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MES在氯碱化工企业中的应用

2013/5/26    来源:万方数据    作者:李崇山      
关键字:MES  ERP  数据采集  OPC  系统安全应用  
介绍了MES生产执行系统和MES系统在氯碱化工企业中的具体应用情况,以及系统的功能,系统体系结构及系统安全等。

0 引言

    氯碱化工企业属于较典型的流程工业,近几年来,企业在采用DCS、PLC以及先进控制等手段努力提高过程控制系统(PCS)自动化水平的基础上,开始注重在管理决策层实施ERP系统。在标准的ERP应用中,虽然资源和计划的管理是必不可少的重要功能,但车间管理在很大程度上主要还是依赖实际经验来进行的,这就限制了ERP系统性能的充分发挥,也严重制约了企业综合自动化的进一步发展。化工企业为有效实现生产流程的集中监控,做到生产过程透明、可控、可追溯以及生产要素配置实现优化,以实施MES为突破口,构建生产过程和管理层面的信息集成平台,提升生产层面的信息化水平,同时为ERP系统提供及时准确的数据。本文就MES在氯碱化工企业中的应用作简要介绍。

1 MES的概念及功能

1.1 MES的相关概念

    MES(生产执行系统):提供为优化从订单投入到产品完成的生产活动所需要的信息。MES运用及时、准确的信息,来指导、启动、响应并记录工厂的活动,从而能够对各种条件的变化做出迅速的响应,减少非增值活动,提高整个公司运作过程的效率。MES不但可以提高设备的投资回报率,而且有助于及时交货、加快库存周转、提高收益等。MES在企业和供应链之间,以双向交互的形式提供生产活动的基础信息。

    ERP(企业资源计划):借助于先进信息技术,以财务为核心,集物流、资金流、信息流为一体,支撑企业精细化管理和规范化运作的一个业务系统。借助于ERP系统来支持企业内部业务的运作,更好地实现信息共享,更为高效、合理地配置和使用企业的各种资源,提高企业资源的利用率。

    实时数据采集:要记录工厂活动,必须把全厂各岗位的数据采集上来,这些数据大部分可以通过OPC方式采集,部分岗位无自动记录的可以通过人工录入方式采集。OPC标准以微软公司的OLE技术为基础,OPC包括一整套接VI、属性和方法的标准集,用于过程控制和制造业自动化系统。

1.2 MES功能

    实时监控功能:根据要求来绘制对应的监控图形,并根据不同用户的操作权限,在获取对应画面实时数据的基础上,对应的图形会自动进行刷新,形成对应的实时监控画面。

    绩效管理功能:可对各生产车间及岗位的生产运行情况进行记录,并可进行数据采集录入,查询、保存、编辑修改等。

    生产调度功能:可以进行生产计划的管理,通过对历史数据、历史趋势的查询进行事故分析,可以查询报警信息、开停机信息,以及进行调度指令下发,形成调度日报等。

    过程检验分析功能:对过程生产的各个检验报告进行查询分析。

    库存管理功能:用于对生产库存进行查询管理。

    查询与分析功能:可以按条件进行相关查询及分析。

    系统权限管理:可以对用户进行权限等级管理,人员增减管理等。

    数据管理维护:对数据库进行相应的管理及维护。

    ERP接口:采用DbLink方式,利用接口表方式,实现与ERP数据的互访。

2 化工企业MES系统体系结构及系统安全

2.1 化工企业MES系统体系结构

    系统体系结构是系统的一个或多个结构,它包含软件构件、这些构件的对外可见的性质以及它们之间的关系。

    体系结构的表示:南宁化工MES系统的系统体系结构采用“4+1”视图模型表示。“4+1”视图模型从5个不同的视角包括逻辑视图、过程视图、实现视图、实施视图和情景视图来描述系统体系结构。每一个视图关心系统的一个侧面,5个视图结合在一起全面反映系统体系结构。

