1　引言

    生产执行管理系统（Manufacturing Execution System,MES），它是企业CIMS信息集成的纽带，是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段。 纵观我国制造业信息化系统的应用现状，建设的重点普遍放在ERP管理系统和现场自动化系统两个方面。但是，由于产品行销在这一、二十年间从生产导向快速地演变成市场导向、竞争导向，因而也对制造企业生产现场的管理和组织提出了挑战，仅仅依靠ERP和现场自动化系统往往无法应付这种新的局面。MES恰好能填补这一空白。生产执行系统MES是近10年来在国际上迅速发展、面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。MES可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。能够对单一的大批量生产和既有多品种小批量生产又有大批量生产的混合型制造企业提供良好的企业信息管理。MES的定位，是处于计划层和现场自动化系统之间的执行层，主要负责车间生产管理和调度执行。一个设计良好的MES系统可以在统一平台上集成诸如生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能，使用统一的数据库和通过网络联接可以同时为生产部门、质检部门、工艺部门、物流部门等提供车间管理信息服务。系统通过强调生产过程的整体优化来帮助企业实施完整的闭环生产，协助企业建立一体化和实时化的ERP/MES/SFC信息体系。

    2　架构与建立

    中石化催化剂（北京）有限公司加氢装置可通过将生产现场控制系统中的生产信息进行系统集成，从控制系统中采集部分生产数据通过网络传输、集中存储、网页浏览，通过对实时生产信息的集成、整合和深度挖掘，形成多个上层应用系统，汇总为公司级的统一数据平台，监控各装置、关键设备的运行情况，提供秒级刷新的模拟流程图工况、实时/历史曲线、异常报警、实时报表等应用，对过程数据进行压缩存储，可以保存多年的历史数据，供工况比较、过程回溯、事故追忆查询，为积累操作经验、提供优化指导做好基础数据准备。生产执行系统以实时数据库为数据平台，提供标准的数据接口，以方便与后期的应用程序相连接，能在业务管理和生产之间起到桥梁作用，有效地实现全厂范围的生产信息集成与安全监控。

    建立一个生产执行系统，其主要内容包括两个方面，一是为生产主管领导提供各控制系统集成的实时信息在线查询及分析功能，二是基于实时信息基础上的生产执行系统包括生产监控、质量管理、设备管理、生产统计、绩效管理、应用支持平台等应用。做到拉近各个生产现场到管理人员的距离，让办公楼里的领导和在生产部的主管领导能在自己的电脑上就可以掌握分布在不同区域生产现场的全面生产实时信息，为公司领导和生产调度指挥提供全面、及时、准确的现场实时生产信息，为生产管理的决策提供可靠的数据基础及历史数据追溯，并为设备、质检、生产等各职能岗位运用信息化手段规范现行的业务管理，从而实现生产管理与统计分析的信息化、网络化。

    生产执行系统在整个企业的信息化体系结构中起着承上启下的作用，在系统的下层是底层生产控制系统，系统的上层则是高层的ERP管理系统，因此携手上下层、优化数据流、集成各类数据、传递生产信息是生产执行系统所肩负的重要任务。

    3　设计目标

    本系统将从各现场DCS中采集用户需求的所有关键测点数据，集成到生产实时数据库平台中，并针对现状及需求，定制开发相关应用。整个系统作为全厂生产过程数据的统一平台，屏蔽了不同控制系统之间的差异，避免数据的冗余，提高数据的流转速度，并对外提供统计、分析等功能。

    中石化催化剂（北京）有限公司生产执行系统的建设根本目标是有效整合公司对各生产单位的实时生产数据监控，结合各个生产管理模块及调度语音平台、调度短信平台等多种功能，解决生产单位多、区域广、生产安全任务重等带来管理难等问题，综合提高生产安全保障和管理效率。该系统还可以和采用当今成熟的网络、通信、图像编解码等先进技术的视频监控相结合，实现快速获取重点部位、重要生产数据的多种报警信息，能准确、直观、快捷反映和记录现场有关部位的动态情况，成为调度指挥的“顺风耳和千里眼”。主要达到如下目标：

