河北盛华化工有限公司信息中心主任 李仁
河北盛华化工有限公司（以下简称“盛华化工”）是一家采用标准流程化方式的传统氯碱生产企业，公司非常重视信息化的建设，很早就实施了利用信息技术改造提升传统行业、促进工业化发展的项目规划建设。为了进一步提高公司生产管理水平，2007年公司开始规划实施MES系统。经过详细调研和咨询，最终采用和研究院合作开发的方式进行项目的建设实施，部分集成现成的、符合整体规划设计的软件。建设中，系统以实时数据库的建设为基础，逐步进行扩展完善，目前已完成整体规划设计开发工作和主要功能模块建设并投入运行，产生了良好的效果和可观的效益。
一、系统实现的主要功能
盛华化工MES系统的应用功能具有很大的伸缩性，根据各个不同的工艺流程和管理要求等客观条件，可进行不同的应用功能框架设计。系统整体设计以实时数据库为核心，将实时数据、关系数据及各个功能模块和应用程序的数据和信息集成到一个平台上，实现信息数据资源的统一，进而实现生产过程信息的自动采集，提供对生产过程数据的查询、统计、分析工具，并实现生产过程信息的处理、存储、管理，成本控制、能耗控制、设备监测、动态调度优化等功能。
1. 实时数据库
实时数据库向下集成PCS层所有DCS、电力系统以及部分分散点的重要数据，向上和公司的管理网系统连接，完成生产过程实时信息的采集和集成，实现生产运行监控、重要参数监控、关联数据监控、重要设备运行状态监控、工艺指标监控、产品质量监控等功能，通过使用实时数据表格和趋势图来监视全厂生产调度实时情况。实时数据库提供的实时数据和历史数据为企业经营决策提供了及时、详实的数据，通过对整个生产系统的实时数据的处理、分析，从而快速、科学的进行决策，提出合理的解决方案，优化调度管理。实时数据库还是实现成本动态监控的数据基础。
2. 生产计划调度和生产统计
生产计划制定、生产计划分解、生产计划调整、消耗定额管理及生产总结录入。应用线性规划算法制定年、季度、月的生产计划，如需要甚至可以细化到天。接收ERP中的销售、管理等关系型数据，充分挖掘现有系统的数据使用潜力，提升现有系统的功能，为生产管理人员提供更为全面的数据统计和分析结果，进一步促进生产调度的合理性，实现营销信息和生产控制信息的交汇和共享。
3. 生产过程和工艺优化管理
监控生产的操作过程和操作状况，记录生产操作过程，在线交接班。工艺参数的优化、主要工艺指标的优化是将生产中的一些关键工艺指标和参数与其优化指标进行比对，系统在积累了大量的样本数据后，对某些关联的工艺数据进行相关分析和回归分析，从而得到相关参数之间的关系，以指导优化操作，加强生产的管理，达到优化生产工艺目的。
4. 能耗成本管理
利用生产的实时计量数据，对生产消耗进行数据统计、比对、分析和控制，对生产所用的水、电、汽、压缩空气等公用工程进行每日的平衡与月平衡的计算与分摊，及时了解目前的产品产量和原材料消耗情况，通过对产量和原材料消耗的对比分析来调整生产策略，以达到提高产量，减少消耗的目的。
5. 质量管理
质量管理部分对进厂生产用原料、中间产品、中控、成品等的化验分析数据进行查询、分析和汇总管理。系统是通过实时的数据传输和完善的质量管理来实现自动化，从而保证产品质量和提高管理水平。系统为质量检验和科学研究提供了高水平的管理，保证了实验室数据的安全性，系统能够对样品的分析结果进行监测，生成质量控制图、质量趋势统计、质量评价、质量预测，大大提高了企业的市场竞争力。
6. 生产考核管理
按企业实际情况设计的考核办法和设定的KPI指标模型，对生产的各类关键指标进行量化评价，对企业整体生产运行绩效进行总体考核。详细统计计算班次、日计划、日完成、运行天数、月累计等考核信息，并提供各种分析结果，让管理层随时了解各车间班组的生产操作水平，实现企业生产精细化管理。
7. 设备资产管理
此部分是盛华化工MES系统最主要的部分，也是此MES系统设计不同于其他系统的地方。对于化工行业来说，设备是生产的基础和命脉，设备的管理至关重要。针对于此，盛华化工特别开发设计了一个设备资产管理系统，系统分为动态监控和静态管理两部分。系统是一个集设备日常管理、设备资料、事故处理、设备运行状态实时监控和其他动态管理为一体的实时设备管理平台，系统使得设备动态实时数据与静态档案合二为一。
(1) 设备实时远程动态监控
实时检测各大型设备运行的主要参数，用来跟踪和指导设备维护的活动，并有报警分析，保证生产和调度的进程。系统维护历史信息支持问题的诊断和处理。实时检测数据也统一集成到实施数据库中，进行数据的处理。
