当阳化工信息化建设规划方案.docx
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当阳化工信息化建设规划方案
当阳化工信息化建设规划方案
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当阳化工有限公司
信息化建设项目规划书
浙江中控软件技术有限公司
2008年05月
一、总体目标
我们采用国内外先进的计算机网络、数据通讯、应用软件技术和多媒体等技术,结合当阳化工的实际情况进行应用设计，实现公司的网络化、系统化、智能化和信息化等功能.同时实现公司的生产可视化、信息管理系统化,和公司管理优化、计划优化,调度、操作优化和过程控制等，并建立智能优化管理与决策的技术环境。
为公司上级的管理决策提供依据，为下层分厂/车间提供优化操作、控制和管理的策略。
根据“效益驱动，总体规划，重点突破,分步实施”的原则,采用先进成熟的技术,包括信息技术、计算机技术、网络技术及有关软件技术,将整个公司的生产活动集成起来,形成管控一体化的综合自动化系统，实现综合信息管理，降低原材料与能量消耗，降低成本，提高产品产量与质量，从而全面提高公司的经济效益。
建立全公司立体的物料信息流、管理信息流的综合信息化的办公网络,实现由职能管理向流程管理的转变，全面提高生产管理水平和员工素质，增强对市场的快速反应能力和市场竞争能力。
信息化建设是一个长远的过程，一步到位是不符合实际需求的一种想法.当阳化工作为湖北省较大型的农资产品生产企业,面对日益白热化竞争，建立高效信息化是企业必走的一条道路。
通过实际调研我们把整个信息化分成二部分来实施。
当阳化工信息化建设项目的构成
序号
一期项目
1
全厂弱电系统建设
生产实时数据库系统
编号
项目子系统
项目预算
编号
项目子系统
项目预算
1
视频监控系统
1
ESP—iSYS实时数据库系统
2
计算机网络系统
2
硬件设备
3
紧急呼叫系统
3
部分仪表改造
4
调度电话系统
5
DLP大屏幕显示系统
6
不间断电源系统
二期项目
2
生产管理执行系统（MES）
编号
项目子系统
项目预算
编号
项目子系统
项目预算
1
数据集成平台
6
能源管理系统
2
生产过程监控子系统
7
质量管理系统
3
厂级生产调度管理
8
采购管理子系统
4
运行绩效管理
5
设备管理系统
二、达到效果
通过一期的项目建设，我们当阳化工将建设成为一个具有现代化、信息化的调度中心，做到生产工艺可视化、调度现场化、现场关键设备坚控视频化，通过调度中心就能把监控整个工厂的生产情况。
建立具备高水平的现代化科技的调度室,提高企业形象,做到各级领导只要通过调度室就能感受到企业现代化水平和管理水平。
通过二期的项目建设，建立“人、机、料、法”有效的结合。
使其系统达到如下的效果：
⏹促进现代化企业管理制度的建立
系统的投用，使管理人员树立科学管理的理念。
生产执行系统的投用,为管理者掌握大量的生产信息,定性定量地分析企业运转过程中的各项技术经济指标提供了可靠的依据，为企业对市场的应变能力，提高企业的竞争能力提供了有力的工具。
⏹实现信息集成，提高办公效率
系统集信息管理、生产经营和领导决策为一体。
保证了数据的高度集成和网上共享,改变了传统的手工书面的数据传输方式，缩短数据收集和分析的时间，加强了企业内部各部门之间的信息联系和工作安排,提高了办公效率。
⏹实现产品质量管理
系统提供产品乃至原材料的跟踪，记录缺陷和实时的质量，为成品合格与否提供了基础，其数据与ERP、MIS等其他应用系统数据高度集成。
⏹加强计量信息管理
对各个生产线的计量数据、互供料数据、公用工程能耗数据，如水、电、汽、风等,为节能降耗，增加经济效益，进行生产调度和领导决策提供了科学的依据。
⏹提高了设备利用率
通过报告设备中断时间和设备停机原因，从而缩短停机时间。
为生产能力的平衡，跟踪生产瓶颈.通过提高设备利用率，迅速收回设备投资。
⏹帮助用户“节能减排"
通过对高耗能设备能源消耗的监控与优化及对生产全过程的质量分析与控制,为用户“节能减排"提供良好的平台支持，提供化工企业的效益和市场综合竞争力。
⏹为生产经营提供决策依据
系统的信息依据两库中的数据，建立统一界面和形式多样的显示方式：
如表格、趋势、柱图等。
客户端以浏览器方式查询，甚至在外地也可以通过INTERNET进行即时查询浏览，以便及时、全面、准确地了解企业有关生产经营管理的信息,为领导科学决策提供依据。
