0 引言

    氯堿化工企業(yè)屬于較典型的流程工業(yè)，近幾年來，企業(yè)在采用DCS、PLC以及先進(jìn)控制等手段努力提高過程控制系統(tǒng)(PCS)自動(dòng)化水平的基礎(chǔ)上，開始注重在管理決策層實(shí)施ERP系統(tǒng)。在標(biāo)準(zhǔn)的ERP應(yīng)用中，雖然資源和計(jì)劃的管理是必不可少的重要功能，但車間管理在很大程度上主要還是依賴實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行的，這就限制了ERP系統(tǒng)性能的充分發(fā)揮，也嚴(yán)重制約了企業(yè)綜合自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展。化工企業(yè)為有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的集中監(jiān)控，做到生產(chǎn)過程透明、可控、可追溯以及生產(chǎn)要素配置實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，以實(shí)施MES為突破口，構(gòu)建生產(chǎn)過程和管理層面的信息集成平臺(tái)，提升生產(chǎn)層面的信息化水平，同時(shí)為ERP系統(tǒng)提供及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。本文就MES在氯堿化工企業(yè)中的應(yīng)用作簡(jiǎn)要介紹。

1 MES的概念及功能

1.1 MES的相關(guān)概念

    MES(生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng))：提供為優(yōu)化從訂單投入到產(chǎn)品完成的生產(chǎn)活動(dòng)所需要的信息。MES運(yùn)用及時(shí)、準(zhǔn)確的信息，來指導(dǎo)、啟動(dòng)、響應(yīng)并記錄工廠的活動(dòng)，從而能夠?qū)Ω鞣N條件的變化做出迅速的響應(yīng)，減少非增值活動(dòng)，提高整個(gè)公司運(yùn)作過程的效率。MES不但可以提高設(shè)備的投資回報(bào)率，而且有助于及時(shí)交貨、加快庫存周轉(zhuǎn)、提高收益等。MES在企業(yè)和供應(yīng)鏈之間，以雙向交互的形式提供生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ)信息。

    ERP(企業(yè)資源計(jì)劃)：借助于先進(jìn)信息技術(shù)，以財(cái)務(wù)為核心，集物流、資金流、信息流為一體，支撐企業(yè)精細(xì)化管理和規(guī)范化運(yùn)作的一個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。借助于ERP系統(tǒng)來支持企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)的運(yùn)作，更好地實(shí)現(xiàn)信息共享，更為高效、合理地配置和使用企業(yè)的各種資源，提高企業(yè)資源的利用率。

    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集：要記錄工廠活動(dòng)，必須把全廠各崗位的數(shù)據(jù)采集上來，這些數(shù)據(jù)大部分可以通過OPC方式采集，部分崗位無自動(dòng)記錄的可以通過人工錄入方式采集。OPC標(biāo)準(zhǔn)以微軟公司的OLE技術(shù)為基礎(chǔ)，OPC包括一整套接VI、屬性和方法的標(biāo)準(zhǔn)集，用于過程控制和制造業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。

1.2 MES功能

    實(shí)時(shí)監(jiān)控功能：根據(jù)要求來繪制對(duì)應(yīng)的監(jiān)控圖形，并根據(jù)不同用戶的操作權(quán)限，在獲取對(duì)應(yīng)畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)應(yīng)的圖形會(huì)自動(dòng)進(jìn)行刷新，形成對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面。

    績(jī)效管理功能：可對(duì)各生產(chǎn)車間及崗位的生產(chǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行記錄，并可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集錄入，查詢、保存、編輯修改等。

    生產(chǎn)調(diào)度功能：可以進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃的管理，通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)、歷史趨勢(shì)的查詢進(jìn)行事故分析，可以查詢報(bào)警信息、開停機(jī)信息，以及進(jìn)行調(diào)度指令下發(fā)，形成調(diào)度日?qǐng)?bào)等。

    過程檢驗(yàn)分析功能：對(duì)過程生產(chǎn)的各個(gè)檢驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行查詢分析。

