科远MES 系统在化工企业的应用研究

魏晨

（南开大学，天津 300071）

近些年科技不断的进步，当前化工行业处于产业升级与整合，化生产原材料价格提升；人工成本大幅度提高；新配方新工艺层出不穷；节能减排与淘汰落后产能不断深化，使化工企业之间的竞争压力也与日剧增，原来企业只关注的生产监控、数据采集等问题是远远不够的，在建立原有生产流程实现自动化后，化工企业将向信息化，智能化发展！

1 科远MES 系统解决方案总体思路

科远MES 系统作为桥梁和引擎，与控制单元（PLC）、监控系统（DCS）、企业资源计划（ERP）、产品管理（PLM）等系统进行充分融合，切实解决了工业企业智能化管控的衔接问题；充分利用信息化集成优势，通过数据采集技术获取各层级的基本信息，对生产过程中的投入，产出，设备，库存，人工等信息实时把控，实现“货物运输流，生产信息流，企业资金流”三流同步，实现主动式生产管控。全面提升工厂生产管理水平。科远智慧（MES）系统解决方案，总体模块如图1 所示。

图1

1.1 科远MES 系统软件支撑平台

1.1.1 科远SyncBASE 实时数据库

（1）采用标准的C/C++语言编写，支持Windows、Solaris、Linux 等平台；采用分布式数据库技术；

（2）提供与国内主流DCS 系统和Siemens、Modeicon、AB、GE 等PLC 系统的标准数据接口；

（3）满足百万级测点容量，支持各种数据类型存储，包括布尔型bool、整型int 等。

1.1.2 EmpoworX 工业互联网平台

科远智慧EmpoworX 平台在相关层级提供的主要功能包括：一是工业现场的数据接入存储与边缘计算；二是向开发者提供数据挖掘、人工智能算法及相关开发组件的PaaS 平台；三是面向企业提供各类业务的应用系统。平台可以提供工业设备预警与故障诊断、预测性维护、生产过程优化、经营分析、对标管理、过程监视、趋势分析、综合报表、性能计算等多种标准应用服务。

1.1.3 关系数据库软件

Oracle 数据库是基于“客户端／服务器”模式结构。客户端应用程序执行与用户进行交互的活动。服务器系统负责管理数据信息和各种操作数据的活动。

Microsoft SQL Server 使用集成的商业智能 (BI)工具提供了企业级的数据管理。Microsoft SQL Server 数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了存储功能，可以构建和管理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序。

2 科远智慧MES 系统功能展示

2.1 综合展示

综合展示系统是利用智能通信技术与数据采集等手段，为各层级管理者们搭建一个整合企业各项生产业务的数据平台，实时分析和控制生产经营活动的管理驾驶舱，全面及时地反映整个公司的运营状况，运用各种模型对关键业务进行分析、判断与预测，实现智能通信技术在化工企业的应用，从生产流程到决策优化分析。覆盖内容如图2：

2.2 计划管理

根据分公司下发的生产计划，建立各项生产计划之间的协调，协同考虑企业内、外部资源，主要包括：生产计划编制、燃料计划编制、能耗计划、原辅料计划编制、日常物资计划编制、综合计划编制上报、上报报表/报告查询等；

2.3 生产调度

生产调度包括视频图像监视、生产过程监视、关键设备监视、调度指令管理、调度预案、日志报表记录。执行周例会、日例会制度，对每周、每天的生产经营任务进行安排，通过生产调度模块记录生产调度会安排的各项任务、责任单位，对执行情况进行记录、追溯查询。

图2

2.4 安环管理

系统安环管理模块通过对生产现场的实时监控（包括生产数据、危险源监控、火灾报警、可燃气体报警、安全巡防、气象数据、空气质量、噪声污染等），帮助安环部门及调度人员实时了解各生产单位的生产情况，避免违规作业，确保安全生产。同时，通过对管理制度、员工安全生产培训、安全预案、事故处理等流程的梳理和标准化，规范安环工作，丰富员工安环知识，提高员工安环意识及应急能力，减少安环事故的发生。

