山东海化集团信息化方案Word格式文档下载.docx
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制造业信息化是利用信息技术改造传统工业的突破口，是提升传统海洋化工制造业持续竞争力的重要途径。
研发海洋化工集成制造信息系统总体解决方案具有十分重要的现实意义和发展推动作用。
立足海洋化工龙头制造企业──山东海化集团有限公司，研发《海洋化工集成制造信息系统总体解决方案设计》课题，探讨海洋化工集成制造信息系统的集成思想、规律和方法，不仅可以利用信息化手段解决企业面临的实际问题，现实意义是利用信息化手段落实“管、控、营”一体化的思路，大幅度提高海洋化工产品的市场反应速度，大面积提高经济效益，提高企业核心竞争力。
同时还可以促进行业信息化程度的提高，也是企业贯彻落实以信息化带动工业化，以工业化促进信息化的大政方针，走新型工业化道路的重大举措。
1.3.2解决矛盾换取效益
案例设计实施解决几个突出矛盾，换取实实在在的经济效益。
在海化集团的海洋化工产品运营中存在几个矛盾，并且随着生产规模的不断扩大，这些矛盾逐渐上升为制约集团发展，影响经济效益的主要矛盾。
首先是主导产品生产过程控制和管理之间的断层，虽然生产过程采用了不少DCS控制，但是生产过程的关键数据不能及时准确的流向管理层，控制和管理是各自的信息孤岛，导致在管理层面反映的数据，出现客观数据少、人为数据多的现象，使管理层的生产数据失真，不仅给管理带来了不必要的麻烦，还挫伤了一线工人的积极性。
直接影响产品的数量和质量。
二是管理与供销之间的矛盾，财务管理、销售管理和供应管理彼此之间也是信息孤岛，许多应该及时发现的问题要等到月底甚至年底才暴露出来，如形成较大数额呆坏帐的主要原因之一就是这个信息孤岛造成的，直接影响产品销售利润。
三是产品和客户之间的矛盾，由于缺乏现代化手段支撑，无法实现大产品大服务的目标，导致客户怨气沉积，甚至客户流失。
本来规模生产的目的是带来规模效益，由于上述矛盾的存在也就导致了产量与效益不能同步增长的矛盾。
通过信息化手段解决这些矛盾，必然带来效益的持续增长。
1.3.3探讨规律利于集成
目前，我国海洋化工企业的信息化水平还处于起步阶段，即使是搞得比较好的企业，也主要是实现些零散的单项应用。
需要探讨和研究的问题还很多，海洋化工集成制造信息系统总体解决方案的设计和实施，是从市场的角度把一个典型产品的供、产、销、管全过程全面设计，结合范例探讨海洋化工集成制造信息系统的集成理论、基础、方法和规律；
实现海洋化工产品在过程控制层、管理执行层和经营计划层的全面集成，有利于海洋化工制造业从根本上解决利用信息化手段改造传统工业，真正实现了过程控制、企业管理、经营信息化并能从中受益。
1.3.4制定使用标准促进行业应用
《中国计算机报》专家视角中以《推广成果统一信息编码》中说：
“化工企业目前面临的一个问题是信息编码，没有统一的规范和标准，给信息化带来了难度，是着重解决的问题。
”海洋化工制造业存在着同样的问题。
结合应用制定使用推广行业信息编码标准，是行业龙头企业的责任和义务。
研发海洋化工集成制造信息系统总体解决方案，其中主要任务就是结合范例的实施，统一海洋化工制造业在过程控制层、管理执行层和经营计划层的数据标准，优化数据环境。
以《海洋化工企业信息资源规划实施方案》和《海洋化工企业信息资源管理基础标准实施方案》推行海洋化工制造业信息化基础标准，促进行业应用。
二、方案背景
2.1海洋化工制造业行业特点和核心业务