    MES系统体系结构的逻辑视图如图1所示。

 图1 系统体系结构的逻辑视图

图1 系统体系结构的逻辑视图

    在图1中,基础编码维护功能包括产线、工序、岗位、计量点、停止类型(故障)、班次、班组、人员、检验项目等。生产实绩管理是根据各个岗位的具体情况,在整合实时采集、岗位录人数据及过程检验数据基础上,形成个性化岗位台帐为基础的作业实绩。生产调度是在监控系统支持下,监视公司实时运行总貌,实现在线调度管理及调度指挥,支持公司开车运行管理,实现事故追溯。过程质量管理则根据过程检验部署,在对采样点及相关检验项目编码的基础上,实现过程检化验数据的计算机管理。实时监控主要提供各种实时的监控画面,为各岗位展示现场实绩。查询模块的功能是在形成过程实绩的基础上,按照基础编码所确定的报表项目,生成用户所需要的报表。外部接口模块包含对ERP获取计划信息及生产处关心的订单信息的支持及ERP相关的设备生产信息。对于ERP,主要是通过接口表或接口视图方式来实现。

    系统体系结构的过程视图主要由过程顺序视图和过程协作视图组成,其平衡过程视图是总体过程视图的主要部分,充分体现了系统体系结构中总体过程视图的思想。

    实施视图将各功能构件分布在三个应用服务器上,数据库部署在具备双机冗余的服务器上,应用服务器(相关应用的服务端)及实时数据库部署在另一台服务器上。

    情景视图是重要系统活动的抽象,使逻辑视图、过程视图和实施视图有机联系起来,从某种意义上说情景视图是重要的需求抽象。

    根据系统确定的功能范围,结合业务流程模型,系统体系结构的情景视图描述系统角色如何使用系统功能,验证系统功能是否满足业务部门的实际业务需求。

    运行体系结构:根据系统总体实施视图和系统中各构件之间的基本数据流向,系统运行基本体系结构图如图2所示。

 图2 系统运行(基本)体系结构

图2 系统运行(基本)体系结构

2.2 系统安全

    系统安全的层次:系统在生产运行和管理占有重要的地位,根据系统安全设计总体框架设计原则,参考国内从内容安全、数据安全、运行安全和物理安全四个层次面向应用建立的信息系统安全框架层次和国外从完整性、机密性和可用性三个属性面向属性建立的信息系统安全框架人手,从连接安全、操作安全和数据安全三个层次对建立MES的安全防护保障体系进行防护。连接安全层是安全防护保障体系的外层,操作安全层是安全防护保障体系的中间层,数据安全层是安全防护保障体系的内层。

    主要安全威胁和防范方法:安全防护保障体系层次中的主要安全威胁和防范方法。①物理安全。主要威胁是物理环境的威胁或设备的破坏;从操作控制台直接进入系统。防范方法是MES设备应该放在一个安全的地方;严格控制可进入的人员;严格按物理环境或设备安全规范执行;②网络安全。威胁是内部人员的恶意攻击,如病毒,ID地址冲突等。防范方法是在企业层正确的设置防火墙;通过网络安全专家来配置网络中各种进入接点并一直控制其变化;控制部分网络的连接,比如路由器表通过IP地址来控制用户进入MES服务器;③应用安全。威胁来自未经授权的连接/系统修改/数据。防范方法应通过权限设置逐步逐条的使它与业务流程要求相一致;在项目实施的过程中做好每一个用户的权限测试;建立防病毒体系;④操作安全。威胁为绕过安全程序;意料外的与控制有关的错误。防范方法应责任分离;禁止共享用户ID;密码标准;严格对操作系统用户进行管理;⑤数据安全。威胁为永久性失去数据。防范方法应防止服务器上的数据在一些情况下的丢失,或尽可能减小损失;预先制定备份计划。

3 结语

    MES实施以来在各部门的配合下运行比较稳定,已经为实现公司的数字化工厂迈进坚实的一步。MES的发展势在必行,随着企业信息化的发展,必将出现以信息化带动工业化,以工业化促进信息化,走出一条科技含量高,经济效益好,资源消耗低,环境污染少,人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子,是企业提高对市场的影响能力,在市场竞争中立于不败之地的必然选择。

责任编辑:梁曦
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