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杭州匠興科技有限公司
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閱讀：471發布時間：2018-8-21
流程工業（Process Industries）主要是指化工、煉油、冶金、造紙、電力等原材料加工和能源型企業，其特點是對生產原料伴有化學、物理、相變等反應、變化過程的連續加工，通常需要嚴格的剛性過程控制和大量的資本投入。用率的信息化方案和成功的策略來提高企業的生產效率、提升管理水平已成為流程企業必須面對的問題。當前，大多數流程企業在信息化建設上已做了相當多的工作，如基礎網絡建設、管理軟件的應用（如ERP）、辦公自動化（OA）等。這些系統的應用為企業帶來了積極變化和明顯效益。但是，它們的應用往往集中在經營方面，管理軟件系統與生產系統相脫節，實施了的一些信息化項目難以真正在工廠層中使用，企業管理層在工作中常常會遇到這樣的問題和困惑：生產計劃下達后，無法在線跟蹤實際生產情況；無法及時、直觀地了解生產現場的運行情況；花費大量人力物力抄來的報表數據是否準確，以及依據這樣的數據，如何進行數據分析和挖掘；多套控制系統各自獨立，形成信息孤島，如何統一規劃全廠資源等。
根據流程工業生產管理的特點運用有效的生產管理信息化手段，是解決好上面出現問題的有效途徑。其中 MES系統 軟件（制造執行系統）在流程工業中的運用為企業實施CIMS(計算機集成制造系統)提供了可行的框架,有助于加深對發展生產過程建模的理解。
一、工業生產管理信息化的主要內容與MES系統軟件功能的重合
1.流程工業生產管理信息化的主要內容
流程工業以穩定、均衡、高負荷、安全、低能耗和少污染為目標，調節手段主要是保證工藝過程參數保持在狀態。針對流程企業生產管理的特點，流程工業的生產管理信息化應該包括以下主要內容：
(1)嚴格的、全生命周期的設備管理。流程行業的設備管理不僅是包含設備檔案，設備維修計劃，資產折舊等方面，還要能在線檢測設備狀況，準確分析設備停機原因，發現潛在隱患，真正做到預防性維護，保證生產正常進行。
(2)生產過程中全面的質量監控與跟蹤。流程行業對于質量要求非常高，信息系統需要做到在線檢測、實時參數分析，跟蹤生產產品的主要參數變化情況，及時發現造成質量波動的原因，有效提高產品品質。
(3)生產過程管理監控。流程行業的生產過程基本是連續進行，因此準確掌握整個生產工藝過程中的實際生產情況非常重要。只有對各裝置的生產參數，運行狀況準確跟蹤，才能保證生產計劃的有效執行。這對信息系統提出了實時數據采集和生產過程展現的要求。
(4)動力、能耗的嚴格管理。流程行業生產過程中，動力消耗非常大。只有準確掌握各車間生產過程中的動力成本，才能準確掌握實際生產成本，達到降低成本的目的。
(5)優化控制。自動化的發展已不僅僅是對生產裝置進行控制，還要求對生產過程進行優化，使生產執行與計劃緊密關聯，提高生產效率。
要達到上述目標，需要將生產信息和經營信息有效集成，信息系統必須貫穿企業經營計劃和生產調度層，實現生產信息的共享。管理系統（如ERP）計劃，檢查經營結果。生產管理系統提供實際生產過程中的信息并進行處理，實現商業智能與生產智能的融合，終構成企業智能。
2.MES系統軟件的任務和功能
MES系統軟件的任務是根據上級下達的生產計劃,充分利用車間的各種生產資源、生產方法和豐富的實時現場信息，快速、低成本地制造出高質量的產品,其生產活動涉及訂單管理、設備管理、庫存跟蹤、物料流動、數據采集,以及維護管理、質量控制、性能分析及人力資源管理等。MES系統軟件匯集了車間中用以管理和優化從下定單到產成品的生產活動全過程的相關硬件或軟件組件(Component),它控制和利用實時準確的制造信息來指導、傳授、響應并報告車間發生的各項活動,同時向企業決策支持過程提供有關生產活動的任務評價信息。
MES系統軟件的功能主要包括車間的資源分配、過程管理、質量控制、維護管理、數據采集、性能分析及物料管理等。