我国目前拥有化工企业3万多家，占工业企业总数的73%，海洋化工制造企业占一半以上，占总资产几十亿元人民币的特大型化工企业集团总数的一半以上。
以称为“化工之母”的纯碱为例，年产量超过10万吨的就有24家，年总产量达1132万吨。
虽然这些海洋化工制造企业的规模大小不一，但它们都存在着一些共性的地方：
资源能源依赖性强、连续型大规模生产、设备专业化、通常的大批量生产逐渐受到市场的冲击、管理业务流程相对混乱、信息提供迟缓等；
从海洋化工制造业的特点可以看出，海洋化工制造业不像离散机械制造业那样核心业务在研发新产品，也不像多品种小批量的流程型制造业核心业务在研制新配方，而核心业务是应对市场的产品制造“管、控、营”一体化。
2.2海洋化工制造业信息化现状
经过实际调研得出的结论是：
海洋化工制造业信息化绝大多数是就应用而应用，两头应用较多、中间应用很少，缺乏核心应用，存在大大小小的信息孤岛，信息资源利用率低下。
2.2.1基础自动化层面的应用，以主要装置和设备DCS和PLC为代表的应用相对普遍一些，但绝大多数DCS是单回路控制，仍有很大的应用空间。
如海化集团纯碱厂生产自动化程度虽然在国内海洋化工行业处于领先地位，但老线各工段使用较多的DCS，都是多套系统分散应用的。
碳化和蒸吸使用霍尼维尔DCS3000系统，压缩和重灰使用霍尼维尔SCAN3000系统，轻灰和石灰则使用罗斯朦特Deltav系统，它们彼此独立运行，分散控制，即只是单路控制，没用形成闭环控制，只能保证小范围稳定生产；
新线比老线投用要晚的多，虽然整个流程采用了整套的德国西门子PCS7系统，但是仍然是单路循环；
整个控制水平与国外的同行业相比，相差甚远，分散控制和单路循环都不能够完全发挥DCS本身的控制潜力，仍有很大的改造应用空间。
2.2.2过程自动化层面的应用与石化企业比较有一定差距，先进控制和优化控制几乎是空白。
海洋化工制造业生产过程自动化分为两个层面：
如上所述的基础自动化和过程自动化。
仅有基础自动化是没法完成生产过程自动化任务的，如纯碱生产碳化转化率的控制，基础自动化只是对单个控制变量的孤立控制，没法把有关影响碳化转化率的所有主要变量同时优化，也就没法实现较大幅度提高碳化转化率的目标，只有实施过程自动化，即实施碳化的先进控制和优化控制，才能完成提高碳化转化率的任务。
但海洋化工制造业受认识和条件的限制，过程自动化层面几乎是空白。
关键设备的先进控制和同一工段的优化控制应用几乎没有。
无法实现生产管理对控制系统提出基本要求；
也没有自动化控制的数据“蓄水池”――实时数据库，对于生产过程中的数据，尤其那些关键数据，如某一时段的产量、指标特别好的系统数据，系统故障数据，都像黑瞎子掰棒子，随掰随丢了，无法进行历史数据查询，对生产提出持续改进的方法和对事故作深层次的分析。
更不能与上层的管理数据联系起来，进行质量、人员绩效挂钩的管理。
与现在的大型石化企业比较，海洋化工制造业在生产过程自动化层面有大量的信息化工作可做，有不少的技术难题需要解决。
2.2.3管理执行层（MES层面）只有零零散散的应用，没有起到上下数据传输的纽带作用，也没有发挥核心应用应有的效益。
从调研的实际情况看，海洋化工制造也在管理执行层面的信息化系统也是零散低效的。
以海化集团纯碱厂为例：
本厂从97年就开始建设生产监控网络系统。
以后经过几次扩展改造，逐步建成办公、生产两个网络系统。
现在该系统上正运行着仓储管理系统、人力资源系统、试题库系统、短消息系统及内部网站办公系统等多套软件。
但是，由于各个信息系统是在实验和探索中分散开发的，是面向具体业务和部门的；
数据库是面向人工报表建立的，数据流程大多是模拟手工业务流程；
