引言

在全球一體化競爭的趨勢下，越來越多的企業實現了生產過程自動化，而忽視了生產執行管理的信息化建設，各分廠或車間數據孤立，生產數據資源得不到有效的、充分的利用，企業信息孤島現象嚴重。企業生產執行、管理一直沿襲幾十年不變的管理方法和習慣，相對于現代企業經營管理的理念和手段遠遠落后。

1 MES作用

在生產管理方面，以企業資源計劃ERP為核心的經營管理信息系統得到廣泛應用，實現企業的供應鏈優化。在生產過程自動化方面，通過實施集散控制系統DCS、可編程邏輯控制系統PLC、數據采集與監視控制系統SCADA等實現過程控制的優化。生產的復雜性要求企業必須對內外環境的各種變化作出快速恰當的反應，方可在全球性激烈的商業競爭中獲得優勢。企業行為必須從單項、局部的改善向著綜合、集成的優化轉變，必須更加注重計劃、組織、控制三大職能的整體優化，通過信息融合實現企業信息的全面集成。

2 MES系統設計

MES體系結構特別是功能模型的研究對于系統可集成性至關重要?；て髽I作為典型的流程工業企業，其生產過程存在如下特點：物料流和能量流連續，產品相對穩定，生產周期長，生產工藝包含各種物理、化學變化，機理復雜并表現出連續性、不確定性、強非線性和強耦合性，生產數據信息量和處理難度都比較大，再加上企業決策、經營銷售、計劃調度、物資供應、庫存運輸、產品開發的環環相扣關系，使得企業在生產組織和執行時面臨著超強的難度。這就要求MES具有很強的靈活性和適應性。

本文介紹化工企業MES的設計，主要以行業上中下游業務為應用背景，采用基于集成平臺和業務模塊構架的MES系統架構，形成以MES集成平臺為核心、綜合集成計劃層和控制層，并提供統一數據訪問機制的整體解決方案。

3 總體業務流程

MES系統總體業務流程橫向涉及生產計劃排產、生產管理和設備管理等，縱向涉及數據層、應用層和表現層。重點考慮數據平臺建設和生產運營管理兩條主線，從而提高企業生產管理效率。

系統作業層面主要涉及生產裝置、罐區原料的存儲情況，通過生產裝置的投入產出管理、罐區原料的進出管理及產成品出廠管理，為調度層面的調度平衡提供基礎數據來源。調度人員基于物料移動和企業業務規則，完成調度級物料平衡計算，為ERP等外部數據提供數據支撐，并為生產管理的各個層面提供可組態的報表和查詢功能。并以此作為管理工具，發現生產過程存在的問題并進行分析和解決，提升企業管理精細化水平。

4 系統總體框架

4.1 數據平臺

數據采集是將生產全過程（包括DCS系統，SCADA系統，PLC控制系統等）中的所有數據進行自動采集、分類。數據采集是控制系統與管理信息系統之間的信息紐帶，是MES的基礎。通過數據采集為MES提供全面、實時、準確的數據信息，實現生產過程操作、生產過程管理和經營管理層的數據共享。

4.2 操作管理

操作管理包括：操作監控、操作指令和操作日志三個部分，各部分的詳細功能如下：

操作監控，可以監控工廠的工藝指標，任何指標出現超標都會及時記錄，及時發現問題所在，同時操作人員或工藝人員可以對這些超標指標進行原因分析和注釋。操作監控指標分為操作類、產品類、質量類、環保類和廠控類指標等，對廠控類指標和產品質量指標（即工藝卡片指標），嚴格按照工藝卡片管理流程進行設定、修改，出現超標后填寫超標原因，實現工藝卡片的動態化管理。

操作指令，幫助調度人員和計劃人員將計劃目標精確地下達到各分廠，使得分廠操作人員及時采取行動，并通過操作監視進行目標值與實際值的比較。

操作日志，幫助操作人員快速地獲取各種不同信息。操作日志可以作為電子記事本，記錄下操作人員的各種意見及建議、操作過程中發生的事件及活動、操作參數及關鍵績效指標，實現電子化交接班記錄。

4.3 關鍵指標動態展示

關鍵指標動態展示是將每日的裝置運行關鍵指標通過圖形或圖標的方式進行動態展示，讓管理層能夠及時、直觀、全面地了解到裝置的運行狀況，為生產管理決策或生產指令的制定提供及時的數據依據。

關鍵指標動態展示中的生產指標主要是化工企業考核的有關指標項，有關裝置生產進度，裝置平穩率/開停工統計，罐區庫存信息，主要經濟技術指標。

4.4 生產數據管理

4.4.1 裝置物料、化工原材料數據管理

此模塊主要是對裝置的加工、生產數據進行統計，以班組為單位，記錄各班組的某一裝置的投入產出數據，同時進行裝置平衡運算，以自動計算損失及收益。化工原材料數據是以月為單位統計，包括期初庫存、期末庫存、收入、消耗等數據。

4.4.2 全廠生產物料統計數據

全廠生產物料數據管理包括每日及每月的數據統計，業務環節上由各分廠進行數據統計，后上報于計劃科，計劃科對全廠數據進行統計匯總，形成全廠生產物料報表數據。

4.4.3 公用工程消耗數據

公用工程消耗統計模塊主要是對水、電、汽等公用工程的產耗數據進行統計，由各分廠將裝置的各公用工程數據上報生產科節能組，然后對全廠進行匯總統計。

4.5 實時動態跟蹤

工藝流程監視，通過WEB方式瀏覽裝置流程圖，實時查詢和監視主要生產裝置的關鍵數據、同時提供實時數據的趨勢查詢功能。

* 罐區數據監視，實時監視各罐區的動態數據變化。

* 工藝指標，實時監視各類指標。

* 裝置開停工監視，通過流量、溫度、壓力等判斷條件，實時監視各主要裝置的運行情況。

4.6 設備管理

設備管理主要針對設備日常運行過程中的基準、運行及檢修過程進行管理，涵蓋業務功能包括設備基準管理、日常點檢管理、運行狀態管理、設備檢修管理以及特種設備、計量設備、備品備件、設備KPI指標等方面。通過設備管理信息系統建設將企業設備管理的各個方面集成為一個規范、透明的體系，建立集各類動靜態全過程數據為一體的信息共享平臺。

設備管理最終將在系統中形成設備管理完整的過程管理數據，所有涉及設備狀態的各類信息為公司生產經營決策、管理提供有力的支撐；實施網絡化點檢管理系統，實現設備監測和診斷信息共享。

5 MES價值

MES解決方案能為企業帶來真正的業績，能更好地了解整個供應鏈中的信息，提高了生產的敏捷性，減少了運營資本，并有助于優化生產操作。MES整體解決方案其價值表現在統一數據源，整合數據信息、生產優化、生產的敏捷性、減輕員工工作量及提高工作效率等方面。

結論

生產執行管理系統（MES）可極大提高企業信息管理水平，從而實現更加高效和優化的生產。應用實踐表明系統具有良好的可重構性、可集成性和敏捷性，在化工企業中與原有的信息系統相互支持，實現企業內信息的合理有效集成，增強了業務透明度，提高了工作效率。系統在企業的成功實施，對于企業的信息化建設具有重大的指導和借鑒意義。