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基于GE智能平臺的智能工廠建設探索

2010/11/30 15:13:00

【摘要】

　　今天每個面臨經濟和技術環(huán)境變化日新月異的制造企業(yè)，都在不斷的尋求創(chuàng)新、改進，以期適應即將到來的生產模式。作為萬華而言，這種變革有的如潺潺細流，日積月累的改變著工廠的生產模式；有的如暴風驟雨，一夜之間改變員工的工作模式；IT技術的發(fā)展帶來的是相關崗位的工作方式、工作內容、工作習慣均發(fā)生了翻天覆地的變化。

　　這種變化的原動力是什么？這種變化在可預期的未來對萬華生產模式的影響是什么？我們一直說MES，那么MES帶給我們的是什么？MES到底有沒有價值？基于GE所提供的智能平臺方案解決包帶給萬華IT建設智能工廠的優(yōu)缺點在哪里？本文試圖簡單探索這幾個問題的答案。

【關鍵字】MES、智能平臺、智能工廠

【名詞解釋】

MES――Manufactory Executing System 生產指揮系統(tǒng)
EIC ――Electronic Information Center 電子信息中心
IC――集成電路技術
EC――Embedded Controller，嵌入式控制器。在一組特定系統(tǒng)中，新增到固定位置，完成一定任務的控制裝置就稱為嵌入式控制器。

一、項目背景

　　煙臺萬華聚氨酯股份有限公司系股份制上市公司。我公司是國內MDI(二苯基甲烷二異氰酸酯) 制造龍頭企業(yè)，亞太地區(qū)最大的MDI制造企業(yè)。主要從事MDI為主的異氰酸酯系列產品、芳香多胺系列產品、熱塑性聚氨酯彈性體系列產品的研究開發(fā)、生產和銷售，產品質量和單位消耗均達到國際先進水平。公司一如既往地肩負發(fā)展中國聚氨酯工業(yè)的歷史使命，積極響應國家發(fā)展循環(huán)經濟和創(chuàng)建節(jié)約型社會的號召，以產業(yè)報國為己任，實施國際化戰(zhàn)略，致力于創(chuàng)建國際一流的化工新材料公司。

　　目前公司在國內有煙臺、寧波、東莞三個生產基地。本期MES項目是基于寧波生產基地二期工程建設所需，同時圍繞“打造一流化工生產基地”的思想，通過寧波萬華MES 項目建設，將生產過程管理和業(yè)務系統(tǒng)緊密結合，根據(jù)MES 標準模型，結合GE智能平臺對現(xiàn)有資源進行全面開發(fā)整合，在生產管理的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的獲取、處理、存儲、利用和管理，形成具備生產指揮、過程控制、質量評估、設備監(jiān)控和保障、異常預警和探測、追溯分析、績效評價和決策判斷等綜合能力的統(tǒng)一的生產管理平臺，逐步實現(xiàn)寧波萬華生產過程的數(shù)字化、智能化改造，逐步實現(xiàn)生產從被動指揮到實時調度轉變，質量從事后抽檢到在線控制的轉變，資源從被動供應到主動供應的轉變，成本從事后核算到過程控制的轉變，提高生產效率，保障生產質量，降低生產成本，增強企業(yè)化工產品的競爭力。

二、萬華MES項目的建設目標及需求

2.1 萬華智能工廠IT建設總目標

2.2 本期目標要求

　　以萬華MES應用為基礎，通過寧波MES二期建立一個穩(wěn)定可靠、標準統(tǒng)一、工廠應用快速復制的綜合數(shù)據(jù)整合平臺，并為集團公司要求各工廠數(shù)據(jù)總部集中提供堅實的基礎。該平臺將從信息集成搭建開始，實現(xiàn)企業(yè)價值鏈的關鍵事務處理，最終為智能生產提供有益幫助。同時，作為企業(yè)三層模型的中間層，有效地承接好生產過程層PCS與經營管理層ERP的橋梁關系；將一般的MES功能同精益生產相結合，建成精益化的MES平臺。

　　系統(tǒng)平臺應具有很好的擴展性，無論從深度上還是廣度上都能夠在此平臺上進行很好的擴展，如從深度上，將每一部分都可作為一個單獨的小模塊，使其開發(fā)、應用更加深入；同時從廣度上，可以增加新的模塊。

2.3 本期實施范圍

　　寧波二期MES建設范圍包含：寧波萬華工業(yè)園二期工程項目（MDI 、煤氣化、硝苯、電氣）及產成品包裝和相關公用工程。

2.4 目標描述

　　本期MES項目將根據(jù)萬華智能化工廠整體建設目標，結合寧波工廠的現(xiàn)實情況，實現(xiàn)生產計劃閉環(huán)執(zhí)行、生產監(jiān)控、生產調度優(yōu)化、物料譜系跟蹤、物料與公用工程平衡、過程質量管理、設備運維管理、績效與成本管理、文檔管理等九類大目標，各項目標要求如下：

　　閉環(huán)生產計劃跟蹤：實現(xiàn)從SAP到MES到現(xiàn)場的計劃閉環(huán)執(zhí)行，實時報告工廠的計劃執(zhí)行情況。

　　生產監(jiān)控：生產狀況實時信息監(jiān)控，可實現(xiàn)基于C/S,B/S兩種方式監(jiān)控工廠的運行參數(shù)，這些參數(shù)包括但不限于工藝數(shù)據(jù)、設備運行數(shù)據(jù)、HSE數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)等。

　　同步調度優(yōu)化：結合調度策略、物料平衡，各類約束條件，結合各類事件實時計算最優(yōu)調度。

　　物料批次跟蹤：實現(xiàn)從產成品到生產狀態(tài)各個階段的工藝跟蹤和事件回放。物料平衡，計算二期裝置、工序的物料平衡，實現(xiàn)生產過程動態(tài)成本控制的目的。

　　過程工藝質量管理：實時計算并報告生產過程的OEE、CP、CPK、PP、PPK等指標。

　　設備運維管理：設備OEE、停機率、設備實時狀態(tài)監(jiān)控、設備運維報表自動生成等。

　　績效與成本管理：通過事件驅動KPI計算，可任意時段及時反映KPI的變化情況。

　　文檔管理：按流程建立文檔管理模塊，根據(jù)用戶的權限和所在流程的節(jié)點，實時瀏覽相關文檔（操作規(guī)程、工藝指標等相關文檔）

三、解決方案

3.1 系統(tǒng)架構

　　本期MES系統(tǒng)在商務考察階段，詳細考察了包括西門子、霍尼韋爾、HP、艾默生、OSI、羅克韋爾、GE等10多家國內外知名的化工系統(tǒng)供應商。最終選定GE作為本期MES項目的合作伙伴。GE的智能平臺解決方案包給我留下印象最深的是平臺化、精益化的設計思想。

　　結合具體需求，結合GEIP我們可以輕易的建立一個良好的系統(tǒng)架構。