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1、瓮福紫金化工股份有限公司MES系统建设方案 目 录1.前言41.1企业概况41.2需求分析51.3项目范围52.MES建设国内外现状62.1MES定义与作用62.2国外MES技术现状72.3国内MES技术现状93.MES方案设计103.1系统设计原则103.2系统总体方案113.2.1系统功能架构113.2.2系统网络架构123.3数据库系统143.3.1实时数据库143.3.2关系数据库243.4数据采集方案243.4.1数据采集对象243.4.2数据采集方案243.5综合信息平台253.5.1信息集成平台263.5.2工厂建模平台403.6生产调度管理453.6.1调度监控463.6.2作
2、业计划管理533.6.3调度指令管理543.6.4调度汇报管理543.6.5调度日报管理553.7计划管理563.7.1计划编制和分解563.7.2计划审核和下达573.7.3计划跟踪、查询583.8统计报表593.8.1系统简介593.8.2方案设计613.9设备管理653.9.1状态监测653.9.2资产管理673.9.3运行管理693.9.4维护管理713.9.5工单管理733.9.6备件管理754.系统安全设计774.1网络安全建议方案774.1.1核心层采用多层物理隔离774.1.2安全层采取综合安全策略784.1.3基本安全层采取信息安全策略784.1.4危险层采取通讯加密策略79
3、4.2操作系统安全性794.3系统使用安全设计794.4数据备份安全设计814.4.1冗余磁盘阵列备份814.4.2SQL Server数据库备份824.5系统管理安全要求835.系统集成接口设计835.1PCS与MES之间的集成接口835.2ERP与MES之间的集成接口845.2.1应用系统之间的数据集成技术手段845.2.2ERP与MES之间数据集成分析855.2.3数据接口实现流程876.系统软硬件建议配置表937.可行性分析948.系统实施效果分析95 第62页 共62页1. 前言瓮福紫金化工股份有限公司MES系统建设方案V1.0是由XXX（以下简称：XXX软件）根据瓮福紫金化工股份有
4、限公司（以下简称：瓮福紫金化工）的信息化建设需求，结合XXX软件最新软件产品功能而形成的针对瓮福紫金化工信息化建设需求的设计方案文档。本技术方案对MES系统软件进行了整体的考虑与设计，有效避免企业“通讯孤岛、信息孤岛、管理孤岛”的出现，真正体现信息化在企业生产控制、经营、管理过程中的作用。瓮福紫金化工MES系统通过建立生产管理控制网络信息高速公路，以XXX软件的ESP-iSYS实时数据库为基础，集成瓮福紫金化工具备通讯接口的控制系统及离散仪表数据，并支持手工数据录入，实现瓮福紫金化工全厂生产过程信息的集成与共享，并对生产过程中产生的动态海量数据进行长周期的保存与多种表现手段的呈现；以XXX软件
5、的综合信息集成平台为基础平台，对实时数据库中采集的实时信息进行多角度、多层次的分析与呈现，为生产调度及各级领导提供所需现场生产画面及生产流程数据的实时监视，并提供生产调度、计划管理、统计报表、设备管理等软件功能，XXX软件将运用成熟的IT技术，借用信息化手段帮助瓮福紫金化工大幅度提升企业的生产管理水平。XXX软件作为国内流程行业领先的信息化集成服务商，能够根据瓮福紫金化工的需求，量身定做先进的企业信息化建设解决方案，能很好地实现瓮福紫金化工MES系统项目的预期目标。XXX软件将充分发挥和借鉴以往工程实践的经验与知识，可为瓮福紫金化工提供从咨询、培训、设计、施工、运维全方位的高质量服务和高效的解
6、决方案，以确保本项目的成功实施。1.1 企业概况瓮福紫金化工股份有限公司是由瓮福（集团）有限责任公司、紫金铜业股份有限公司、贵州山水物流有限公司合资组建的新兴的大型磷化工企业。公司于2010年5月成立，项目总投资16.32亿元，建成后将实现年产湿法净化磷酸16.26万吨、年产磷酸二铵40万吨、氟硅酸钠1.13万吨，水泥缓凝剂62.67万吨。主要产品磷酸二铵将通过瓮福（集团）有限责任公司营销网络销往海内外。饲料级、工业级、食品级磷酸将面向邻近的磷酸主要消费市场台湾，具备独有的区域优势，产品市场前景良好。1.2 需求分析瓮福紫金化工的信息化建设经过高层领导的长期努力，已经取得了一些明显的效果，主流
7、生产装置、各种关键设备和重要岗位均实行DCS自动控制，但在信息集成及应用方面，还存在信息获取不及时、信息集成不完备、 缺乏对生产数据进行分析等问题，总的来说，瓮福紫金化工在生产和管理过程中主要存在如下需通过进行生产信息管理系统建设解决的问题：一、 网络不健全，生产信息不完备并存在诸多“信息孤岛”，缺乏对全厂工艺、原材料、产品、设备等信息进行维护和监控的信息集成平台；二、 生产调度模式陈旧，仍以电话为主要生产信息获取手段，信息获取不及时，所获取的信息的准确性也无法保障；三、 缺乏对生产数据进行分析的手段。通过瓮福紫金化工MES系统建设项目的实施，可为瓮福紫金化工生产过程信息监控、生产调度等业务提
8、供有效的技术手段，使生产管理和生产调度业务规范化和标准化，避免工作中的漏洞和差错，提高生产管理的效率和有效性，使工作质量的评价和考核由注重结果上升到注重业务的全过程。1.3 项目范围本项目范围包括：以XXX软件的ESP-iSYS实时数据库为基础，实现瓮福紫金化工全厂生产过程信息的集成与共享，以XXX软件的综合信息集成平台为基础平台，构建生产调度、计划管理、统计报表、设备管理等功能软件模块，建立MES系统框架，为下阶段信息化建设奠定基础。本项目建设内容为： 构建实时数据库系统，实现具备OPC/DDE/MODBUS等标准通讯接口的控制系统数据采集及长期储存。 建立统一的综合信息集成平台，实现数据、