信息编码是随意的。
各系统都在分散独立运行，对管理的影响只是部分的替换手工劳动，并没有实质性的提高管理水平。
管理执行层的信息化应用应该是过程控制层和经营计划层的信息传递的纽带和桥梁，是整个产品生产的指挥控制中心，但就现在的应用情况看，对该层的认识程度和应用水平都差距甚远。
2.2.4经营计划层（以ERP为中心）的应用由于缺乏底层和核心层数据的支撑而收效甚微。
经营计划层是整个产品的指令层，把来自市场的需求结合管理执行层生产执行能力和底层的有效控制能力做出匹配的资源计划，经过中间层的有效调度向底层贯彻，同时下达合理的采购供应计划，但这些资源计划的合理配置，必须以底层和中层的应用和信息做支撑。
在底层应用有限，中间是断层的情况下，经营计划层的应用只能是低效的。
如海化纯碱营销方面的信息化水平比较生产自动化和管理方面都要低一些。
在供应方面进行过若干次改革，始终没有做到真正有计划的采购，如纯碱设备的采购计划，从班组、车间到计划科和供应处层层加“保险系数”，不仅导致占用费用增加，且无法应急维修；
销售流程复杂分散，与资金流脱节，各销售单位和销售人员对客户信息独享甚至私有，对货款回收，市场分析和制定营销策略都带来不利影响。
海洋化工制造业的信息系统应该是一个自下而上各有侧重的集成系统，全面考虑系统集成才能完成集成制造的任务。
2.3阻碍海洋化工制造信息化水平提高的关键是：
缺乏统一一致的系统集成指导思想。
海洋化工制造业与其他的行业一样有自身的特点（如前述），对应的信息应用系统必须符合这些特点，还要遵从企业信息化自身的客观规律。
统一一致的系统集成思想必须在此基础上提出、实践和完善。
以前的应用系统由于缺乏统一一致的系统集成思想指导，就应用而应用，就应用而开发，就应用而集成是阻碍海洋化工制造信息化水平提高的关键。
2.4制约信息系统集成的瓶颈分析
没有统一一致的系统集成思想指导，必然导致信息孤岛丛生，信息孤岛成为制约信息系统集成的瓶颈。
2.4.1形成信息孤岛的原因：
首先是原来受认识水平和应用范围所限，从没有考虑较大范围的系统功能集成。
前几年还没有人考虑把生产自动化层、管理层和营销层面的信息集成，因此就各做各的应用系统，形成信息孤岛自然而且必然；
其次是海洋化工大企业主导产品的产、供、销、管，一般由若干个部门或单位分别承担，在考虑使用信息化手段时也往往站在本部门本单位的角度和利益出发实施信息化应用系统，易造成层面之间的信息孤岛；
三是现在的企业信息化合作商或系统开发商，还没有同时涵盖三个层面的应用系统和开发能力，虽然也推出大大小小的整体解决方案，但仔细看还是针对某一个层面的应用居多，最多是管、控一体化的解决方案。
从商业角度考虑，系统供应商不会做与本身无关，没有效益而对企业信息化有长远利益的事，也是造成海洋化工制造业信息孤岛的主要原因之一；
四是长期以来人们对企业信息资源的利用和开发认识不够，更谈不到开发和综合利用，因为信息资源的开发利用，不是一蹴而就的事，需要耐心细致的工作；
并且信息资源的开发（如统一信息编码）没有直接的经济效益，也就忽视信息的组织和利用，仅就眼前的应用而准备数据，使用所谓的数据标准，营造数据环境，造成信息孤岛也就是在所难免的事情。
2.4.2信息孤岛成为制约信息系统集成的瓶颈
信息孤岛制约应用系统集成，成为应用系统集成的瓶颈。
以海化集团纯碱为例：
首先是层内的信息孤岛。
老线各DCS之间信息独立，新线DCS的数据与历史数据无缘，都与车间计划数据滞后，也与主要设备管理数据不能共享；
管理层面的生产计划数据、质量计量数据、财务数据、人力资源之间的数据彼此独立；