2.5 统计管理

科远报表平台对企业生产实时数据及其他业务数据进行综合处理、统计分析，并能监视、查询和打印。通过报表平台，用户可以根据生产需要，自己设定出附合自己企业需求的报表，整个开发过程不需要特殊代码支撑，通过模块图化开发工具进自行定义。置，并自动保存每次修改的时间、修改人等信息。

2.6 实时监控

科远具有自主知识产权的大数据库管理软件SyncBase5.0，用来监控生产经营状况，而且可以通过算法计算，将生产过程中实时数据、历史数据转换为，对企业经营生产分析和方向决策把关的数据资料基础，这些数据材料使企业生产变得透明化，为企业生产力和效率提供最优的决策支持。监控时数据采集接口主要完成实时应用平台从其他系统中获取数据的功能，其主要包括：控制系统（DCS/PLC）接口、手工录入接口和视频数据接口等。

2.7 工艺管理

工艺管理功能包括工艺规程管理、生产方案管理、工艺台账管理、工艺流程图监控、联锁报警、报警分级推送、质量管理、化验分析、配料管理等模块

配料管理：配料管理-配料单下达-配料单确认-备料切换-……

2.8 能源管理

能源管理系统以信息化为基础方法，对企业能源消耗进行管理，其主要通过自动采集、数据传输、数据存储、资料分析、统计、成本核算、指标考核等一体化的智能管理监测平台，其目的帮助企业了解和分析自己企业内部的能源消耗情况，实时掌握消耗状况，减少能耗损失，提高企业产品市场竞争力。

系统主要包括能源监测、能源数据采集、能耗异常监控、设备运行监测、能耗管网监测、能源管理、能耗平衡管理、能源实绩管理、能源计量、统计分析等几个子系统，提高能源管理效率和质量，提高企业信息化水平。

2.9 配方管理

构建统一的配方数据管理平台，全面覆盖工艺配方设计、维护、审核、批准、下发和执行的全过程，实现各环节的有效监管。根据化工工艺配方比例可计算出半成品和原料的需求量，及时掌握和控制配方成本波动趋势，加强配方成本分析。

2.10 成本管理（一键成本核算）

成本的管理活动成本核算包括日标准成本和月末实际成本两部分，其主要由成本中心：制造费用与产品成品分摊关系。

单据定义：成本核算相关业务发生费用的单据。

凭证模板：通过接口同步财务系统会计科目，将业务单据生成的凭证模板化。

库存事务：成本核算相关产成品及原辅料耗用的关系。

2.11 库存管理

生产过程中所产生的原料投入、产品消耗、原料进厂、产品出厂、各装置的投入产出等进行计量和统计，实现以生产实绩的测量为依据，对生产情况进行计算、统计和跟踪，功能包括供应商管理、原料库存管理、辅料库管理、化产品库存管理、罐区管理、产品检验、进出厂管理、物料统计、辅料管理以及物料跟踪。部分指标数据从大宗物料或其他数据库中调取。

2.12 设备管理

科远智慧-设备管理采用模块化结构，其功能模块：设备管理、检修工作管理、检修策略管理、技术监督、可靠性分析、固定资产管理等：其支持设备全生命周期管理，同时引入了精细化管理如工序管理，质量管理等，同时管理者根据实时的信息反馈进行判断和决策，然后进行调整和修正生产过程的相关活动。

2.13 移动APP

科远移动应用平台采用独有的编译技术，基于移动应用平台开发相应的终端应用，支持主流 Android 和 ISO 移动操作系统，一键式安装，实现用户随时随地的进行生产实时监管、相关数据查询及相关流程处理的需求。

3 科远MES 系统建设效果

（1）解决数据孤岛现象，整合全厂数据

（2）打通数据壁垒，实现信息化的数据联通

（3）规范企业管理流程，实现信息化、无纸化办公

（4）发掘数据潜力，提升企业信息化程度