打造以MES系统为核心的智慧工厂
流程工业在国民经济中占着举足轻重的地位, 没有流程工业的现代化, 国家的现代化便无从谈起, 典型的流程工业有医药, 石油化工, 电力, 水泥等。目前, 我国流程工业的现实情况是能耗高、成本高、污染高、劳动生产率低、资源利用率低。三高两低的流程工业和国外先进水平相比差距是巨大的。因此, 在流程行业充分运用信息技术推动高能耗、高物耗和高污染现状的改造, 进而提升企业竞争力是亟需的、艰巨的。如何通过信息化达到企业生产“安全、节能、降耗、环保”的目的成了目前两化融合过程中需要解决的问题。
现在, 以MRPⅡ、ERP为代表的管理信息系统, 以及以PCS、DCS、先进控制系统和柔性制造为代表的自动化技术, 在流程工业已经大规模应用。据不完全统计, 大中型企业中这两类信息系统的覆盖率达到60%~80%。经营层和过程控制层之间的信息断流使得ERP的应用效益和自动化控制系统的应用效益都大打折扣。针对这种情况, 美国先进制造研究机构首次提出制造执行系统 (MES) 的概念, ERP/MES/PCS三层集成成为得到广泛接受的解决企业信息集成问题的解决方案。
智慧工厂是在数字化工厂的基础上, 将ERP/MES/PCS三层完美的融合, 达到数据贯通, 并利用大数据分析, 提炼准确的需求数据, 让企业能够清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据, 以及合理的生产计划编排与生产进度。同时, 加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体, 构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。而MES作为生产执行层面的系统, 必将成为智慧工厂在信息化建设中必不可少的重要核心。
MES系统是一套面向制造企业生产执行层的生产信息化管理系统。MES可以为企业提供包括MES模型管理、生产管理、能源管理、LIMS (实验室管理系统) 、物料管理、HSE管理、设备管理、生产运营监控、优化分析、移动应用等管理模块, 为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。
MES模型管理主要是通过建立虚拟工厂, 将现实工厂中的生产线、工序、产品参数、工艺参数、设备等以数据的形式移入系统中, 建立MES模型工厂, 为实际发生的产品收率等提供对比分析, 并实现对相关超限工艺指标进行预警等功能。
生产管理主要是对生产过程的操作、计划排产、调度等进行管理。医药等精细化工行业一般是面向订单生产的, 其中产品交付时间是考量工厂生产能力的重要指标。该功能除了满足生产管理中交接班、调度、操作记录等功能以外, 对多订单、多产品的生产进行最合理排定, 它结合产品的工序, 设备的利用率, 人员操作熟练度等影响生产效率的方面, 排列出目前生产状态下满足订单交付要求的最合理生产计划和任务, 提高生产效率, 降低生产成本。
能源管理帮助企业建立能源数据监控中心, 对各个车间、公用工程使用的水、电、气、汽等能源自动采集计量仪表数据, 并进行耗差分析, 找出能耗偏差原因, 提高能源利用率。
LIMS系统是基于GSP/GMP管理体系的实验室管理系统, 对企业各个需要进行质量监管和控制的方面进行严格把控, 包括原材料、过程反应、成品等化验分析。它将自动采集化验仪器设备分析数据, 减少人工干预, 提高质检数据可靠性。
物料管理主要包括对企业的原材料、中间品、成品等进行统一管理, 并按照MES模型管理中已设置的物料移动模型, 并结合LIMS系统和设备管理系统, 清晰的反应原料的消耗、物料的移动和产出物的数量和储存情况等, 最终自动计算产品收率等关键指标。
HSE管理主要是基于安全标准化及环保体系建立的一套管理监督系统。通过辨识危害因素, 分类分级管理危险源, 同时建立目标任务, 指标体系等落实安全责任, 通过隐患治理、污染物排放实时监控等措施, 减少安全、环保类事故的发生。
设备管理以设备台账为基础, 工单的提交、审批和执行为主线, 以提高维修效率、降低总体维护成本为目标, 提供故障检修、计划维修、状态检修等维修保养模式, 集成ERP中物资管理、预算管理、项目管理、财务管理等协同应用, 实现对设备全生命周期管理, 支持设备管理的持续优化。
生产运营监控主要是通过组态工具, 图形化工艺生产线, 结合MES模型, 让生产管理人员随时随地能够了解一线的生产工艺参数的实时情况。
优化分析是通过大数据分析, 深度挖掘有效数据, 通过一定的运算法则, 自动计算出整个企业的生产成本, 产品交付完成趋势以及综合效益分析。让决策者能够在整个生产过程中, 及时的调整生产策略, 结合ERP中的销售订单情况, 合理安排后续生产。
随着“互联网+”的越来越普及, 移动应用已经成为个人乃至企业越来越不可或缺的重要应用之一。它主要可以将关于生产的重要统计分析数据与关键业务流程从PC端移植到移动端, 并以简明, 操作方便的形式让企业管理者们工作越来越便利, 极大的提高了效率。
智慧工厂的实现, 单从软件应用层面, 需要有一个统一的、灵活稳固的技术平台作为支撑, 连通ERPMESPCS的信息链条, 无缝链接各个业务流, 打通各个层面的数据流, 真正做到物流、资金链、信息流的三流统一。
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