流程工业企业信息化解决方案

作者:邹泽明 周林荣 文章来源:新华控制技术(集团)有限公司研发中心 发布时间:2013-01-25

实施企业信息化、提高管控水平是企业面对日益激烈的市场竞争的必然选择。而单单实施ERP(Enterprise Resource Planning)等信息系统并不能全面提升企业的信息化水平,企业需要的是从控制层、执行层到计划管理层全面一体的解决方案,以达到信息和知识共享,实现全局优化。TiSNet在过程控制领域是经过实际应用证明的优秀过程控制系统。基于TiSNet的流程企业信息化全面解决方案,可帮助流程企业实现从控制层、执行层到计划管理层的全面一体的集成化和信息化。

美国先进制造研究机构AMR(Advanced Manufacturing Research)通过对大量企业的调查于1992年提出了企业的三层集成模型(图1):计划管理层,主要通过ERP/MRPII系统予以实现;制造执行层,负责车间生产管理,由MES(Manufacturing Execution System)系统实现;控制层,由控制系统负责设备层控制、监测与数据采集。

ERP能处理昨天以前发生的事情(作历史分析),亦可预计并处理明天将要发生的事件,但对今天正在发生的事件却往往留下了不规范的缺口,MES通过与控制层的集成恰当的为计划管理层提供生产过程的实时数据和信息,对生产的执行过程进行了管理。

对流程工业企业而言,控制层是基础,是生产实际状况的数据信息来源,很好的掌握生产实际状况有利于计划管理层的决策分析,及时调整策略响应市场的快速变化。因此,建立在控制层基础上的信息化全面解决方案能更好地协助企业实现全面信息化,提升管理水平和生产效率。

TiSNet介绍与分析

TiSNet是上海新华控制技术(集团)有限公司的系列产品,其在实时数据采集、控制、监视等方面具有优良的性能,在石化、冶金、水泥、制药、市政、轨道交通、水处理、环保等各个行业都得到了广泛的应用。

图2为TiSNet的主要功能结构示意图。实时数据库是整个系统的核心。实时数据由实时数据库而来,历史数据通过对实时数据的搜集而得到。TiSNet的一大特点是分布式实时数据库,实时数据分布在各个操作终端,而不是保存在单一服务器上,即TiSNet工作在无服务器的模式下,避免了因服务器崩溃而导致系统瘫痪,提高了系统的稳定性。

TiSNet具有自检功能,可显示系统中所有节点的状态,及整个系统的网络状态,并可以查看每个在线的XCU的板卡信息、XCU内存使用情况和CPU的负荷、XCU的软件日期,方便系统的维护。

XCU以广播的方式将全局点的实时信息在网上传输,通过系统提供的接口即可获取在网上广播的实时数据。

TiSNet的过程控制,一方面通过工程师站的组态,将组态文件下装到XCU,由XCU按照组态指令进行数据采集和控制等;另一方面通过HMI发送操作或组态指令到XCU,再由XCU执行指令动作,指令采用点到点对等的传送方式。

此外,TiSNet支持在线组态,提供OPC接口,支持GPRS、在线视频等。

iSNet具有高可靠性、高度模块化(无论从硬件还是软件上都可以根据用户需求,组装成各种实际应用系统)、高度开放性和可集成性(遵循OPC规范,提供OPC服务及其他数据接口)的特点。

上述特性使TiSNet能够通过为企业提供从控制层到计划层的整体解决方案,实现企业的效能优化,提高企业管理水平,快速应对市场变化,从而为企业创造最大价值。

基于TiSNet的流程工业信息化全面解决方案

基于TiSNet的流程工业信息化全面解决方案遵循AMR提出的三层模型(图1所示),从下至上分别为:实体控制层、制造执行层和计划管理层。针对实体控制层,现有的DCS系统都已十分成熟,从可靠性、控制品质和操作方便性上都已十分完善。针对计划管理层,已有成熟的ERP产品,如SAP、FourthShift、用友、金碟等。而针对制造执行层,还没有很成熟的软件系统(MES),MES系统的用户个性化、定制性很强,并且需要与实体控制层、计划管理层存在良好的集成性。

在实体控制层的基础上建立向上与计划管理层集成的MES系统更有利于实现企业的全面集成,实现企业流程的优化。

体系结构

图3为基于TiSNet制造企业全面解决方案的体系结构,分为计划管理与制造执行层、实体控制层。计划管理与制造执行层以企业内部局域网(Intranet)为支撑。ERP、PDM(Product DataManagement)、OA(Office Automation)属于计划管理层,MES属于制造执行层。上层用户通过客户端(Client)直接访问计划管理与制造执行层,进行业务操作。制造执行(MES)与计划管理(ERP、PDM、OA)可实现信息和业务流程的集成和优化。

实体控制层实现对底层生产过程的控制、数据采集、监视。DCS系统属于实体控制层。

制造执行(MES)是计划管理层和实体控制层的桥梁和纽带。通过与实体控制层的集成,获取生产的动态信息,并进行处理和优化。通过与计划管理层的集成,获取生产计划信息,对生产进图4 基于TiSNet的流程工业全面信息化解决方案功能特性图行指导,并将实际生产信息反馈给计划管理层,辅助决策。OPC Server运行在实体控制层,一方面与实时网相联;一方面通过防火墙与企业局域网(Intranet)相联。

OPCClient运行在企业局域网上,通过与OPC Server的信息交互,获取实时数据处理后写入MES数据库。在此基础上就可实现对生产过程和设备运行状况的分析、优化处理;也可实现基于网络的应用:图形显示、趋势、报警、报表、设备管理、生产调度、质量控制等。

功能特性

图4为基于TiSNet的流程工业全面信息化解决方案的功能特性图。实体控制层为新华TiSNet系列控制系统,通过OPC接口与制造执行层进行信息交互。实体控制层实现对生产过程的控制。制造执行层通过与实体控制层的集成,获取生产过程的动态信息,对生产过程进行分析和优化,同时制造执行层与计划管理层(ERP)进行集成获取生产任务信息。制造执行层的主要功能包括:计划调度、数据调理、物料平衡、生产管理、操作管理、设备管理、绩效管理、储运管理、批号跟踪管理、实验室信息管理、生产状况网络监视等。计划管理层主要实现生产计划管理、人力资源管理、财务管理、采购/物料管理,销售管理等。在计划管理层、制造执行层、实体控制层的基础上建立企业信息门户,并通过数据接口与供应链管理(SCM)、客户关系管理(CRM)、办公自动化(OA)实现有机集成。

建立在TiSNet基础上的流程工业全面信息化解决方案为企业全面实现信息集成、过程集成、业务流程的优化奠定了坚实的基础。必将为企业优化业务流程、提高管控水平起到巨大的推动作用。

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