晨鸣纸业生产信息管理系统方案建议书

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1、晨鸣纸业生产信息管理系统方案建议书2009 年 10 月版本 1.0目录1.中国造纸行业目前的状况42.造纸企业生产和信息集成的需求52.1 目前企业生产的自动化状况52.2 目前企业管理系统的状况52.3 国外纸业巨头的榜样53.晨鸣纸业需求分析63.1 晨鸣纸业现状64.现有系统状况和需求分析74.1 生产自动化系统现状74.2 信息利用现状74.3 生产和信息集成的问题和需求75.项目范围和系统架构建议95.1 应用系统架构95.2集团系统扩展106.系统功能126.1生产数据集成和过程数据库126.2生产管理和应用分析136.3生产报表和Web信息发布197.系统实施建议228.解决方

2、案的先进性238.1 高度扩展能力238.2 高度集成能力238.3 易用性248.4 开放性248.5 安全性259.Proficy 培训和软件支持269.1 Proficy 培训269.2 Proficy GlobalCare 软件技术支持26附录 1：Proficy 解决方案造纸行业客户29 / 文档可自由编辑打印1. 中国造纸行业目前的状况造纸作为中国的四大发明之一，让中国在历史上有过辉煌的一页，但随着工业化的进程，西方许多国家的造纸企业已早早成为世界纸业巨头。中国作为目前一个世界上高速发展的纸业市场，2003年我国纸业生产量和消费量分别约占世界总量的10%和14%，列世界第二，仅次于

3、美国。同时，我国年人均纸消费量为33千克，为世界水平的一半，仍有很大的发展空间。面对这样一个巨大的市场和具有极大市场潜能的行业， 无论是国内的造纸企业还是世界造纸巨头都开始把中心向其偏转。全球纸业竞争在中国的土地上也拉开了帷幕。面对国际纸业巨头的巨大市场投入， 国内的纸业企业也通过各种方式提高自己的竞争能力，无论从资金投入，生产能力的增强还是从企业的内部挖潜，提高生产力方面均采取了积极的态势，国内的著名企业如华泰，晨鸣等无论是产量还是效益均有大幅度提高。2. 造纸企业生产和信息集成的需求2.1 目前企业生产的自动化状况在目前国内的造纸企业中， 无论是国外投资的新厂还是国内的各类造纸企业，在自动

4、化系统的使用上比其他很多行业均为普遍，大型集散控制系统 DCS 的使用在生产过程的各个方面均已司空见惯，而且主要集中在一些造纸自动化比较发达的自动化厂商，如 ABB，Siemens等。对于其他辅助系统，PLC 的使用或国产 DCS 的使用也很多。 通过这些控制系统的应用，确保了生产的正常进行，保证了销售和市场的基本需要。 自动化系统上已经存在大量的生产数据进行实时生产控制，但大量的数据均未保存，无法对生产进行长期的分析。 2.2 目前企业管理系统的状况而各大造纸企业的管理系统，特别是运用计算机软件的能力提高管理手段相对于发达的自动化控制系统就有一定的差距。目前，已有一批国内企业关注到这一点。但

5、是总体上说，国内平均的造纸企业信息集成和信息利用还处于刚刚起步阶段，目前工厂的管理人员还是将重点放在怎样扩大产能上，而相比之下，国外的管理层由于市场的成熟度和生产的稳定性已经达到一个较高的层次，这样他们就会更加重视如何在现有的资源情况下提高产能，提高质量，降低成本。2.3 国外纸业巨头的榜样对于国外的纸业巨头，在多年以前就已经意识到这一问题，并花大力气通过巨大的资金和人力投入为国内做出了榜样。在国外造纸企业，全企业的生产数据库的应用非常普遍，它集成了主要的生产系统和各辅助系统，为生产分析和决策帮助提供了第一手资料。 同时，造纸的生产管理应用系统将企业管理层的 ERP 系统和生产控制系统及实时生

