MES是處于計劃層和車間層操作控制系統SFC之間的執行層,主要負責生產管理和調度執行。它通過控制包括物料、設備、人員、流程指令和設施在內的所有工廠資源來提高制造競爭力,提供了一種系統的在同一平臺上集成諸如質量控制、文檔管理、生產調度等功能的方式,從而實現企業實時化的ERP/MES/SFC系統。 在這種形勢下,和利時公司在原有的ERP系統和DCS系統的基礎上,本著“一切為用戶著想”的精神,推出了自己的MES產品——RealMIS(實時信息系統), 由它作為橋梁連接起了控制層(SFC系統)和管理層(ERP系統),從而為企業的“管控一體化”提供了一個完整的解決方案。
目前由和利時公司的DCS系統、ERP系統和RealMIS系統所構成的“管控一體化”方案已經通過了北京市經委的驗收。 在企業“管控一體化”的信息系統建設中,使是信息系統起著非常重要的作用。它可以采集控制系統中的實時數據,使管理者在辦公室里就可以監測到生產現場的生產情況及報警信息;并可以對取得的實時數據進行優化、分析,從而為保證生產設備正常運轉、降低成本提供重要基礎。
1.RealMIS系統的功能
下圖是RealMIS的基本原理圖。在企業的控制系統與管理網之間設置一臺網關機(此網關機可以由控制系統中的服務器或工作站兼做),分別連通控制系統與管理網,起到數據橋梁的作用。網關機從控制系統區的數據后,將它們進行適當轉換后發送到管理網的數據服務器,管理這就可以在辦公室里接收數據,以系統模擬圖的方式觀測實時的生產情況了。實時及歷史數據的查詢既可以通過C/S(客戶機/服務器)方式用程序查看,也可以通過B/S(瀏覽器/服務器)方式用WEB瀏覽器進行本地或遠程查詢。同時,管理網中的數據服務器對接收到的實時數據進行優化處理,并存儲在數據庫中,供管理者分析、決策。
作為一個MES系統,RealMIS要完成的功能是:通過把商業計劃(訂單入口)、材料管理、采購與記賬連接到工廠設備的控制,來改進工廠車間生產情況。制造執行系統從計劃系統接收一個制造計劃,告訴工廠的各種資源(人力、設備、控制)怎樣開始生產,并將“什么時候應該生產什么”反饋給計劃系統。RealMIS主要包括以下功能模塊:
(1) 數據采集:監視、收集和組織來自人員、機器和底層的控制操作數決議及工序、物料信息。這些數據可由車間手工錄入或由各種自動方式獲取。
(2) 維護管理:通過活動監控和指導保證機器和其它資產設備的正常運轉以實現工廠的執行目標。
(3) 性能分析:將實際制造過程測定的結果與過去的歷史紀錄和企業制定的目標以及客戶的要求進行比較。其輸出的報告或在線顯示用以輔助性能的改進和提高。
(4) 過程管理:基于計劃和實際產品制造活動來指導工廠的工作流程。這一模塊的功能實際上也可由生產單元分配和質量管理來實現。這里是作為一個單獨的系統來實現的。
(5) 資源分配和狀態管理:指導勞動者、機器、工具和物料如何協調的進行生產,并跟蹤其現在的工作狀態和剛剛完工的情況。
2.RealMIS系統的特點
2.1與底層控制系統無關
目前雖然大多數較新的控制系統提供了OPC借口,但生產現場的控制系統卻多種多樣,有時一家工廠就可能由有多套不同的控制系統,他們在接口方式上存在著巨大的差異。所以,要想成功的實現“管控一體化”的目標就必須想辦法將這些異種系統以一種統一的針對不同的控制系統開發不同的網關程序,由它負責從控制系統讀取數據,然后轉換成統一的格式輸入RealMIS系統,從而成功的屏蔽了底層控制系統之間的差異。到現在為止,我們已經開發出了多個網關程序,不僅能連接和利時公司的所有DCS,還能連接到西門子、霍尼韋爾等公司的控制系統。#p#分頁標題#e#
2.2與ERP系統緊密集成
通過網關機采集的實時數據也可以被傳送到和利時公司的ERP系統,供ERP系統進行分析。同時,在實施ERP系統時,可根據用戶的需求預留ERP系統到控制系統的下行通信借口,在保證控制系統的安全性的基礎上運行控制系統優化軟件,下傳優化結果,保證生產高效、安全、穩定運行。