供销层面的采购计划、销售计划、财务数据、客户信息也彼此独立。
没有统一的数据标准，缺乏层内信息共享的基础。
信息孤岛限制层内的应用系统集成。
其次是层间的信息孤岛。
虽然在各层之间信息共享做了一些努力，但没有从根本上解决问题。
如个别DCS系统和管理的“集成”，是仅仅通过DCS接口把部分实时数据转到服务器上，再经过转换程序存储到Access数据库中，最后转换成Excel表格供相关人员浏览。
由于数据平台的不统一，已建成的信息系统之间难以共享信息，仍然是大大小小的“信息孤岛”。
至于如何把市场需求信息通过管理层面分解成生产执行信息，按照市场需求组织生产；
把生产数据和管理数据反馈到市场上，更好的满足市场需求做好客户服务，以及与其他供应商协同运作就是一句空话。
整个纯碱产品的运营就只能处在被动挨打的境地。
通过以上的简要分析，不难看出制约纯碱产品信息系统集成、增加经济效益的瓶颈是：
信息孤岛！
还可以看出：
从市场角度对一个产品提出统一一致的应用系统集成思想，消除信息孤岛，实施海洋化工集成制造信息系统。
这些问题的解决从企业外部解决几乎是不可能的，而只有企业自身站在产品应对市场的高度提出集成指导思想，实施信息资源规划，统一海洋化工制造业三个层面的数据标准，优化数据环境，从根本上消除信息孤岛实现集成，才是突破瓶颈的关键所在。
2.5导致经营计划层应用系统失败的原因
导致海洋化工制造业经营计划层信息系统失败和效益低下的原因是多方面的，但从系统基础和实施路线方面分析不外乎有下列的主要原因：
首先是缺乏源头数据的支撑。
因为海洋化工制造业的数据源头在过程控制层，该层的数据不能及时准确传递到计划应用层，计划应用层的应用系统就是无源之水、无本之木，必然导致系统失败或效益低下；
其次是缺少管理执行层对源头数据的汇集、加工，综合管理的核心数据传递到计划应用层，导致经营计划层的应用系统缺少分析依据而失败；
即便计划应用层的系统通过人工搜集汇总得出的决策指令，没有中间的传递分解计划、管理调度执行，有效的在过程控制层应用，最终经营计划层信息系统还是失败的；
三是没有按照海洋化工集成制造信息系统的内在规律实施，海洋化工集成制造信息系统具有在实施顺序、集成基础、管理因素牵制和显性经济效益等方面自身的客观规律，不去自觉的遵从这些规律必然导致应用系统的失败。
2.6海洋化工制造业对信息化的需求
从海洋化工制造业的信息化技术应用现状可以看到海洋化工制造业对信息化技术的需求和应用潜力，尤为需要实现集成制造的信息系统支撑产品应对市场的竞争力。
2.6.1生产过程自动化需求
从现状看到，海洋化工制造业对信息技术的需求首先是基础自动化层，虽然主要流程和关键设备大部分使用了较多的DCS和PLC，若把全部的主要流程和关键设备都采用DCS和PLC控制，并且实现有现在的单回路到闭环回路控制，其应用范围和应用效果都会有大幅度提升；
其次是在基础自动化层应用基础之上的过程自动化，仅全国的24家年产超过10万吨的纯碱主要流程和关键设备采用先进控制和优化控制，其节能降耗的效果就十分明显。
如纯碱的碳化工段和关键设备采用优化控制后，碳化转化率提高一个百分点，吨碱降低成本18元！
2.6.2对管理信息化的需求。
管理信息化是整个海洋化工制造业信息化的核心。
企业管理信息化为企业从以生产为中心的模式转向以顾客为中心的模式提供直接的手段，传统上认为客户化定制和大批量生产是矛盾的，但是信息技术的使用可以使大规模定制成为可能；
集成的客户数据库可以有效地在企业内部各个环节共享客户信息，直接将市场引入到企业内部；