三、一期项目建设内容
3．1弱电系统
整个系统信息化遵循以下原则：
先进性原则、实用性原则、可扩充可维护原则、可靠性原则、安全保密原则、经济性原则。
根据系统需求分析，结合工厂智能性建设经验及实际应用，设计考虑智能化弱电系统包括以下几个内容：
●视频监控系统
●计算机网络系统
●紧急呼叫系统
●调度电话系统
●DLP大屏幕显示系统
●不间断电源系统
3.1.1视频监控系统
视频监控调度系统的建设根本目标提高生产与管理水平，及时有效控制生产安全隐患，综合提高生产、工作效率，及时处理工人操作中容易出现的问题。
结合企业信息化建设总目标及和安全生产总体要求，建设先进的视频监控生产调度系统,，有效整合公司对各厂区管理中视频监控、指挥调度等多种功能,解决分厂分散、区域广、生产安全任务重等带来管理难等问题，综合提高生产安全保障和管理效率。
该系统作为一个基于网络的可视化综合通信系统，是企业高层对各分厂管理的高效技术手段。
3.1.2计算机网络系统
计算机网络是指网络的硬件设备，它包括了服务器、交换机、防火墙等网络设备硬件组成组成部分。
新建立的网络主要是为生产调度服务，即实时数据库通过网络与各个分厂DCS控制系统进行数据采集。
3。
1.3紧急呼叫系统
紧急呼叫系统，是消防系统重要组成部分，在发生事故时可以通过紧急广播，疏导人员的撤离等。
也为了发生事故时提供了联络的第二通道。
（第一通道为调度电话）
当调度中心、各分厂调度室通过视频监控发现工房生产现场人员违规操作时,可以利用本系统对讲功能直接对现场人员喊话进行纠正，现场人员也可以在接收到调度室命令后，实时向调度室进行情况汇报。
当工房生产现场人员有情况向调度室汇报时，可以利用本系统主动向调度室发起呼叫，并向调度室进行工作汇报,同时接受调度室下达的命令.
企业领导在办公室里也可以直接对生产部调度中心、各分厂调度室值班员或工房生产现场人员下达命令.
3.1。
4调度电话系统
调度电话指挥系统是调度员与现场联系主要的通话工具，也是生产调度不可缺少的一部分。
它融现代通讯和计算机技术为一体,充分发挥计算机人工智能的灵活性，使调度通讯更加快捷、可靠和直观。
同时，由于强大的硬件和软件功能支持，在系统使用上，其更体现出广泛的适应性。
整个系统需具备了纯软件支撑，调度员只需要在电脑显示屏上选择某个分厂就能直接进行通话，抛弃了传统的手动拨号模式。
3.1.5DLP大屏幕显示系统
为了提高企业形象及生产调度的需求，控制中心设立大屏幕，大屏幕主要显示MES系统流程图、工厂关键数据源、重点部位的监控图像处理等应用。
它的设立使各个关键的生产数据一目了然，为调度提供生产指令。
3.1。
6不间断电源系统
不间断电源系统简称为 UPS（ Uninterruptible Power System ）,是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。
主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电力电子设备提供不间断的电力供应。
当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流市电稳压器，同时它还向机内电池充电；当市电中断（ 事故停电 ）时， UPS 立即将机内电池的电能,通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。
3.2实时数据库系统
过程控制系统是实时数据库系统最重要的应用领域之一。
在生产装置运行过程中，实时数据库系统实时采集装置的运行数据，随时掌握装置的运行情况，并通过对生产过程的关键数据的监控和分析，对出现的问题及时进行处理,使生产的运行保持平稳。
当生产状态发生变化时，可以及时地作出反应；通过对影响原材料的用量以及对水、电、汽用量的检测和分析，可以及时发现问题，特别是对生产调度人员来说，可以及时地平衡物料供应,减少单耗，提高经济效益；利用实时数据库动态地监控生产成本,可以使成本控制发生在生产过程中,而不是在生产过程完成之后，以达到降低成本的目的。
实时数据库系统与现场控制设备直接相连接，使公司管理层实时地得到来自生产过程的实时数据,为管理信息系统的开发与应用提供了一个理想的平台,实现了生产可视化以及管控一体化，使管理信息系统实时、高效的运行.
