云天化国际红磷MES系统介绍（北京思创）_v2

1、云天化国际化工股份 红磷分公司生产执行系统（MES）项目介绍云南云天化国际化工股化 红磷分公司云南云天化国际化工股份 （以下简称云天化国际）位于昆明市，是磷化工、氟化工、硫化工及精细化工的国内一流、国际知名的企业，其高浓度磷复肥产能居中国之首，亚洲第一，世界第三。云南红磷化工有限责任公司（以下简称“红磷”）是云天化国际下属的企业之一，始建于1966年，位于云南省开远市。红磷分公司的定位为专注于生产制造，有5个主要的生产厂,经过三十多年的发展，目前实际生产能力已达到年产磷酸二铵40万吨、硫酸118万吨、磷酸44万吨、普通过磷酸钙30万吨、NPK复合（混）肥料30万吨、氟硅酸钠1万吨、合成氨10万

2、吨、复合磷酸二氢钾1500吨和与之相配套的水电汽（气）公用工程和铁路专用线等辅助工程。通过结构调整、技术进步和国家支持，企业生产规模及产业链不断扩大和延伸，相应的对企业管理的要求也越来越高，原有的管理模式已不适应发展的需要，所以为了加强企业的管理，国际本部通过专业公司的咨询规划，在2007年下半年开始实施从上至下的整体信息化建设项目，具体采用国内外普遍应用的三层架构，国际本部实施国外知名ERP系统SAP，红磷生产执行层采用StrongMES系统进行生产管理，最后过程控制层通过StrongDAS实时数据库系统完成实时数据的采集，并且各系统之前通过专用数据业务接口实现数据和业务流程的互联互通。 1

3、. 项目分析根据云天化国际本部的整合需要，红磷分公司的未来定位将专注于生产制造，如何加强生产管理工作，并让各职能部门能够及时了解和掌握生产各方面信息，使企业生产调度和决策指令及时下达到生产第一线，使之有效地贯彻和执行。这就为公司生产管理提出了新的要求，做好生产管理的信息化建设就显得迫切而重要。同时红磷分公司有必要通过管理信息化加强生产成本管理和质量管理，强化目标成本管理。当时红磷分公司企业内部网络已经基本建成，但现场控制层至管理层之间网络还需新建，因此生产过程实时数据还没有上传至管理系统，管理和控制还没有形成一体化。这些导致企业在生产管理当中无论是调度信息、工艺信息、质量信息、装置运行信息的获

4、取都相对滞后，致使各级管理人员无法快速全面了解生产状况，对生产过程监控手段落后，更无法实时、准确地进行生产统计核算，难于推行通过量化考核指标进行成本目标管理。在这样的需求引导下，红磷分公司有必要进行生产执行系统（简称MES- Manufacturing Execution System）建设，通过MES系统提高自身竞争实力，降低生产成本，保持市场中的竞争地位，并且集团总部通过网络和专业系统平台（ERP/MES/DCS）与各分公司/生产厂之间进行信息流转来加强管理。另外，如下图所示是纵向的对企业信息化各主要应用系统进行说明，企业信息化建设应遵循国际上标准三层架构，上层是企业资源管理（ERP），底

5、层是过程控制层（DCS/PCS），其中间是生产执行管理系统（MES）。企业信息化架构2. 项目目标红磷分公司MES系统的设计、开发与实施，将围绕企业生产的主流程来进行，以提高企业生产执行能力，规范企业生产管理。需要达到以下建设目标：l 生产实时数据采集、上传指标数据并进行整合利用，提供生产管理所需信息；l 建立规范的生产管理工作流程，提高生产管理工作效率；l 建立高效的生产管理工作平台，确保各级管理人员能及时获得所关心的信息，指挥或执行工作；l 加强生产管理与过程监控，使生产管理工作可追溯可考核，有据可查；l 推行先进生产管理理念，建立信息化生产管理手段，提高公司生产管理水平。l 建立分公司内

6、部现场控制层至管理层之间的网络。3. 项目范围涉及部门：生产管理部、行政管理部、安全环保部、设备管理部、技术部、公用工程部、检验部、硫酸厂、磷酸厂、合成氨厂、磷铵厂、综合利用厂等。涉及装置：8万吨/年合成氨、35t/h循环流化床锅炉装置、20万吨/年硫酸装置（5#）、8万吨/年硫酸装置（4#）、7.5万吨磷酸装置（1#）、13万吨磷酸装置（2#）、4万吨磷酸装置（3#）、8.5万吨磷酸浓缩装置（3#浓缩）、24万吨磷铵装置（DAP1）、10万吨NPK装置（DAP2）、30万吨NPK装置、3套变电站、80万硫酸装置（二期）、20万吨磷酸装置（二期）等上万点位号的实时数据采集。涉及业务范围：主要包