通過上面的比較，我們發現MES系統軟件功能和流程工業生產管理信息化的主要內容有很大程度的重合。MES系統軟件技術是解決流程工業生產管理信息化問題的對癥良藥。
CIMS理論是流程工業生產管理信息化的主要依據，而近年來ERP/MES系統軟件/PCS已成為國外流程工業CIMS理論和產品的主流框架,大有替代Pudue五層結構(決策-管理-調度-監控-直接控制)的趨勢。流程工業企業內部物流的控制與管理、生產過程成本的控制與管理等生產管理活動都在MES系統軟件層完成,因此MES系統軟件層的信息集成至關重要,它是流程工業CIMS研究與發展的關鍵,而實施MES系統軟件的關鍵又在于體系結構和關鍵技術的解決。
二、流程型企業生產管理信息化體系結構構建
分析流程企業信息化應用，可以將信息化分為三個層次：層次，裝置層的信息化，即是企業生產過程自動化，如集散型控制系統（DCS）、可編程控制器（PLC）、大型監督控制和數據采集(SCADA)。第二層次，車間作業層，即制造執行系統MES系統軟件，要實現企業內部集成信息系統，起到承上啟下的作用。提供從接受訂貨到制成產品全過程的生產數據第三層次：是企業ERP建設的范圍，覆蓋范圍進一步擴大，不僅要包含企業內部業務，還需集成所有與企業經營相關的企業內部及外部的資源和業務。
在這三個層次之中，生產管理系統位于企業上層企業資源計劃(ERP)和底層工業控制（DCS/PLC）之間，面向車間層的管理系統架起了工廠與辦公室之間的橋梁，*了兩者之間的鴻溝，它在整個企業信息集成中承上啟下，是生產活動與管理活動信息溝通的橋梁。MES系統軟件采集從生產任務下達到生產完成全過程的各種數據和狀態信息，優化生產管理活動，跟蹤生產過程中物料移動和設備狀況，使企業真正成為“智能化工廠”。
從流程工業的發展來看，DCS/PLC的應用已非常普及，自動采集生產過程的實時數據成為可能，MES系統軟件通過采集生產作業數據進行分析比較，并連接ERP系統,對于流程企業信息化起著關鍵的作用，真正為企業創造效益。
流程工業生產管理系統中，下層生產過程控制（PCS）的實時信息和上層企業資源管理（ERP）的各類信息都在MES系統軟件層中融合與貫通,并通過信息集成形成優化控制、優化調度和優化決策等的判斷或指令，實現流程工業企業生產過程的安全、穩定、均衡、、高產、低耗的目標；同時，企業內部物流的控制與管理、生產過程成本的控制與管理等生產管理活動都在MES系統軟件層完成。針對流程工業的特點和目前CIMS技術的發展,MES系統軟件必須采用開放性的、柔性的、可擴展的、模塊化的、面向對象和應用的基于知識的體
基于MES系統軟件技術的流程型企業生產管理信息系統應該重點解決管理系統與控制系統信息脫節問題，它可以從ERP系統中獲取生產計劃信息，實際安排生產；也可以連接控制系統，優化生產過程。同時，可以作為一個獨立系統使用，為企業生產調度、工藝部門提供有效的決策工具。
三、流程型企業生產管理信息化的實施
MES系統軟件涉及到企業生產及其管理的各個方面，實施MES系統軟件不僅是軟件問題，也是管理和觀念的系統工程。
在規劃實施階段時，應按功能由簡到難的順序：步：實現對生產數據的采集、存儲、分析、展示；第二步：對采集上傳的數據進行深層挖掘，實現停機分析、質量統計分析和批次配方管理；第三步：實施生產調度系統、設備管理、實時成本分析等子系統構建完整的生產管理系統;
MES系統軟件的原則是，盡量采用成熟技術，規避風險，大限度保護企業投資。系統中的模塊均可以獨立運行，并可以與其他模塊無縫集成，靈活組合，因此可以采用統一規劃、分步實施的方法，制定出近期、中期、遠期的總體規劃，然后分模塊實施，從能夠快速見效的模塊入手，見效一塊實施一塊。
在我國實施的CIMS戰略中,車間自動化一直是一個薄弱環節,而實施 MES系統軟件 則是提升車間自動化水平的有效途徑,因此MES系統軟件在我國具有廣闊的發展空間和應用前景。
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