根据系统需求分析，结合本身的生产需求应用,包括以下几个内容:
●ESP—iSYS实时数据库系统
●生产报表系统
●硬件设备
●部分仪表改造
3.2.1ESP—iSYS实时数据库系统
我们通过实时数据库数据采集，能够把全厂的生产工艺参数集中起来在调度平台上显示，使调度员第一时间把握生产现场情况,解决单一依靠调度电话来调度生产的状态,实时数据库为生产调度提供了及时、准确、可靠的数据源，保证了生产稳定可行性。
实时数据库应该具备如下功能模块：
1.实时数据库核心软件
是实时数据库平台的核心,在整个平台及所有的组件软件中收集、处理实时数据，包括了接口软件调度，用户安全验证，实时数据管理,内存历史数据管理,数据计算处理，以及应用服务管理等功能。
2.磁盘历史数据库软件
提供历史数据的存储和读写功能,它使用了高效的压缩算法，使历史数据存储达到理想的压缩状态,实现数据的巨量存储.
3.接口软件
提供实时数据的采集功能,支持OPC协议、DDE协议、API访问方式等多种协议，使控制系统的现场数据能实时地采集到实时数据库平台中。
4.监控软件
是实时数据库平台的总控制台，提供开启/关闭实时数据库平台、配置实时数据库、监视系统运行状态、监视磁盘历史数据库以及浏览实时数据等功能。
5.组态软件
提供对实时数据库平台进行在线和离线的组态功能.组态信息包括增加、修改、删除接口软件信息和位号信息,进行用户设定管理,同时支持多种方式的组态信息查询。
同时，提供基于VB的虚位号脚本编辑框，可以根据生产实际需要，进行位号量程转换、复杂计算等功能
6.趋势图软件
提供强大的趋势图浏览功能，能浏览实时趋势、内存历史趋势、磁盘历史趋势，同时还提供位号量程缩放和历史数据统计等功能。
7.诊断软件
以单命令执行的方式,通过命令行或对话框实现同实时数据库系统的连接和断开,监控实时数据库中位号的属性、服务器的属性、用户的情况、位号的实时数据、内存历史数据等信息,实现对实时数据库平台的诊断.
8.报表模块
提供基于Excel电子表格组态的报表模板，动态数据部分采用类似Excel的公式配置，易于修改，可灵活的进行各种数据报表的组态,支持复杂的报表统计公式的编辑，几乎所
有格式均可由用户来调整和设定。
上传后即可以作为网络报表模板被保真地使用。
9.图形化数据浏览软件
主要功能是使用户能够利用InternetExplorer浏览器访问实时数据库，通过绘制FLASH图及设计网页上的插件,使用户看到流程图、数据一览表、历史趋势图等,并且保证网页上数据的实时刷新，从而掌握各分厂、车间、装置的信息，对不同DCS、PLC等的状态进行监视和调度。
10.二次开发接口
针对实时数据库平台的实时数据、实时趋势、历史趋势、报表数据的二次开发提供开放的接口，使得用户可以使用微软Excel、Access、WebService编程接口及其他应用程序可以方便的访问实时数据库平台的数据.