6、产历史数据库集成，通过各种分析手段极大地帮助了企业的管理层洞悉生产的实时情况，各种分析报表和实时生产信息集成让管理人员及时获得生产的质量，成本，原材料消耗和生产性能指标等信息。3. 晨鸣纸业需求分析晨鸣纸业作为国内纸业集团的领头羊，企业生产扩展非常迅速，同时也带来了生产信息系统的新挑战。 3.1 晨鸣纸业现状山东晨鸣纸业集团是集纸浆造纸与一体的大型企业集团，全国同行业唯一拥有 A，B股的上市公司。集团总部设在山东寿光市，规模居中国造纸业首位，被列入520家全国重点企业。晨鸣集团的高速发展不仅体现在在生产扩张上，同时，随着市场竞争的加剧，信息化集成也越发显得重要。目前，整个集团除了在总部寿光的生

7、产基地外，在黑龙江、武汉等全国各地拥有总计13 家分公司。为了更好地从集团的高度监管下面的生产状况，通过统一的方式来评估各地、各厂的生产性能，一个以集团为中心，各分厂为实施对象的生产应用集成和分析系统势在必行。这样的应用集成和分析系统可以帮助集团的管理人员和各分厂负责生产的人员解决当前的一些问题，充分提高生产的可视化和生产性能的监视，包括： 建立企业级数据库和控制系统应用集成 建立远程生产报告和生产性能查询系统 建立生产应用分析平台，自动化生产报告 对设备效率和关键绩效指标进行计算和Web 发布 对质量数据进行统计和分析并可以通过 Web 查询 为以后的 ERP 集成和计划物料的管理打下基础4

8、. 现有系统状况和需求分析根据晨鸣纸业的建议，下面根据现场获得的一些资料以晨鸣纸业三厂的自动化系统为例，进行相应的需求分析。 4.1 生产自动化系统现状晨鸣纸业在寿光的三分厂具有从纸机到包装的一整条生产线，包括纸机、涂布机、卷纸、切纸和包装等主要生产部分。其中的主要生产控制由 DCS完成，辅助部分包括了 PLC 的控制系统。纸机部分和涂布机部分是主要的控制系统对象，纸机部分使用了 Siemens 的 DCS，其供应厂商为 Mesto，具备上位机并支持 OPC 接口。而QCS 质量控制系统在纸机部分为 Mesto 的系统，在涂布机部分为 Voith 的系统，Voith 系统采用 Siemens

9、的自动化产品。目前其它辅助系统如能源中的水电汽等不能从DCS 中读取，但目前厂内在做集中监控的系统，以期为后续的生产管理和分析应用系统提供能源数据。 4.2 信息利用现状目前和生产相关的信息利用较低。DCS和PLC 控制系统自成体系，信息并未互连，同时从厂级管理系统和集团总部也不能实时了解到生产状况。而生产中存在的手工数据也是在事后通过手工方式报告，常规的生产相关报表有15-20张，现在也都是通过手工数据搜集后，由专人完成后上报，不具备实时性。 4.3 生产和信息集成的问题和需求通过与晨鸣纸业信息部门和生产相关部分人员的讨论，发现如下问题：对于生产层来说，各种问题在各厂的体现不尽相同，下面现场

10、调研反映的问题： 目前对各种自动化系统未建立上层信息接口； 自动数据和手工数据未能统一利用； 目前的 ERP 实施还处于初级阶段，不具备自动计划和其它生产信息下载； ERP 系统的信息更新，如原材料的接收信息滞后； 能源系统得消耗，如水电等还未纳入整个信息管理体系； 生产数据的实时采集和集成是首要问题； 目前手工报表的准确性和实时性均不能满足管理层的需要； 部分独立生产系统如切纸机，其厂商为西班牙的 PASABAN，当时未能提供自动化系统的接口对于管理层而言，最关心的一些生产统计、成本分析和性能分析均无法实时获得，体现如下： 目前的成本统计无实时性，分厂通过专门的人员每日进行统计报表工作 目前

