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智能制造執行系統(Smart MES)解決方案


石化企業(yè)智能制造執行系統處于企業(yè)信息系統ERP/SCM和過(guò)程控制系統DCS/PLC的中間位置,智能制造執行系統MES與上層ERP等業(yè)務(wù)系統和底層DCS等生產(chǎn)設備控制系統一起構成企業(yè)的神經(jīng)系統,一是把業(yè)務(wù)計劃的指令傳達到生產(chǎn)現場(chǎng);二是將生產(chǎn)現場(chǎng)的信息及時(shí)收集、上傳和處理,簡(jiǎn)言之,智能制造執行系統MES主要圍繞兩個(gè)核心數據庫(實(shí)時(shí)數據庫和關(guān)系數據庫),兩個(gè)通信接口(與控制層接口和與業(yè)務(wù)計劃層接口),由一個(gè)基礎平臺和十六個(gè)重點(diǎn)業(yè)務(wù)管理功能(實(shí)驗室和質(zhì)量管理、罐區管理、計劃管理、調度管理、物料管理、能源管理、作業(yè)管理、固體產(chǎn)品管理、智能巡檢管理、工藝管理、設備管理、健康安全環(huán)保(HSE)管理、生產(chǎn)績(jì)效分析、LDAR管控、污染物排放總量核算、環(huán)保綜合監控)組成。

1、Smart MES系統

華自智能制造執行系統(Smart MES)在充分吸取國外生產(chǎn)執行系統業(yè)務(wù)理念的基礎上,兼顧國內石化企業(yè)的管理思路和管理方式,針對石化行業(yè)的特點(diǎn),在ISA-95統一的工廠(chǎng)模型的基礎上,主要圍繞MES的智能制造的生產(chǎn)過(guò)程管理,對生產(chǎn)計劃和調度管理、生產(chǎn)物料和能源統計核算、罐區管理以及設備、HSE等多方面進(jìn)行有機關(guān)聯(lián),實(shí)現從生產(chǎn)計劃→生產(chǎn)調度→物料管理→設備管理→安全管理→績(jì)效管理的全過(guò)程閉環(huán)管理。

下圖是石化企業(yè)智能制造生產(chǎn)管理過(guò)程中各業(yè)務(wù)的邏輯層次,其中智能工廠(chǎng)、智能制造主要應表現為:

在L2層面實(shí)現智能控制

在L3層面實(shí)現綠色制造和智能制造

實(shí)現L1、L2、L3、L4層的緊密、無(wú)縫集成

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華自智能制造執行系統(Smart MES)在上述業(yè)務(wù)邏輯架構中,屬于在L3層面實(shí)現綠色制造和智能制造中的一環(huán)。在整個(gè)企業(yè)信息集成系統中承上啟下,與計劃優(yōu)化層和控制層保持雙向通信能力,從上下兩層接收相應的數據并反饋處理結果和生產(chǎn)指令,是生產(chǎn)活動(dòng)與管理活動(dòng)信息溝通的橋梁。

華自智能制造執行系統(Smart MES)功能上可以劃分為兩部分,綜合門(mén)戶(hù)和各業(yè)務(wù)子系統。綜合門(mén)戶(hù)可以集成各業(yè)務(wù)子系統以及可配置的綜合展示、門(mén)戶(hù)發(fā)布等。各業(yè)務(wù)子系統也可以獨立運行。綜合門(mén)戶(hù)和各業(yè)務(wù)子系統采用相同的組織結構和工廠(chǎng)模型。

2、總體系統架構

Smart MES總體技術(shù)架構如下圖,其中基礎框架、基礎服務(wù)、基礎數據、工廠(chǎng)模型構成了可以構成石化MES基礎平臺,是其他業(yè)務(wù)模塊的基礎。

Smart MES基礎平臺已包含了和實(shí)時(shí)數據庫(PI、IP21、PHD)、LIMS(Sample Manager, Star LIMS)、ERP的標準接口,同時(shí)搭建了定時(shí)服務(wù),業(yè)務(wù)流程引擎、電子簽名服務(wù)、智能表單服務(wù)等。

總體系統架構上,已設計了數據集市和ODS數據層次,滿(mǎn)足石化MES后續在基礎平臺基礎上,整合自己的業(yè)務(wù)系統。

石化MES總體系統架構如下圖:

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3、總體功能架構

Smart MES總體功能架構如下圖,在整體架構中以業(yè)務(wù)數據處理過(guò)程,主要分4個(gè)層次,分別是數據采集和交換層、數據標準化層、業(yè)務(wù)處理層和個(gè)性化業(yè)務(wù)處理和綜合展示平臺。