客户关系管理系统可以使客户的每一次访问均成为分析客户、服务客户的依据；
其次，企业管理信息化为加强与供应商的管理，提高供应链的效率提供了必要的手段；
第三，企业管理信息化对于加强基础管理，形成量化管理有巨大的促进作用，管理信息系统中大量的物流、资金流要转化为信息流，管理层依靠准确、全面的信息流进行决策，这就必然要求企业对物流和资金流进行准确、及时地量化，使信息进入系统，这实际上是基础管理的一部分；
第四，企业管理信息化为企业引进管理模式找到了新的方式；
商品化的信息系统是不同的企业管理模式的固化，世界级的管理软件还包含了世界级企业的先进的管理实践；
第五，管理信息化还为解决企业管理中的一些突出问题找到了新的途径，管理中常见的问题如采购销售中的“暗箱操作”、生产经营过程中的“跑冒滴漏”可以在管理信息系统中通过参数设置得到较好控制。
在管理层面海洋化工制造业对信息技术的需求也是巨大的。
2.6.3海洋化工制造业同样受外部市场的逼迫，而迫切需要信息化手段的支撑。
企业的生存取决于市场对它的是否认可，以海化为例：
课题的研发可以提高海化集团对市场的反应速度。
亦是市场逼迫我们利用信息化手段提升自身竞争力。
进入20世纪90年代以来，世界经济发生了巨大的变化，全球化日趋明显，知识经济初见端倪，企业面临空前复杂的经营环境：
第一，企业环境变化加快；
受全球化和信息技术发展的影响，影响环境的因素已从地区扩展到全球，借助信息技术，跨国公司的触角延伸到地球的每一个角落。
企业面临的微观环境也在发生深远的变化，顾客需求、技术创新、产品生命周期、市场竞争等都以前所未有的变化速度在进行。
第二，顾客（Customer）多样性：
市场的主导权已转入顾客手中，使市场由卖方市场变为买方市场，顾客选择商品的余地大为扩展。
因此，怎样使顾客满意，就成为企业的奋斗目标和一切工作的归宿。
满足顾客的个性化需求成为企业面临的主要挑战，随着物质生活的提高，消费者消费已从主要追求质量、价格逐步转向个性化需求，要求企业管理必须能够适应飞速变化的顾客需求。
第三，信息技术的发展使企业获得了前所未有的挑战和机遇。
互联网的迅速普及，ERP等大型企业信息系统的出现，使企业管理范围由企业内部延伸到供应商和顾客，形成供应链管理，企业管理效率得以大幅度提高；
同时企业也面临着由于竞争对手不断采用信息技术所造成的压力。
第四，竞争日趋激烈，不仅改变了企业的经营环境，而且从根本上影响了企业的经营管理方式。
以往那种仅凭借物美价廉的商品就能在竞争中稳操胜券的简单竞争方式已被多层面的竞争方式替代。
谁能提供独占性的产品和一流的服务，谁就能够赢得竞争。
诸多海洋化工制造业和主导产品正在受到市场冲击！
三、方案要点
3.1海洋化工集成制造信息系统总体解决方案的方向和目标：
海洋化工集成制造信息系统的方向是：
集成制造、协同商务和科学创新。
利用信息化手段提高海洋化工制造业的竞争力，其作用不外乎三个方面：
首先是利用信息化手段降低产品成本，即实施生产过程自动化降低生产制造成本、利用管理信息化手段降低管理成本和营销成本；
二是保证客户对产品的质量要求；
三是利用信息化手段使产品的产、供、销、管各环节的信息流、资金流、物流三流畅通，有效地利用企业内部信息资源和外部的信息资源，从而提高企业对市场的反应速度。
而海洋化工制造业的主导产品大多具有大批量、连续生产、依赖资源的特点。
与离散型制造企业比较没有应用AutoCAD的优势（如提高新产品设计能力等），与小批量连续性生产制造业比较，使用信息化手段研制产品配方也不是那么重要。