3.2。
2硬件部分
主要是实时数据库所需要的各种硬件。
3.2.3部分仪表改造
根据生产调度生产的需要对没有进入DCS的仪表进行改造，使其接入DCS系统.
四、二期项目建设内容
二期项目的建设主要是MES（制造执行系统）。
MES国际联合会对MES的定义如下：
MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。
当工厂发生实时事件时,MES能对此及时作出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。
这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而使其既能提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能,又能提高生产回报率。
MES还通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。
制造企业关心三个问题：
生产什么？
生产多少?
如何生产？
企业的生产计划回答的是前两个问题，“如何生产”由生产现场的过程控制系统“掌握”。
ERP、CRM等系统只为生产计划的编制提供了数据信息，对于“计划"如何下达到“生产”环节，生产过程中变化因素如何快速反映给“计划”，在计划与生产之间需要有一个“实时的信息通道"，MES（制造执行系统）就是计划与生产之间承上启下的“信息枢纽”.
结合工厂当阳化工的行业的特点及实际应用，MES系统应包括以下几个内容:
●数据集成平台
●生产过程监控子系统
●厂级生产调度管理
●运行绩效管理
●设备管理系统
●能源管理系统
●质量管理系统
●采购管理子系统
4．1数据集成平台
综合集成平台框架是MES系统核心平台之一。
它作为MES系统统一建模平台框架，为MES各个应用系统提供数据接口服务、统一共享的工厂模型和业务模型以及权限模型
化工企业属于流程制造业，企业内部各工序间、上下游企业间紧密关联，企业与企业间、企业内部间有各种各样的业务联系.各个业务部门的信息流是连贯的，关联的,每一个环节的信息都会与其他时段、工序之间的产生关联,信息流的错综复杂，相互交叉形成一个复杂、连续的信息网络，每一处信息数据的变化都会影响到上下环节的生产，因此化工行业生产对信息的准确性和实时性要求非常高，没有一个高度集成的信息化管理系统是无法实现的。
底层的数据集成和业务模型作为信息化管理系统的支撑和依靠就显得越发的重
从上图可以看出，数据集成服务负责对各种应用系统的数据进行采集、转换、集成的底层操作。
而数据管理服务负责将集成后的数据通过人机界面的方式,提自动生成供企业的管理人员使用的数据查询、录入、编辑、报表等交互式操作。
通过这两个服务，集成平台很好地完成了对各个应用系统的数据进行“分散控制、集中管理”的建设目的。
4．2生产过程监控子系统
利用InternetExplorer浏览器访问实时数据库，通过绘制FLASH图及设计网页上的插件，使用户看到流程图、数据一览表、历史趋势图等，并且保证网页上数据的实时刷新,从而掌握各分厂、车间、装置的信息，对不同DCS、PLC等的状态进行监视和调度。
系统提供了：
1）全厂装置总貌图监视
2）工艺参数实时监控
3）各车间装置流程图监视
4）关键参数实时监控
5）位号实时趋势浏览
6）位号历时数据查询
7）生产调度辅助应用
4．3厂级生产调度管理
功能1–产品生产进度控制
厂级生产进度控制:
监控装置生产进度,根据制程计划，检查生产进度，如有较大偏差，需要调整，则以生产调度令的形式下达调整命令调整装置生产进度
注释:
本功能可能仅为产品、中间产品进度计划负责.不涉直接及到在制品（WIP）的进度控制。
WIP进度控制有现场生产管理完成.
功能2–公用工程能力调整
监控公用工程供应能力变化，参考生产装置负荷。
如存在较大偏差，在公用工程能力约束下，改变公用工程供应能力.以调度令的形式下达到相关部门，调整公用工程装置/单元/的能力,或起/停相关工程装置/单元；同时通知生产等部门
功能3–过程质量控制
监控产品、中间产品质量变化趋势，参考过程控制条件，原料质量变化趋势。
如存在较大偏差,可提交质检请求单，质检加样。
同时通知相关生产装置.
