流程型企业生产管理系统

　    1 引 言

　　上个世纪80年代后期，流程工业过程控制与企业生产管理发生了巨大变化多学科间的相互渗透与结合，使过程控制与企业生产管理朝着一体化的方向发展，形成了企业综合自动化的新模式在企业生产管理方面，以企业资源计划(ERP)系统、供应链管理(SCM)系统和客户关系管理(CRM)系统为代表的生产管理信息系统正在得到广泛应用，提高了生产管理效率在生产管理过程自动化方面，以DCS、PLC为代表的自动化装备得到了广泛的应用，大大提高了生产过程控制水平和产品质量。过程控制层与管理层之间的信息脱节问题已经凸显，制约了企业生产管理水平的提高，所以企业急迫需要生产管理和控制一体化的解决方案。

图1 HOLLiAS-MES在企业生产管理信息集成中的位置

　    2 生产企业信息化解决方案HOLLiAS-MES

　　和利时公司适应工业发展需要，为流程行业开发了生产调度系统HOLLiAS-MES(Manufacturing Execution System)该系统以企业级实时、关系数据库为核心，提供实时信息系统、质量分析系统、设备维护管理系统、能源管理系统、批量管理系统、生产成本核算系统和生产调度系统，为企业生产管理人员进行过程监控与管理、保证生产正常运行、控制产品质量和生产成本提供了灵活有力的工具它具有丰富的与DCS、PLC等控制设备的通信接口，并可与企业经营管理系统集成，实现企业生产管理合控制一体化，可以广泛适应于石油、化工、电力、制药、建材、冶金、造纸等流程企业生产管理。

　　HOLLiAS-MES以生产信息为核心，为企业决策系统提供直接的支持，丰富的可灵活配置的功能模块，满足不同行业的应用要求。通过OPC Client模块与不同的控制系统进行数据交换，满足生产需要。它包括以下子系统：

　　(1)实时信息系统  包括不同的控制系统的接口、实时历史数据存储、趋势、报表、监控信息、Web信息发布等功能；

　　(2)质量分析系统  包括实验室数据管理、统计过程控制(SPC)等管理功能；

　　(3)设备维护管理系统  包括设备状态监控、维护管理等功能；

　　(4)能源管理系统  是对企业内部水、电、汽等公用工程资源的管理；

　　(5)批量管理系统  适合于制药、冶金等批处理工业，主要是配方管理、批次信息跟踪，满足GMP(Good Manufactory Practice)、FDA(Food and Drug Administration)的要求；

　　(6)生产管理成本核算系统  实时统计消耗并核算生产过程成本，通过成本因素来了解生产情况

　　(7)生产调度系统  制定生产计划，综合监视、协调、管理生产执行过程。

图2 HOLLiAS-MES体系结构图

       2.1 实时信息系统HOLLiAS-RMIS(Real time Information System)

　　RMIS具有良好的开放性，可以和不同厂家的DCS进行数据整合，形成统一的实时信息管理系统该系统包括过程数据接口、实时数据库、过程数据分析工具、过程可视化组态工具等。企业生产管理人员能在同一画面、趋势、报表中集中得到生产工艺上相互关联但又分散在不同DCS系统中的信息，便于对比、分析、跟踪、监视，有利于全面系统地把握全厂生产状况。

　　(1)数据获取接口I/O Servers支持OPC、DDE等多种通讯协议，可连接到由和利时、横河、霍尼韦尔、西门子、罗克韦尔、ABB、费希尔-罗斯蒙特、日立、三菱、欧姆龙等工业自动化厂家生产的DCS、PLC、RTU等设备。

　　(2)实时数据库存储生产过程中产生的数据，具有存储速度快、存储空间小，标准的SQL或OLE DB. API应用编程接口为第三方提供了标准的、主流的开发环境等主要特点。

　　(3)数据分析工具，为充分发挥过程数据的最大价值提供了手段，提供数据趋势分析与查询，并通过MS OFFICE生成综合性数据报表。MES和微软的OFFICE办公软件紧密结合，提供了强大灵活的统计报表功能。

　　(4)过程可视化组态工具提供了丰富的监控手段，按照企业生产管理的需要对过程数据、管理数据进行整理、加工、计算，得到有用的信息，并以图形、表格等方式表现出来，使企业生产管理人员得到充分的信息，对生产进行监视，以了解实时生产情况。

　　(5)所有的分析数据和监控画面均可放到企业信息门户上，无论在办公室、家庭、饭店或世界任何地方，都能随时随地了解生产现场情况。

　　2.2 质量分析系统HOLLiAS-QAS(Quality Analyzed System)

　　质量分析系统容纳了实验室分析系统LIMS(Laboratory Information Management  System)和统计过程控制SPC(Statistical Process Control)。

　　质量管理贯穿于企业生产管理活动的全过程实验室分析系统LIMS对实验室数据进行管理，为统计过程控制提供了离线数据源，是流程业质量管理的基础。QAS提供完整的实验室信息管理系统，将实验室数据为原料采购、生产过程控制与生产管理、生产技术管理、产品销售等活动所共享，完成样品管理、样品跟踪、实验数据采集、统计质量控制图和质量标准管理等。

　　统计过程控制(SPC)，对关键过程控制参数和质量检测参数进行监控，帮助操作人员提高生产操作水平、控制影响产品质量的参数，为提高产品质量控制提供支持。

　　(1)控制图(XRS)：允许分析现场数据的变化，可以分析平均值、极差或标准差此方法可用于分析操作平稳度，可以用来判断质量变化是偶然波动还是由系统故障引起的。

　　(2)工序能力图：用特征值(如温度、流量等)分布图分散特性来量度工序实际加工能力，并自动计算工序能力指标(Cp、Cpk)，峰值和偏差，此方法可以计算工序在受控状态下对加工质量的保证能力。

　　(3)排列图：分析错误和故障发生频率对产品质量的影响程度。