    (1) 安全生产。实时了解各生产单位的生产情况，避免违规作业，确保安全生产 ；公司领导及调度中心通过生产数据监控、网络图像监控系统全面监控各单位，防止各单位疏于安全生产。安全生产数据报警在调度中心和相关领导的计算机中显示、报警，并通过短信平台及电话调度平台指挥相关人员采取相应的措施，从而保证设备、人身的安全。

    (2) 设备安全。通过设备运行数据监控结合视频图像监控、环境监控，监视现场设备的运行状况，起到预警和保护的作用 。

    (3) 生产工艺指标监控。以保证生产车间安全、经济、高效运行为主要目的；为生产调度指挥提供管理手段、管理工具；为考核操作人员提供依据。监控系统以监视重要部位、重要岗位、重要参数、重要控制点为主，把生产车间的相关生产信息及时、准确和全面地反应给生产调度指挥中心和各相关管理人员，将各车间的整个生产过程、生产情况置于各相关人员的管理、掌握之下，对生产车间的重要控制检测点集中数个页面显示、报警并存档打印，作为安全生产管理、考核的“硬数据”之一，实现对车间生产的有效管理和控制。

    (4) 优化生产操作。通过对生产数据的综合、分析、总结来优化操作规程及控制方案。要求各生产单位的主生产设备在每批（炉）生产结束后，能生成批量趋势图和批量数据报表并进行汇总，在图、表中显示出生产反应期间各主要参数（如温度、压力等）的详细走势变化曲线和投入、产出、报警情况，这些数据提供给有关技术人员进行比照、分析，从而对控制方案进行优化，总结控制生产经验，进而反馈给生产车间，用作指导生产，以达到提高产量和质量的目的。

    (5) 生产动态调度指挥。为了生产调度指挥能更加合理地组织企业的生产，保证安全高效生产及生产计划的完成。利用自动采集到的生产实时数据，通过网络上层终端反映上来，经过对数据的分析、整理，形成的产品产量、质量以及能耗等数据，并以图表方式表示出来，以供调度管理层做出符合实际的判断，下达正确的指令。

    (6) 生产管理功能。生产监控、质量管理、设备管理、生产统计、绩效管理等，使生产管理的各方面都能集成到统一的平台，便于管理人员作出及时准确的决策。

    (7) 系统具有扩展性及兼容性。针对中石化催化剂（北京）有限公司企业不断发展和壮大，系统预留与其它监控系统以及ERP、OA数据接口，若以后系统扩展，其数据也可以方便的传送管理网中来。

    (8) WEB浏览功能。公司领导、生产调度指挥中心领导等管理人员可以登录浏览相关数据和画面，实现远程浏览、查询。

    4　结语

    本生产执行系统的最终目的是搭建一个全公司统一的、以各装置、设备现场实时过程控制数据为基础的生产数据调度管理平台，实现对现有的过程控制系统所控制装置的生产过程进行实时监测，使管理层能够就近、实时了解各分厂/装置的生产经营状况，为整个企业统一调度及管理层经营管理决策提供可靠的依据。

    参考文献：

    [1] 陆德民,张振基, 黄步余. 石油化工自动控制设计手册[Ｍ]. 北京: 化学工业出版社, 2000.

    [2] 史开洪.加氢精制装置技术问答[Ｍ]. 北京: 中国石化出版社, 2007.

    [3] Hollias MACS V5软件系统手册[Z]. Hollysys, 2012, 8.

    [4] Webfield ECS - 700系统手册[Z]. 中控SUPCON.

    [5] 化工装置自控工程设计规定[Z]. HG/T20636～20639.

    作者简介

    张悦宗（1962-），男，河北人，高级工程师，现就职于中石化催化剂（北京）有限公司，主要研究方向是仪表自动化控制。

     摘自《自动化博览》3月刊