EPR系統對接收到的實時信息進行分析后,作用于其生產管理和設備管理兩個子系統。生產管理子系統可對實時信息進行分析后,作用于其生產管理和設備管理兩個子系統。生產管理子系統可對實時信息進行分析,通過實時模擬圖觀測生產運行情況,并可查看指標歷史曲線,統計各指標超限額運行時間,根據企業需要自定義靈活的報表,從而了解各項生產指標情況,及時調整不合理的生產過程,優化生產資源的配置,降低生產成本,并為領導者的生產決策提供依據;同時,生產管理子系統還可以從實時信息中準確的得到各項生產投入及產品產出的指標信息,再將這些信息直接送到成本核算子系統,迅速計算出企業的生產成本,從而提高了企業經營管理的反應速度;ERP系統中的設備管理子系統可以通過實時模擬圖監測控制系統中的設備運行情況,以及通過報表、曲線等形式查看設備運行歷史,使管理者及時了解設備運行信息,并將實時信息中設備的儀表讀書及與設備運行相關的指標納入設備管理體系,提高設備的維護。在設備預防性維護中,可將設備的實時信息中的儀表讀數作為依據,一旦某設備累計運行時間或動作次數等工作指標達到設定數值,則系統自動調出該設備的預維護計劃,提交給相應的檢修部門;在設備的日常維護中,若設備的相關運行指標超過某一限定值,則可以診斷此設備發生的故障,并自動生成檢修工作單;同時,通過實時信息的歷史紀錄對設備的運行歷史進行分析,找出影響設備使用壽命的不合理的運行指標,調整設備運行方式,延長設備使用周期。
2.3使用關系數據庫
一般的實時信息系統,由于要不斷的存取數據庫中的數據,會使數據庫負擔很重,這就造成關系性數據庫難以勝任此項工作,所以這類系統大多采用實時數據庫。但是實時數據庫不但價格較高,而且使用和維護的方便性也遠遠不及關系型數據庫。和利時公司在開發RealMIS系統的一開始就注意到了這個問題,通過采用特殊技術把實時系統建立在了關系型數據庫的基礎之上,使它既具有實時數據庫的性能又具有關系型數據庫的方便性和低廉的價格,有效的節約了客戶的投資。
3.成功案例
華北制藥集團倍達公司
華北制藥集團倍達公司(以下簡稱倍達公司)由華北制藥集團與日棉株式會社合資組建,致力于半合成抗生素極其系列產品的研制、、開發和生產經營工作,是目前中國最大的半合成抗生素的制藥公司之一。制藥市場競爭形勢日漸激烈,先進的生產設備不足以滿足華北制藥集團倍達有限公司競爭的需要,手工管理體制下信息不統一、不完整、不準確、傳遞不及時等眾多問題已經影響到華北制藥集團倍達有限公司正常的生產經營。倍達公司領導決定引進管控一體化工程,將先進的自動化控制技術和科學的管理思想滲透到企業,提高管理水平,信息共享,提高企業對市場的響應速度。
和利時公司承攬了全部工程。在實施過程中,控制系統(DCS)與管理系統(ERP)同時進行,其中DCS系統包括提煉過程控制、動力過程控制、發酵過程控制、6APA過程控制、精致過程控制、合成過程控制等六個子系統(后兩套采用西門子系統);ERP系統包括人事管理、財務管理、庫存管理、生產管理、采購管理、銷售管理、設備管理等七個子系統。ERP系統與DCS系統通過RealMIS相連接。RealMIS從六套控制系統(其中兩套西門子的S7-400,四套和利時的HS2000)取數后,進行實時系統圖的查看及數據的油畫、計算、分析,并向統一的ERP系統提供實時數據,供ERP系統對各項指標進一步挖掘,從而優化生產以及管理者提供決策依據。倍達公司管控一體化工程于1998年7月開始實施,全部工程于1999年3月正式完成。其中實時信息系統僅用10個工作日即告完成。#p#分頁標題#e#
管控一體化的方案在倍達公司實施后運行順利,已經正常運轉了3年。通過管控一體化方案的實施,信息共享并實現了實時傳遞,基本上達到了企業預期的目標,將人從繁重的手工工作狀態解放出來,提高了管理的有效性,并為華北制藥集團倍達公司帶來了可觀的效益。國內同規模、同類型企業通常要有一千多人,而現在倍達公司僅五百多人。1999年倍達公司利潤總額在華北制藥集團中列第一位。2000年5月,倍達公司被國家863/CIMS主題辦公室追加為河北省CIMS示范工程。
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