(2) 设备资产静态管理
系统能够对分厂各班组对应设备资产的现状进行清晰、正确、系统化的管理，有效的达到“账—卡—物—人”的对应管理体系；对于设备维修状态，维修后的价值变动能够有效的体现到对应设备、相关责任人；对于报废资产的管理建立规范的体系，有效地保证资产的保值、增值管理。系统建立全厂规范的资产管理编码管理制度，统一全厂设备资产编码规则。各设备资产实行条码管理，对于每台设备资产形成全厂唯一的条码；建立了设备资产条码与ERP所对应的设备资产台帐编码映射关系和系统与ERP资产管理数据交流流程。
二、系统运用无线射频识别技术
（RFID）技术，对设备条码进行扫描，实现设备交接班、日常盘点的安全、快捷、高效率管理。对于生产常规设备，系统从设备入库开始创建唯一的设备编码进行全生命管理；对于项目工程所采购的设备，在安装调试完毕后贴条码，创建的唯一条码来实现全生命周期的管理。管理内容分别包含与设备相关的成本信息的记载、相关责任人记载、相关时间周期记载：
①成本数据方面：从采购的“原值”成本数据、安装成本（含基础建设成本等）、检修维修成本、财务折旧数据等进行归纳和展现；
②责任人方面：对于该设备对应的采购执行者、仓储管理员、领料人、设备安装责任人、日常管理责任人、维修责任人、调拨责任人、资产折旧的执行者（财务方面）、报废申请者、报废执行者等进行归纳和展现；
③时间方面：从入厂开始到设备报废整过程的时间记载；
④班组设备管理：“账—卡—物—人”关系数据库已建立各班组与相关资产的关系，每个班组配置一台手持终端（PDA），系统为每位班组负责人设立单独账户、密码，在班组交接的时候通过PDA扫描相关交班过程中需要移交的设备，并通过PDA把交接中各资产的状况（比如：温度、湿度、压强、是否泄漏等）维护至系统中，做到科学的责任交割。
系统采取工单驱动方式执行日常巡检、维修工作，达到事前做规划、事中做控制、事后做考核管理的功能效果。维修人员根据提示，登陆PDA下载工单并在所要求的时间内达到现场执行维修工作。维修过程通过PDA上传系统，最后录入维修的成本，原因分析等细节。
三、系统的体系结构和新技术
盛华化工MES系统采用C/S和B/S相结合的体系结构，客户端在数据操作等信息管理工作时采用C/S方式，而在信息浏览时采用B/S方式。
MES系统的主要新技术一是平衡校正技术，二是动态生产成本监控技术。
①平衡校正技术：首先是装置平衡。装置校正是基于装置的设置参数模型和装置投入产出模型，综合考虑生产加工方案，按照一定的逻辑进行数据的校正，实现装置级的物料平衡。生产数据经过数据校正软件的处理，得到校正数据，数据校正软件采用统计数据校正技术，校正所有采集的实时数据，跟踪和消除测量误差，实现测量数据的获取，定时将关系数据库同步到实时数据库以实现数据的同步，按一定的时间进行数据的校正平衡，利用统计算法对企业的生产物料进行投入产出平衡。
②动态生产成本监控技术：实时反映工艺运行、物料消耗和成本变化的动态状态，对经数据校正后的工艺物流率、公用工程消耗的数据以及进界区的原料和出界区的产品数量进行实时采集，同时，读取上层关系数据库内的各种成本组成数据，动态的自动计算各个时段，各种产品的动态成本。
四、实施效果
MES系统的实施为企业建立起了一个生产系统的统一的信息平台，并与ERP和PCS层很好的实现集成，完成了企业从生产计划、生产过程操作、生产质量控制、设备管理、能耗成本管理、绩效考核、信息统计的生产全过程的信息化管理，全面实现生产的动态管理。设备管理系统极大地提高设备的使用周期和使用寿命，完善公司固定资产的管理。系统提供的统计报表、趋势分析、领导查询等工具，可实现生产过程管理信息的可视化、决策的科学化，优化资源利用，提高生产管理的精细化水平，提高企业的综合竞争能力。
五、结论
MES系统是目前流程行业信息化建设的重点之一。
从实施的情况来看，MES系统的建设一定要依据企业的实际情况，符合企业信息化的整体规划、生产现状、组织结构模式和企业的管理理念等，选用适合自身的MES产品，这样不但会缩短实施周期、节省费用，更重要的是能更好的达到设计的要求和效果，体现企业的管理思想，提高企业的生产管理水平，提升企业效益。
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本文标题：MES系统的开发与应用研究
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