7、括生产计划管理、生产调度管理、生产工艺管理、生产厂管理、生产统计管理、质量化验管理、安全环保管理、文档管理、数采管理、数据业务接口（SAP/质量检验）、基础数据管理、系统辅助管理等。4. 供应厂商选择为了保证项目的顺利的实施，关键一点是产品供应厂商的选择，根据红磷分公司的实际情况分析，提供产品的供应厂商应具备以下条件：l 需要有成熟稳定的系统产品，主要是生产执行管理和实时数据采集；l 需要有化工领域信息化建设的经验；l 熟悉生产型企业的相关生产业务工作流程和特点；l 强大技术能力，支持二次开发，在用户提出的需求后可以快速实现；l 成熟、专业的开发及项目实施队伍l 后继运营维护服务的强大支持；l

8、 合理的产品价格；最后通过公开招标，争求多方专家意见，最终选择北京思创信息系统 （以下简称“北京思创”）作为本项目的产品及服务供应商。选择北京思创主要是从以下几方面考虑：1、 北京思创在化工领域有近二十年的信息化建设经验，在生产执行管理、实时数据采集、仿真培训教学、生产安全管理等多个方向上都有很深的基础。2、 北京思创提供可靠稳定的系统产品，其生产执行管理系统和实时数据库系统的技术水平在国内处于领先地位，可对比国外同类型产品的性能指标，并且支持二次开发。3、 通过调研了解到北京思创具有成熟稳定的开发团队，可以对项目的全生命周期提供长期有效的支持服务。4、 北京思创公司在生产安全管理领域有很深入

9、的研究，可以为红磷分公司提供专业化的生产安全咨询服务。5、 北京思创提供系统产品及相关服务的报价相对比较合理。5. 技术要求l 开发框架系统采用B/S（主）与C/S（辅）相结合的技术架构，取其各自的长处特点。并且采用.NET体系结构、XML、Web Service、Ajax、SOA等先进技术，开发语言是C#。l 完善的系统安全策略生产装置中采用了各种不同的DCS系统，提供丰富的IO采集接口以实现各种类型自控系统的实时数据采集，是项目实施成功的保障。另外，由于大多数自控系统均基于Windows操作系统和工业以太网，为数据采集提供安全性保障是核心内容之一，以确保不论在任何情况下，所以不能因为数据采

10、集影响到DCS系统的安全运行。l 支持ERP系统接口所有数据均存在实时数据库和关系数据库（如Oracle、Sybase、SQL Server）中，关系型数据库和实时数据库之间可以以ODBC方式相互交换数据。并提供与SAP R/3等ERP 系统的接口。l 系统扩充性好如要增加其他功能，需要采用组件技术，搭积木方式组成应用系统。采用三层结构，界面模块、商业逻辑模块和数据库访问模块互不影响，任何一个模块的修改不影响到其他模块。l 可集成性强：实现与上层事务处理和下层控制系统的集成。企业中除DCS、PLC等自动化控制系统中的实时数据外，还有手工录入数据、进销存系统等已有信息系统的信息，需要将这些信息集

11、成到统一的数据平台中。l 互操作性互操作性是系统敏捷性的一个重要标志。可支持企业采用的不同数据库和操作系统，在分布式生产环境下，采用XML Web Service技术，与其他的系统和信息管理系统交换数据。6. 系统简介本项目的实施按照企业信息化的层次划分主要包括两部分内容，第一部分是生产执行管理（StrongMES）系统平台中的各个功能模块的实现，第二部分是实时数据采集和网络建设，以下将分别进行总结。6.1 生产执行管理平台应用功能模块包括：生产计划管理、生产调度管理、生产工艺管理、生产厂管理、生产统计管理、质量检验管理、资产设备管理、安全环保管理、文档管理、数采管理、系统管理等功能模块。6.

12、1.1 生产计划管理根据MES与SAP接口的要求对生产计划管理模块进行实现。生产计划模块将从SAP中获取生产订单信息，并且根据实现业务需求还实现了订单查询、上传、冲销等业务功能。通过此模块的实施使国际本部与红磷分公司的重要生产数据实现了互联互通，为公司的统一管理提供数据平台支持。MES中根据计划订单录入相关的生产数据,然后提取相关装置的产量及消耗数据，按SAP系统的数据格式要求重新组织生成数据并发送到SAP系统，SAP接收到MES发送过来的数据后把相应的凭证号、确认号、订单生成日期等信息返回给MES系统。接口数据的主要数据来源是生产数据录入模块。6.1.2 生产调度管理提供对生产调度管理的相关

13、功能，生产调度指令、生产工艺指令以及与之相关的工作流程等。建立生产操作记录数据库，记录调度工作，实现调度指令及工艺指令的传达及执行情况、完成情况的追踪，自动生成交接班记录。在本模块中能看到与调度相关的生产指令信息，并能灵活调用到调度记录或报表中，以上信息均提供灵活的修改方法。6.1.3 生产工艺管理工艺管理是生产管理的一个重要环节，工艺技术参数是生产状态控制的重要指导指标。日常的工艺指标执行情况考核有助于企业保证安全和产品质量。同时工艺管理系统包括各类工艺指标台帐、工艺报表、工艺分析的功能，具体的内容涉及到产量、质量、消耗、投料时间等方面。提供对工艺管理相关功能，如工艺指标管理、工艺指标执行情

