瓮福集团是集磷矿采选、磷复肥、磷煤化工、氟碘化工生产贸易和国际工程总承包为一体的国有大型磷化工企业，主体是磷矿采选和磷工业加工，主要业务包括磷生产中的运行管理、设备维护、工程管理、贸易服务以及相关的安全质量与成本管理等。磷肥工业生产装置属典型的流程生产工艺，具有高温、高压、强腐蚀、连续、流程长而且控制复杂的特点，并且上下游装置的联系非常紧密。因此，实施专业化的制造执行系统(Manufacturing Execution System，MES)十分必要。
MES系统是位于上层的ERP系统与底层的工业控制之间的面向车间层的信息管理系统，是工业综合自动化技术发展的关键，主要用于对车间的生产、产品质量、生产设备及材料等方面进行详细的作业计划、实时信息反馈和数据分析。MES直接支持车间一线生产人员的工作，为操作和管理人员提供计划的执行、跟踪和所有资源(人、设备、物料)的当前状态。瓮福集团各生产装置采用了DCS和PLC以及调度系统实时监控等硬件设施，为MES系统的实施提供了相应的硬件支持。笔者就瓮福集团公司MES系统的具体实施过程作简要介绍。
1 生产管理系统的现状与存在的问题
瓮福集团的信息化部专门负责信息资源的收集、归档和管理。虽然生产调度系统和自动化系统(如DCS和PLC)都运行正常，集团局域网也作了升级和规划，物质备件计划K3系统、金碟财务系统和办公自动化系统(OA)也在独立使用，但由于没有建立信息化管理平台，存在信息孤岛问题。管理部门需要的数据采集由人工完成，不仅工作效率低，而且容易出错，给各级管理人员实时了解设备的运行状况及生产运行参数等信息都带来很大不便。
1.1 管理结构
瓮福集团公司的生产组织结构大体分为公司层、厂矿层、分厂层和车间层，而且地域分散——瓮福集团总部与磷肥厂、磷业公司和磷矿相距100km，磷肥厂距磷矿约40km，每个厂又有多个分厂和生产装置，不但生产组织结构复杂，而且设备数量多、种类杂，实施信息化管理比较困难。
1.2 信息系统及网络
办公网和生产调度网独立运行，没有连接。新建和改建的新装置没有上调度系统，没有网络连接和通讯。大部分控制系统是上世纪90年代配置的，设备老化，不同设备的数据接口和格式也不相同，设备信息不能集中共享，形成了很多信息孤岛。
1.3 数据录入
公司内部网页上的生产和设备日报表的很多数据由人工输入，如原材料消耗、计量数据及设备运行时间等，而节假日工作人员少，容易把数据抄错或漏抄，导致数据统计不全和失真。
2 实施目标
瓮福集团于2011年引入MES系统，把上层计划和下层生产设备的实时数据联系在一起，形成一个整体优化的信息管理系统，即：
a．通过对各种相关信息的收集，形成及时、准确、真实和清晰的企业信息，建立一套快速、灵活、准确的反应体系，使企业处于最佳化运转状态：
b．借助MES系统支持设备管理工作，实现预防性维修单的自动生成、备件定额的生成以及生产数据和设备运转状况历史数据的可追溯性。包括仪表参数、设备运行时间、停机时间记录及可靠性计算等；
c．实现生产数据和计划的集成，具有对生产过程的历史数据进行存储和分析的功能，如生产完成情况、同期生产情况及趋势分析等，同时自动生成各种生产报表并传送给相关部门；
d．通过本系统的实施，实现生产过程和生产与业务流程的优化，进一步降低成本。
3 实施方案
MES系统能够给上层管理系统(如ERP)提供设备的实时数据，实现控制层(如DCS)和生产管理系统的优化集成，达到信息共享和数据分析。把未进入控制系统的数据或未进入调度系统的装置纳入系统内，个别安装位置较远而无法进入系统的，用无线传感器接入就近的控制系统中。同时，尽量减少人工输入数据量。
瓮福集团MES系统(图1)采用B/S架构，配置14台网关机，采集磷矿、肥厂、磷业公司和蓝天公司的13套DCS/PLC系统数据(4套横河DCS、4套浙江中控DCS、一套欧陆DCS、两套AB-ROCKWELL PLC、西门子和施耐德PLC等)。调度室与控制装置DCS/PLC之间通过光纤连接，接入生产调度系统PI服务器，收集生产数据。在以磷肥厂为中心把网络连接在一起，其它的通过电信网络将数据送往磷肥厂的服务器中，磷肥厂的数据服务器通过电信网络接入Internet，集团总部通过Internet浏览服务器数据并下达生产指令。PI服务器通过网络与MES服务器通讯，将数据信息传送给MES进行信息交换和处理。MES服务器采用IBM3850，4CPU 1.8GByte，集成双千兆网卡，冗余电源。操作系统选用Server2003。
图1 MES系统配置
MES通过VS2010进行组态，实现调度、能源、设备、采集、分析、库存及采购等管理。配置3台防火墙保证网络的安全：第1台配置在磷矿数据往外发布的地方；第2台配置在数据往服务器输送的地方；第3台配置在服务器往外发布数据的地方。并在每套DCS与服务器之间配置网关机，对服务器和DCS进行隔离，保障DCS的安全性。公司、厂(矿)、分厂和车间各级生产管理人员可以通过分配的权限。浏览和索取自己的信息。
4 应用效果
瓮福集团装置较多、地域分布广，信息量大，访问量也大，MES系统投运后实现了以下功能：
a．提高了工作效率，极大地方便了各级管理人员了解生产运行情况、产品质量控制、原材料消耗及安全环保等生产信息；
b．生产数据都进入到计算机系统中，可以监督一线操作人员认真负责地在岗操作；
c．系统数据信息相对完善，节省了人力，减少了纸上作业，降低了生产资源、成本以及生产过程中的错误率；
d．所有数据形成了一个关系数据库，为管理层作出决策提供了科学的依据；
e．有效地对设备运行状态和运行参数进行监控，避免了事故和意外事件的发生，并可对设备的开/停车时间和可靠性进行分析；
f．为生产管理提供了有效的平台，使工作流程进一步优化，工作响应速度大幅提升，企业管理效率进一步提高。
MES系统投运过程中，运行稳定、可靠，维护简单，操作方便，而且系统的可扩展性良好。
5 结束语
MES系统的实施，给管理层提供了及时、准确、真实和清晰的信息，保证与生产密切相关的部门及时、有效地了解到各方面的信息，使企业的各项生产调度和决策信息及时下达到生产第一线，使之有效贯彻和执行。生产更加平稳、成本进一步降低、事故率也大幅减少。
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本文标题：MES系统在磷化工中的应用
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