根据分析结果,通知装置调整控制条件,可能触发其他调度活动，如临时工艺变更、相关设备检查
功能4–临时工艺变更
根据产品质量变化，或用户特殊要求，或因原料质量发生较大变化，会商工艺技术管理部门，确定临时工艺条件,以调度令的形式下达相关部门执行。
功能5–原料切换
当需要进行原料切换时，下达原料切换调度令，并通知相关生产部门,触发加样分析事件,提交质检请求单，质检加样。
也可能触发其他调度活动,如设备检查
功能6–设备检查
提交设备检查（通常是点检）申请单，由维护部门执行，可能触发加其他调度事件，如调整装置负荷等、质检加样等。
功能7–装置负荷临时调整
因某种原因需局部调整装置负荷时,下达装置负荷调整指令到相关部门。
在通知调整装置负荷前，可能需进行厂物料平衡计算。
可能触发加其他调度事件，如质检加样、设备检查等、公用工程负荷调整。
功能8–物料装卸作业
根据原料/产品入出厂计划，物料装卸作业通知。
可能触发其他调度事件，如入出库作业、设备准备、物流作业场地和设置准备、质检证明.
功能9–重大事件处理
发出重大事件时，以调度令的形式，发出作业命令，并抄送主管领导。
相关部门根据自己的承担的任务，确定自己的任务。
功能10–调度事件管理
管理调度指令的发出、撤消等活动,记录相关操作。
功能11–调度跟踪
跟踪调度指令执行进度、执行中发生的情况，记录相关操作。
可能触发其他新的调度事件.
功能12–生产调度预案管理
调度预案生成与维护（预案生成：
触发条件、逻辑处理表达式、事件类型、表现/现象、可能的影响范围，处理方法；预案校对和批准）
收据过程事件，触发预案
（生产物流类）
功能13–物料作业通知
可能会触发其他调度活动,如质检分析、库存作业
功能14–工厂物料移动
可能会触发其他调度活动,如质检分析、库存作业
功能15–工厂物料移动跟踪
功能16–库存物料移动
可能会触发其他调度活动，如质检分析、库存作业
功能17–库存物料移动跟踪
功能18–库存业务管理
可能会触发其他调度活动，如质检分析
功能19–库存统计与分析
功能20–物料进厂作业通知
可能会触发其他调度活动，如质检分析、库存作业
功能21–物料进厂作业跟踪
功能22–物料进厂计划跟踪与追踪
功能23–产品出厂作业通知
可能会触发其他调度活动，如质检分析、库存作业
功能24–产品出厂作业跟踪
功能25–产品出厂计划跟踪与追踪
可能会触发其他调度活动，如质检分析、库存作业
功能26–生产调度日志管理
功能27–生产调度报表管理
相关功能：
生产统计管理、生产过程监控、现场生产管理
4．4运行绩效管理
在企业生产中，人们对公司目标的可视性常常较差,并难于了解这些目标是如何转化成不同职能部门的运行目标的。
同时，企业也难以为个人或车间提供准确且与绩效相关的信息，以便他们量化有关工作的进展情况。
运行绩效管理软件恰好能满足这种需求，通过对工艺进行全方位的优化管理及对各经济指标的对比、关联、特殊等各种分析手段以及指标层层控制,最终可实现全厂运行绩效的量化管理，帮助企业获取完整的效益。
⏹工艺管理
工艺管理包括:
工艺卡片、工艺台帐、工艺参数、工艺统计、工艺趋势、工艺事件和系统管理等模块.
⏹对比分析
考察各生产线/车间当前实际运行情况与原设计指标的对比分析，分析内容包括原料、能耗、物耗、经济指标、操作参数等的变化情况。
通过此分析可以直观的了解产线偏离原设计指标的程度，从而为评估装置的运行效率、安全性等提供帮助。
⏹关联分析
影响生产运行水平或是经济指标的因素常常是多方面的，寻找各种影响因素与经济指标间的定量作用关系是实现透明化、数据化管理的关键环节.