14、况分析、操作规程管理、提供工艺操作分析工具以及相关审批确认工作流程等。6.1.4 生产厂管理实现对生产管理相关记录查询、追踪的功能，如调度记录、交接班记录、装置运行维护记录等，并建立与记录管理相关的审批或流转工作流程。l 调度记录：对调度工作的日常记录归档便于查询，该记录支持将未完成或其他关键信息突出显示，提醒下一班调度人员；l 交接班记录：记录装置上各班组的交接班记录，该记录支持将未完成或其他关键信息突出显示，提醒下一班操作人员；l 装置运行维护记录：记录生产装置日常发生的须进行处理或维护的事件。l 根据MES与SAP接口的要求对功能模块进行设计与开发，以符合SAP接口数据结构的要求。n 在

15、一个表单中完成班组数据录入，极大的减轻了班组人员数据录入工作量。n 在班组录入数据后本模块提供统计人员的确认功能，对出现问题的数据进行调整，最大限度的保证上传SAP数据的正确性。l 生产记录可以灵活查询，并可灵活显示在需要的功能模块上；6.1.5 生产统计管理根据企业实际需求，将原料消耗、中间库存、成品入库以及装置运行情况、装置指标执行情况、质量检验等数据进行组织、整理、分析、集成及发布，为企业决策和管理提供数据支持。本模块的统计报表展示除了复杂的中国式报表外，还支持趋势图、柱型图等多种功能。 6.1.6 质量管理提供对企业从原料到成品整个生产流程中与质量检验管理相关的功能，实现对企业一体化文

16、件的管理。对企业从原料、中控、成品以及包装等各过程相关分析检验数据进行整合，提供数据分析工具页面和质量管理的相关工作流程及相关管理模块；6.1.7 设备管理设备管理模块是对企业的所有设备的基本信息、设备的维护信息、设备的运行状态信息和备品备件信息进行管理，设备管理的归口部门是机动车间。6.1.8 安全环保管理提供对安全、环保管理的相关功能，如安环会议记录、安全责任书、相关政策法规、危险品资料库、相关事故应急预案、安全环保事故记录、安全环保考核、安全隐患整改、安全环保数据统计分析以及相关工作流程等。6.1.9 文档管理按要求对企业中的各类生产相关文档进行统一管理，主要包括“工艺类文档”、“生产技

17、术类文档”、“生产制度类文档”等，目前此功能模块由质检部负责管理，功能涉及文档的录入、维护、查询、下载等，并且文档的是查询和下载都要经过相应的流程管理。6.1.10 数采管理l 工艺流程画面监视:用户通过网络和浏览器可以实时对现场各装置的工艺流程画面进行查看和监督，另外对每个工艺指标的历史趋势也可以十分方便的进行查询和展示。l 自定义流程图组态：用户可以将自已配置所需要的指标进行显示，来满足个性化需求，并且此操作只会对本机流程图进行修改，不会对其他人的流程图查看造成影响。l 事故追忆分析：以事故为线索组织实时数据和历史数据，帮助分析事故原因。6.1.11 系统辅助管理l 提供对整套应用系统管理

18、的相关功能，如用户管理、活动管理、自助服务、权限管理、二级系统管理员。l 实现与实时数据库的接口；l 实现与ERP的接口。l 工作流管理：支持在后台对工作流进行流程自定义。6.2 网络建设和实时数据采集6.2.1 网络建设企业已有网络系统已延伸到了生产厂，如果把现有DCS系统就近接入各分厂预留的网络接口，利用已有网络进行实时数据传输可以节省费用并减少工作量。但考虑到办公网络中一方面存在各种病毒，另一方面实时数据传输会与办公应用之间竞争网络带宽，因此对数据采集网络重新进行设置。网络系统的设计原则主要考虑速度、安全性、易维护性、可靠性，并尽量减少投资。根据红磷分公司目前情况在原有企业骨干网络平台的

19、基础上，改造部分网络骨干，经改造以后的网络系统下图所示。6.2.2 实时数据采集实现对红磷分公司17套生产装置5套变电站系统的数据采集，并将数据保存到实时数据库平台中，实现实时数据库与关系数据库的数据交换，进行处理后为管量者提供生产信息。红磷分公司现有需要采集的DCS系统主要有EMERSON公司的Delte V系统、ABB公司的IndusrtrialIT系统、浙大中控的JX-300XP、国电南自的PDS7000、深圳中电的PecStar、湖南仪峰的造气寻优系统等共13套及5套变电站系统，采集点数达一万多点。6.2.3 采集系统设计数据采集除常规的OPC、DDE接口外，实现了非标准的CDT、UDP和RS232协议的采集，除PDS7000和Rosemount System-3系统外，其余通过以太网连接的数据