求MES系統(tǒng)必須具有良好的穩(wěn)定性和不可中斷性。提供基于Web訪問的管理平臺(tái)，提供靈活直觀的數(shù)據(jù)分析及圖形展示。

4.數(shù)據(jù)分析

企業(yè)數(shù)據(jù)是企業(yè)的資源，好的企業(yè)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)的集成、應(yīng)用系統(tǒng)的集成和擴(kuò)展都有著積極的意義，MES應(yīng)用配套軟件提供了如實(shí)時(shí)監(jiān)視、數(shù)據(jù)報(bào)表、趨勢(shì)分析等可視化工具，采用B/S和C/S結(jié)合的方式，方便企業(yè)用戶使用。比如，系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)的WEB頁面編輯，從Client模塊到Web瀏覽再到Office嵌入，真正實(shí)現(xiàn)了所見即所得。

5.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、共享、集成

隨著互聯(lián)網(wǎng)快速普及，無論是電信運(yùn)營(yíng)商，還是各大銀行，保險(xiǎn)公司石油、化工，煤炭等領(lǐng)域都花費(fèi)了巨額資金建立了自己的企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)倉庫，具備了完整的數(shù)據(jù)庫管理功能，具有數(shù)據(jù)的大量性，保存的持久性，可靠性，共享性特點(diǎn)，例如美國(guó)甲骨文公司的一款關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（OracleDatabase），在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域處于地位很高的產(chǎn)品，針對(duì)大型企業(yè)在一定程度上解決了應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)共享和互通的問題，并為企業(yè)提供數(shù)據(jù)的決策支持。近年來各大企業(yè)把數(shù)據(jù)分為不同來源、不同的處理方式、不同質(zhì)量的數(shù)據(jù)在邏輯上或者物理上有機(jī)的集中，從而為企業(yè)提供全面性質(zhì)的數(shù)據(jù)共享，在企業(yè)數(shù)據(jù)集成領(lǐng)域，已經(jīng)是很成熟框架模式了。

大數(shù)據(jù)正在成為工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識(shí)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變的重要特征，成為新時(shí)代最關(guān)鍵的生產(chǎn)要素和產(chǎn)品形態(tài),使人們可以利用各種數(shù)據(jù)創(chuàng)造新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。