9、模块、权限的统一部署管理和业务、统计、分析的应用集成。 建立生产调度、计划管理、统计报表、设备管理等功能子系统，为公司领导、相关管理部门实时掌控生产现状以及通过系统查询相关的工艺数据、计划数据、设备数据以及为现场操作人员、工艺人员分析数据提供必要、简便快捷的手段和工具。2. MES建设国内外现状20世纪90年代，我国流程工业企业基础自动化建设与改造基本完成，部分企业还实施了ERP(Enterprise Resource Planning，企业资源规划) ，但因缺乏将ERP和控制系统集成并连接在一起的中间层，ERP的实施效果受到了极大的限制，信息化建设进程一度陷入窘境。正是在这个期间，美国先进制
10、造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)通过对大量企业的调查发现现有的企业管理系统普遍由以ERP/MRPII为代表的企业管理软件；以SCADA、HMI(Human Machine Interface)为代表的生产过程监控软件和以实现操作过程自动化；支持企业全面集成的MES（Manufacturing Execution System）软件群组成。根据调查结果，AMR于1992年提出的三层的企业集成模型，并为成了企业信息化建设公认的体系模型标准，为流程工业企业进行信息化建设指明了方向。2.1 MES定义与作用MES国际联合会对MES的定义如下：MES能通
11、过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时作出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，又能提高生产回报率。MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。制造企业关心三个问题：生产什么？生产多少？如何生产？企业的生产计划回答的是前两个问题，“如何生产”由生产现场的过程控制系统“掌握”。ERP、CRM等系统只为生产计划的编制提供了数据信息，对于
12、“计划”如何下达到“生产”环节，生产过程中变化因素如何快速反映给“计划”，在计划与生产之间需要有一个“实时的信息通道”，MES（制造执行系统）就是计划与生产之间承上启下的“信息枢纽”。2.2 国外MES技术现状MES技术一经提出，立刻得到了企业界和有关研究机构的注意，发展十分迅速，并已经在企业应用中取得了显著的效果。九十年代初，一些MES软件开发商和有关的产品及服务提供商在美国组织成立了一个行业协会MESA。MESA通过对实施MES的企业进行的一系列调查、研究和报告，在1997年公布了其MES研究结果的白皮书。该白皮书共分为7个部分，分别对MES的优点、MES在企业信息系统中的地位和作用、ME
13、S的功能结构、MES的体系结构、MES软件的评估和选择、MES的实施以及MES的发展方向进行了详细的阐述，为MES技术奠定了一个较为全面的理论基础，极大的推动了MES技术的发展和应用。此外，国外的其它一些研究机构和大学也对MES的应用实现、实施平台及其集成技术等进行了相关的研究，并组织了多次MES 技术研讨会，促进了MES技术的进一步发展。目前，随着MES的不断推广，实施MES的企业的范围越来越广。企业界更加重视MES对实现车间生产管理、扩展ERP/MRPII系统的功能，增强企业竞争力的作用。一些大的公司，如GE Fanuc、Nokia等也都相继在自己的企业内部构建了MES系统，并取得了明显的
14、经济效果。同时一些企业自动化的软件提供商们也纷纷推出了自己的MES软件产品和成套解决方案，这些产品主要有：ABB公司的ProduceIT Management，Siemens公司的ProCX和PEC公司的NWARE、AspenTech公司的AEP和SK公司的OIS等。AspenTech公司的企业集成平台（Aspen Enterprise Platform (AEP)）由以下4层集成框架所组成，包括业务过程模型、应用层模型、信息/数据模型、通讯基础，采用通讯中间件、分布式结构和信息总线Publish/Subscribe机制支撑技术。AspenTech MES解决方案，主要包括对实时数据库系统、生
15、产计划及调度系统、生产管理系统和公用工程的管理等，解决方案的部分软件模块，在中石化下属部分企业得到成功应用。操作信息系统(Operation Information System，简称OIS)是韩国SK自主开发的。该系统是计算机、网络和应用程序的一个集成平台，能够使控制系统层和业务系统层实现无缝连接，能够将工厂实际操作运营的结果与生产计划及调度计划(P&N)进行比较，分析差别及原因，然后反馈到计划及调度系统，据此制订下一周期的计划和调度。使用SK的OIS系统，可以缩短业务运行周期，实现实时生产管理，提高收率核算的精度，统一库存管理并使各类工作流程标准化和自动化，大大提高工厂的运行效率。Honeywell 提供石化企业协同制造解决方案，通过把供应链计划（业务）和生产执行（生产操作）相集成，提高决策水平和企业效益。主要包括：生产管理数据库，生产、操作管理，调度、储运管理和应用集成与ERP、SCM接口等。美国RIS（Resolution Integration So