其中數據采集和交換層主要是實(shí)時(shí)數據庫(RTDB)和實(shí)驗室管理系統(LIMS)。

數據標準化是智能制造執行系統(Smart MES)的核心,業(yè)務(wù)處理層及綜合展示平臺是企業(yè)生產(chǎn)執行層的“骨干”。業(yè)務(wù)處理層各子系統相互獨立,又相同的數據標準層。

業(yè)務(wù)處理層是MES的核心,主要包括生產(chǎn)管理子系統、作業(yè)管理(操作管理)子系統、計量管理、罐區管理、倉庫管理、設備管理、工藝技術(shù)管理、巡檢管理、HSE管理以及LDAR和污染源核算管理等。

個(gè)性化業(yè)務(wù)處理和綜合展示采用了我的工作平臺,集成MES各業(yè)務(wù)數據,形成我的工作平臺。

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4、Smart MES各模塊功能

華自智能制造執行系統(Smart MES)包括生產(chǎn)管理、作業(yè)管理(包括智能巡檢管理)、工藝管理、罐區管理、倉庫管理、實(shí)驗室系統、設備管理、HSE管理,除此之外在環(huán)保領(lǐng)域提供LDAR、污染物排放量核算、環(huán)保綜合監控等專(zhuān)業(yè)管理。

各業(yè)務(wù)應用對應的業(yè)務(wù)部門(mén)和主要功能模如下表:

序號 功能 應用業(yè)務(wù)部門(mén) 功能模塊
1 實(shí)驗室和質(zhì)量管理 實(shí)驗室、全廠(chǎng) 基礎信息、檢驗業(yè)務(wù)、輔助管理、質(zhì)量管理、輔助管理、數據服務(wù)、接口
2 罐區管理 生產(chǎn)部、儲運部 路徑管理、指令下達和接收、移動(dòng)操作、特殊操作、動(dòng)態(tài)監測、罐量計算、移動(dòng)和庫存報表
3 計劃管理 全廠(chǎng)、調度、計劃 月計劃,周計劃、計劃優(yōu)化
4 調度管理 全廠(chǎng)、調度 調度排產(chǎn)、調度指令、調度平衡、統計,調度罐表等
5 物料管理 生產(chǎn)部、技術(shù)部、調度、車(chē)間、班組 車(chē)間管理、物料統計、輔料統計、計量管理、事業(yè)部統計等。
6 能源管理 生產(chǎn)部、技術(shù)部、車(chē)間、班組 計劃管理、監控與報警、能耗統計、能效計算、績(jì)效和成本管理等
7 作業(yè)管理 生產(chǎn)部、技術(shù)部、調度、各運行部 指令管理、任務(wù)管理、操作記錄/日志、班組考核、報警管理、盲板管理、操作績(jì)效和監控,智能巡檢系統
8 固體產(chǎn)品管理 車(chē)間、倉庫 原料管理、產(chǎn)品管理以及盤(pán)點(diǎn)
9 智能巡檢管理 車(chē)間、班組 現場(chǎng)巡檢智能化管理
10 工藝管理 生產(chǎn)部、技術(shù)部、調度、各運行部 基礎管理、專(zhuān)業(yè)管理、工藝檢查和制度的、工藝變更、運行監控
11 設備管理 生產(chǎn)部、技術(shù)部、機動(dòng)部、儀表、各運行部 設備檔案、專(zhuān)業(yè)管理、檢修管理
12 HSE 生產(chǎn)部、技術(shù)部、HSE部、各運行部 環(huán)保及職業(yè)衛生、作業(yè)許可證、缺陷管理、培訓管理、PPE管理、風(fēng)險管理、HSE制度
13 生產(chǎn)績(jì)效與分析 全廠(chǎng),高層領(lǐng)導 全廠(chǎng)生產(chǎn)績(jì)效進(jìn)行分析和跟蹤
14 生產(chǎn)優(yōu)化 生產(chǎn)部、技術(shù)部 計劃、調度、能源以及降低加工損失
15 LDAR HSE部門(mén)、機動(dòng)部 圖形建檔、檢測、維修與復測、綜合查詢(xún)及展示
16 污染物排放量核算 HSE部門(mén)、生產(chǎn)部 按排污許可要求進(jìn)行污染物排放量核算
17 環(huán)保綜合管控 HSE部門(mén) 對全廠(chǎng)的污染物排放情況進(jìn)行智能化管控?

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