11、无计算机手段对班组，人员进行自动性能评估 设备信息还停留在生产层，未能为管理层对纸机和相关设备的性能作出自动化评估和分析。 生产报表为手工上报，管理人员达不到通过网络远程查询和动态实时查询的能力。5. 项目范围和系统架构建议根据晨鸣的状况，为了提高整个集团的信息化水平，整合控制系统和商业系统，为管理层提供实时生产报告，建立生产应用分析系统是长期发展的必需，系统主要的功能应该包括下面一些内容。 5.1 应用系统架构根据对晨鸣三厂的自动化系统和目前状况以及需求的了解，下面是建议的生产应用系统架构示例。上图示例建议的系统网络架构以三厂为例，系统总体分为三层，现场的数据采集计算机站和客户机构成现场的数

12、据集成和显示；中央数据库组建立了应用和发布的平台；上层管理层的标准浏览器客户构成了管理客户端应用。在分厂的生产现场，通过建立对应的iFIX 数据采集站，以OPC 等标准的工业形式连接 DCS和QCS，如在纸机和涂布机的控制室均建立以 iFIX 实时采集站为中心的接口站，而以西门子为主的其它PLC 控制系统也将由iFIX 数据采集和HMI 站连接；对于现有和即将建立的水电汽等能源部分也将建立一台iFIX 接口站。上述所有的 iFIX 接口站具有实时过程数据的自动化采集能力，iFIX的所有数据将实时传递给 Historian 数据库存储，这样无论是 DCS 的数据还是 PLC 的数据将均能实时监控

13、和进行应用分析。对于图中的应用客户端具有不同的功能，在包装和切纸车间的应用客户可以允许操作人员录入相应的生产数据，因目前的生产系统的特殊性，无法自动获取数据。而在车间调度和质量检验均设立计算机应用客户，上述均可以通过特定的应用软件界面完成数据显示，录入和部分实时监控能力。而另外两台计算机分别在信息部门的相应位置，一台用于整个系统的开发和数据库维护，另一台用于信息管理的远程维护，可以作数据库的生产数据输出，查询等工作。系统中的数据库根据目前的分厂规模暂定为两台，一台为 数据库Historian 服务器，负责所有的生产系统数据集成和存储；另一台用作应用数据库，安装 SQL Server 和Web

14、发布软件，最终的生产报告可以通过 Web 服务器发布到网络上。上层的管理站计算机无需安装特别的软件，管理人员只需要使用标准的浏览器就可以查询生产报告和效率分析报告。根据晨鸣在全国各地具有多家分厂的特点，上述系统架构可重用于各地分厂，同时，根据工艺和设备的不同，在各分厂设立的数据采集 iFIX接口站数量会有所差别，同时，各地所用的过程历史数据库 Historian 的点数也不一样。5.2集团系统扩展根据集团应用的需求，系统必须具有灵活的扩展能力，下图为一个建议系统示例，旨在建立以集团为核心的整合 ERP的闭环信息化体系。在上图中，对于集团公司系统集成，在远期可以建立一台应用集成服务器，连接 SA

15、P ERP 系统，对计划和物料进行管理。而目前系统中，集团的管理用户可以通过标准的浏览器连接各分厂的服务器，对特定分厂的生产报告和性能分析、质量报告进行动态查询。6. 系统功能本生产应用和分析系统其主要目标在于三个方面：生产数据集成和过程数据库；生产管理和应用分析；生产报表和生产信息 WEB发布。下面分别对上述三个功能区做出说明。6.1生产数据集成和过程数据库6.1.1 生产数据采集生产数据集成功能建立在以 iFIX 为中心的实时生产控制系统数据集成，iFIX 是自动化业内应用最为广泛的世界级 SCADA 系统，具备超强的连接能力和对主流硬件系统的广泛兼容性，同时，其实时数据库的结构非常符合过程控制的特点。数据采集：数据采集是生产管理和分析应用系统的基础，本系统采用国际知名的 SCADA 系统 iFIX作为控制系统的数据采集站。IFIX 支持对几乎所有知名国际品牌