要想在海洋化工制造业中利用信息化手段降低成本，保证产品质量，提高产品和企业应对市场和客户的反应速度，只有利用信息化手段实现主导产品的“管、控、营”一体化。
就是在信息化手段的支撑下，产品的生产、管理和供销象是一个“有机”的整体，才能适应环境变化，达到提高企业竞争力的目的。
把信息化手段的基本作用和海洋化工制造业主导产品特点结合，便导致海洋化工制造业集成信息系统的目标：
实现产品“管、控、营”一体化。
该目标分为三个层次：
首先是统一三个层面的数据标准，优化数据环境；
二是消除信息孤岛、实现数据共享和应用系统功能集成；
三是实现产品“管、控、营”一体化，提高海洋化工产品市场竞争力。
3.2海洋化工集成制造信息系统主要任务
由海洋化工制造业的特点决定，实施集成制造信息系统的主要任务是实现三个创新：
首先是产品生产环节信息技术的应用，实现技术创新；
普遍使用集散控制系统（DCS）和PLC，实施先进控制和优化控制，提高产品生产的自动化程度。
二是营销环节的信息技术应用，实现营销创新。
大力推广电子商务（BtoB或BtoC）和网络营销，改造企业采购销售物流系统，提高对国内外市场的应变能力和开拓能力。
三是管理环节的信息技术应用，实现管理创新。
推广应用企业资源计划（ERP）和客户关系管理系统（CRM），再造企业流程，实现企业运营管理的网络化、智能化和集成化。
3.3.海洋化工集成制造信息系统总体架构
3.3.1应用构架
从海洋化工制造业的特点和应用指导思想可以看出：
海洋化工制造业的信息化应用架构是典型的以MES为中心的三层三库架构（如图二）。
三层即经营计划层、管理执行层和过程控制层，三库即文本数据库、关系数据库和实时数据库；
（图二）
“管、控、营”一体化的目标及目标的基础都要在信息化应用架构上落实。
用结实的数据基础支撑清晰的功能架构，在实现生产过程自动化、管理信息化和商务电子化的过程中，逐步实现“管、控、营”一体化。
3.3.2网络拓扑结构
海洋化工制造业的计算机网络系统是一个由三级不同职责类型的局部子网络互联而形成的网络。
过程控制系统级网络负责对生产过程监控、优化；
生产执行系统级网络着眼于生产过程管理；
经营计划系统级网络执行产品统计、市场销售、宏观管理、决策等。
它们对通讯的要求，如吞吐量、延时、实时性、可靠性等都是不相同的，因此，相应的通讯协议、拓扑结构、局域网存取控制方法和网络介质等往往也各不相同。
由此可见，海洋化工制造业的计算机网络是一个由多个异构、异质的子网经互联而形成的“超级局域网”。
以海化为例：
三层网络结构如图。
、
．．．
打印机
总线
IO卡
协议转换卡
（图三）
3.4海洋化工集成制造信息系统的集成指导思想
由海洋化工集成制造信息系统的主要任务和目标，对比海洋化工制造业的信息系统总体架构，不难确定海洋化工集成制造信息系统集成的指导思想：
必须从市场的角度对一个产品的三个层面（产、供、销、管）应用系统实施全面集成。
体现在系统数据上就是：
纵向集成和横向集成。
海洋化工制造业的数据可分为公用数据和产品数据两大类，对应不同的集成原则，公用数据可以较大范围的横向集成，如人力资源数据就是公用数据，可以在整个企业集团范围横向集成，便于使用和管理；
而对产品的数据采取纵向集成的原则，如海化集团主导产品纯碱的有关数据，就应该从市场的角度按产、供、销、管各个层次的纵向集成，实现数据共享，功能集成，增强产品对市场的反应能力。
3.5海洋化工应用系统集成基础
目标是自然的，实现目标的基础也是必然的。
“管、控、营”一
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