水泥行业信息化需求特点分析及信息化参考架构设计研究

2 水泥行业信息化整体架构设计
    基于如上分析,在文献基础上,这里进一步给出一个旨在实现管控一体的、多层次的水泥行业信息化整体架构参考方案。如图1 所示,该方案紧紧围绕实现决策系统、管理信息系统、生产过程控制、现场数据采集4 个部分的无缝集成,实现生产过程与管理决策的管控一体。该整体架构分为5个层次:
    第1层,数据采集层,也称基础自动化层。主要由DCS、PLC、FCS 等一些控制系统组成,直接与艺设备连接,其功能主要是面向单个的电器仪表控制,采集来自生产现场的控制信息。通过配置适当数量的过程控制站(如原料、烧成、制成) 和配料站(如原料配料、熟料配料等) ,在目标场所设置相应的传感器、在线分析设备等,实现生产过程数据、质量数据等的在线实时采集,采集的数据存储在实时数据库中,并按照一定时间间隔将数据送入历史数据库中。该层是实现水泥生产自动化的关键层。
    第2层,过程控制层。完成对水泥生产的基础控制功能,负责主要工序和设备的优化控制,包括原料粉磨、生料均化,预分解炉、回转窑烧成控制等。该层主要以实现水泥生产的过程优化为目标,向上接受来自制造执行层的系统调度指令,向下负责与PLC/ DCS 等基础自动化层设备的连接,并将采集检测的现场工况及设备运行状态等实时数据返回制造执行层。
    第3层,生产现场管理,也称制造执行层。该层次位于整个水泥企业管理信息系统( ERP) 与生产过程自动控制系统的结合处,是ERP 与过程控制系统之间的信息纽带,主要实现水泥生产车间及职能部门级的运营优化功能。相对于ERP 层,该管理主要针对生产现场资源,如:设备、工艺、物料等。该层执行由ERP 制定的计划(通过相关业务单据,如车间作业订单) ,根据底层过程控制系统采集的生产实时数据,进行短期生产作业的计划调度、监控、资源配置、生产过程优化、生产质量监控、设备管理等工作,并将有关资源利用和库存情况的准确信息实时地提供给ERP 系统。水泥行业制造执行层应包括生产管制与作业管理(生产调度、生产优化、进度控制、生产统计) 、质量管理(质量监控、检化验管理) 、计量管理、物料管理、设备维护等。
    第1～3层主要面向生产过程,强调信息的实时性和准确性,实现这些实时数据与管理信息系统层( ERP) 的集成是实现管控一体、管控系统闭合运行的关键,这也是近年来水泥行业企业信息化建设中备受关注的关键点之一。
    第4层,管理信息系统层( ERP) 。通用ERP系统配置中的大部分功能模块(如: 采购、人力资源、财务等) 都可在水泥行业中得到重用(或经过少量定制后重用) 。某些模块,如销售管理、质量管理、设备管理、生产计划管理、物料管理等由于具有较强的行业特点,需要对这些体现行业特色需求的模块给予充分关注。例如:水泥行业中销售模式大致可分为现款销售与赊销两种,其中现款销售业务控制点在于杜绝超水泥款发货现象。赊销业务控制重点是对量、价、款业务的预警管理,消除呆账业务。对于赊销业务一般都采用合同预定义控制方式(比如月结、三付一) ,水泥发货时系统进行业务预警,只有通过领导审批才可以执行。在水泥销售发运业务中,实现ERP 系统与称重系统的实时数据交换是一项基本需求, 要求称重系统可以从ERP 系统中获取调度后的发运单信息,然后根据发运单信息进行发放并记录实际过磅数量, 而ERP 系统需要从称重系统中获取发运单的实际过磅数量。
    第5层,决策支持与企业门户层。该部分体现对水泥行业信息化的深化应用。在水泥企业信息化建设取得一定成绩后,并已经步入健康的持续发展道路,可考虑进一步建立数据仓库,在此基础上对数据进行深层次的挖掘与运用; 建立企业门户(如供应商门户、客户门户、内部员工门户) ;开展与合作伙伴的网上业务协同等。
    3 结束语
    行业化趋势是企业管理信息系统应用深化的体现。本文从行业知识复用的角度,首先归纳出流程型生产行业信息化的典型需求特点,进而深入挖掘水泥行业管理需求特点,并在此基础上提出实现管控一体的、多层次的水泥行业信息化整体架构,本文研究成果对研发及实施水泥行业的企业管理软件产品具有较好的指导意义和参考价值。