软件通过优化关联算法，给出各因素与经济指标间的关联度评估,从而可指导用户定量的去调节各操作参数,可靠的向优化操作目标推进。
⏹特殊分析
特殊分析是对由于突发或意外原因造成局部生产线非计划停车时，一般会造成产品产量降低、产品单耗升高，降低了全厂的生产效益进行对比分析。
特殊分析，就是要对产品产量、能耗、物耗、技术指标等给出产线停车前后量的分析。
从停车到正常开车稳定运行的起始时间的生产信息段视为停车数据样本，再选择停车前相同时间段生产信息作为正常生产数据信息的样本。
特殊分析，可以给出设备检维修、非计划停车等情况下，全厂投入产出、能耗物耗等定量的变化情况，为评估企业的意外情况或是由于检维修等原因造成的经济损失提供量化数据依据。
4．5设备管理系统
随着科学技术的进步，设备管理工作要求通过高效率、高速化和连续化的作业达到产品精细加工和质量零缺陷的企业管理目标，这对设备管理工作提出了更高的要求.提高设备的利用率、完好率、保障设备的连续运转、延长设备寿命、降低设备的运行维护成本，一直是企业管理人员追求的愿景.但长期以来,因缺乏设备管理平台支撑、数据不全等原因，难以动态分析设备的技术状态和故障行为，在设备管理中普遍采用故障后维修和基于使用时间的计划性维修模式，制约了设备管理服务于生产的作用。
因此，通过应用计算机信息技术、通讯技术、设备故障诊断技术建立对设备进行全生命周期的管理，从而改善设备技术状态、提高设备管理水平、降低维修费用,成为化工企业完善设备管理工作的当务之急。
设备管理系统应具备如下功能：
⏹设备台帐管理
⏹设备维护管理
⏹备品备件管理
⏹设备在线检测
4．6能源管理系统
能源管理系统基于能源网络模型，方便的盘点全厂能量消耗情况,为及时调整产品价格提供依据,快速赢得市场；而对于能量在各环节的产耗情况监控，可有效杜绝因能源调度不当、无计划使用等因素造成的非计划停车事件。
基于实时数据库完成水、蒸汽、电等的计量,通过与实时数据库高度集成同步的ESP—iWeb，实现全厂能源的动态监控与统计分析。
通过多种画面进行显示,如能源消耗分布图、统计报告（表）、当前值、最大值、累积值等。
能源管理系统由能源基础数据收集与平滑处理、能源数据平衡、能源计量报表等组成.
⏹能源数据集成
⏹能源监控
⏹趋势分析
⏹数据分析
⏹能源异常报警
⏹能源统计报表
4．7质量管理系统
质量是企业的生命,建立一套良好的质量管理体系为企业的质量管理水平提高一个层次。
质量管理系统应有如下几个功能模块。
⏹实验室管理系统
建立和维护实验室基础数据库（分析标准，物料质量标准、药品管理规定，分析设备使用规定，人员、分析药剂、分析设备、样品库存等能力的数据模型）
建立和维护实验室运行数据库（分析室、分析设备配置，关键分析,以及实验结果分析模板等数据模型；分析计划、工作统计、KPI计算等数据模型）
⏹样品分析登记管理
⏹分析调度管理
⏹人工生成分析报告
对于合格的检测结果，出具合格证明；对于不合格的检测结果,出具不合格证书；对于无须判定合格与否的检测，仅列出检测数据
⏹审计跟踪
⏹数据查询
⏹统计分析
⏹质量分析管理
4．8采购管理子系统
根据计划处下达的采购计划，并结合当前的库存情况,组织进行采购。
如果当前的存货低于下限,则进行报警，如果当前的存货高于采购计划的数量,则不进行采购。
整个采购要进行一系列的申请、审批程序。
该系统主要是和现成的ERP进行无缝连接实现数据共享。
该子系统主要的功能模块有：
◆采购计划：
根据各部门递交的采购计划,同当前的库存信息进行对比,然后进行采购任务的分配，并确定采购方式（大额招标、小额议价）
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