    庫存管理功能：用于對(duì)生產(chǎn)庫存進(jìn)行查詢管理。

    查詢與分析功能：可以按條件進(jìn)行相關(guān)查詢及分析。

    系統(tǒng)權(quán)限管理：可以對(duì)用戶進(jìn)行權(quán)限等級(jí)管理，人員增減管理等。

    數(shù)據(jù)管理維護(hù)：對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相應(yīng)的管理及維護(hù)。

    ERP接口：采用DbLink方式，利用接口表方式，實(shí)現(xiàn)與ERP數(shù)據(jù)的互訪。

2 化工企業(yè)MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)安全

2.1 化工企業(yè)MES系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

    系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)，它包含軟件構(gòu)件、這些構(gòu)件的對(duì)外可見的性質(zhì)以及它們之間的關(guān)系。

    體系結(jié)構(gòu)的表示：南寧化工MES系統(tǒng)的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用“4+1”視圖模型表示?！?+1”視圖模型從5個(gè)不同的視角包括邏輯視圖、過程視圖、實(shí)現(xiàn)視圖、實(shí)施視圖和情景視圖來描述系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。每一個(gè)視圖關(guān)心系統(tǒng)的一個(gè)側(cè)面，5個(gè)視圖結(jié)合在一起全面反映系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。

圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的邏輯視圖

    在圖1中，基礎(chǔ)編碼維護(hù)功能包括產(chǎn)線、工序、崗位、計(jì)量點(diǎn)、停止類型(故障)、班次、班組、人員、檢驗(yàn)項(xiàng)目等。生產(chǎn)實(shí)績(jī)管理是根據(jù)各個(gè)崗位的具體情況，在整合實(shí)時(shí)采集、崗位錄人數(shù)據(jù)及過程檢驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，形成個(gè)性化崗位臺(tái)帳為基礎(chǔ)的作業(yè)實(shí)績(jī)。生產(chǎn)調(diào)度是在監(jiān)控系統(tǒng)支持下，監(jiān)視公司實(shí)時(shí)運(yùn)行總貌，實(shí)現(xiàn)在線調(diào)度管理及調(diào)度指揮，支持公司開車運(yùn)行管理，實(shí)現(xiàn)事故追溯。過程質(zhì)量管理則根據(jù)過程檢驗(yàn)部署，在對(duì)采樣點(diǎn)及相關(guān)檢驗(yàn)項(xiàng)目編碼的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)過程檢化驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)管理。實(shí)時(shí)監(jiān)控主要提供各種實(shí)時(shí)的監(jiān)控畫面，為各崗位展示現(xiàn)場(chǎng)實(shí)績(jī)。查詢模塊的功能是在形成過程實(shí)績(jī)的基礎(chǔ)上，按照基礎(chǔ)編碼所確定的報(bào)表項(xiàng)目，生成用戶所需要的報(bào)表。外部接口模塊包含對(duì)ERP獲取計(jì)劃信息及生產(chǎn)處關(guān)心的訂單信息的支持及ERP相關(guān)的設(shè)備生產(chǎn)信息。對(duì)于ERP，主要是通過接口表或接口視圖方式來實(shí)現(xiàn)。

    系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的過程視圖主要由過程順序視圖和過程協(xié)作視圖組成，其平衡過程視圖是總體過程視圖的主要部分，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中總體過程視圖的思想。

    實(shí)施視圖將各功能構(gòu)件分布在三個(gè)應(yīng)用服務(wù)器上，數(shù)據(jù)庫部署在具備雙機(jī)冗余的服務(wù)器上，應(yīng)用服務(wù)器(相關(guān)應(yīng)用的服務(wù)端)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫部署在另一臺(tái)服務(wù)器上。

    情景視圖是重要系統(tǒng)活動(dòng)的抽象，使邏輯視圖、過程視圖和實(shí)施視圖有機(jī)聯(lián)系起來，從某種意義上說情景視圖是重要的需求抽象。

    根據(jù)系統(tǒng)確定的功能范圍，結(jié)合業(yè)務(wù)流程模型，系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的情景視圖描述系統(tǒng)角色如何使用系統(tǒng)功能，驗(yàn)證系統(tǒng)功能是否滿足業(yè)務(wù)部門的實(shí)際業(yè)務(wù)需求。

    運(yùn)行體系結(jié)構(gòu)：根據(jù)系統(tǒng)總體實(shí)施視圖和系統(tǒng)中各構(gòu)件之間的基本數(shù)據(jù)流向，系統(tǒng)運(yùn)行基本體系結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)運(yùn)行(基本)體系結(jié)構(gòu)

2.2 系統(tǒng)安全

    系統(tǒng)安全的層次：系統(tǒng)在生產(chǎn)運(yùn)行和管理占有重要的地位，根據(jù)系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)總體框架設(shè)計(jì)原則，參考國內(nèi)從內(nèi)容安全、數(shù)據(jù)安全、運(yùn)行安全和物理安全四個(gè)層次面向應(yīng)用建立的信息系統(tǒng)安全框架層次和國外從完整性、機(jī)密性和可用性三個(gè)屬性面向?qū)傩越⒌男畔⑾到y(tǒng)安全框架人手，從連接安全、操作安全和數(shù)據(jù)安全三個(gè)層次對(duì)建立MES的安全防護(hù)保障體系進(jìn)行防護(hù)。連接安全層是安全防護(hù)保障體系的外層，操作安全層是安全防護(hù)保障體系的中間層，數(shù)據(jù)安全層是安全防護(hù)保障體系的內(nèi)層。

    主要安全威脅和防范方法：安全防護(hù)保障體系層次中的主要安全威脅和防范方法。①物理安全。主要威脅是物理環(huán)境的威脅或設(shè)備的破壞；從操作控制臺(tái)直接進(jìn)入系統(tǒng)。防范方法是MES設(shè)備應(yīng)該放在一個(gè)安全的地方；嚴(yán)格控制可進(jìn)入的人員；嚴(yán)格按物理環(huán)境或設(shè)備安全規(guī)范執(zhí)行；②網(wǎng)絡(luò)安全。威脅是內(nèi)部人員的惡意攻擊，如病毒，ID地址沖突等。防范方法是在企業(yè)層正確的設(shè)置防火墻；通過網(wǎng)絡(luò)安全專家來配置網(wǎng)絡(luò)中各種進(jìn)入接點(diǎn)并一直控制其變化；控制部分網(wǎng)絡(luò)的連接，比如路由器表通過IP地址來控制用戶進(jìn)入MES服務(wù)器；③應(yīng)用安全。威脅來自未經(jīng)授權(quán)的連接／系統(tǒng)修改／數(shù)據(jù)。防范方法應(yīng)通過權(quán)限設(shè)置逐步逐條的使它與業(yè)務(wù)流程要求相一致；在項(xiàng)目實(shí)施的過程中做好每一個(gè)用戶的權(quán)限測(cè)試；建立防病毒體系；④操作安全。威脅為繞過安全程序；意料外的與控制有關(guān)的錯(cuò)誤。防范方法應(yīng)責(zé)任分離；禁止共享用戶ID；密碼標(biāo)準(zhǔn)；嚴(yán)格對(duì)操作系統(tǒng)用戶進(jìn)行管理；⑤數(shù)據(jù)安全。威脅為永久性失去數(shù)據(jù)。防范方法應(yīng)防止服務(wù)器上的數(shù)據(jù)在一些情況下的丟失，或盡可能減小損失；預(yù)先制定備份計(jì)劃。

3 結(jié)語

    MES實(shí)施以來在各部門的配合下運(yùn)行比較穩(wěn)定，已經(jīng)為實(shí)現(xiàn)公司的數(shù)字化工廠邁進(jìn)堅(jiān)實(shí)的一步。MES的發(fā)展勢(shì)在必行，隨著企業(yè)信息化的發(fā)展，必將出現(xiàn)以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走出一條科技含量高，經(jīng)濟(jì)效益好，資源消耗低，環(huán)境污染少，人力資源優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化路子，是企業(yè)提高對(duì)市場(chǎng)的影響能力，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地的必然選擇。