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MES解决方案

来源:

哈尔滨软件

作者:

哈尔滨软件

发布日期:

2010-10-19 00:28:28

制造执行系统(MES):电厂解决方案–黑龙江电力系统解决方案的提供者,给你最专业的电力信息化系统的咨询服务和实施。

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引自:SIS:中国电厂信息化道路

前言
    上世纪九十年代中后期,国际上先进国家的流程企业(包括电力行业)开始向信息化发展,稍后,我国电厂也开始吹响了向信息化前进的号角。
    在定位流程企业信息化内涵时,国际上提出了制造执行系统(MES)概念,形成了MES+ERP的企业信息化模式。在它们进入中国之前,我国电力行业产生了自己独特的厂级监控信息系统(SIS)概念,并形成了SIS+MIS的电厂信息化模式,它们的相同之处和差异在那里?中国模式是否具有国际意义?
    当前我国电厂信息化,特别是SIS建设和应用正进入高潮,坚定地走中国电厂信息化道路,促进其健康的快速向前发展,要解决的主要矛盾是什么?
    这些都是业内关心的问题,为此,在这里谈点看法与大家共同讨论。
一、MES概念
    1992年,美国先进制造研究机构(Advanced Manufacturing Research,简称AMR)在对流程企业做了大量调查研究基础上提出了企业的三层集成模型,即自下而上为控制层、执行层和计划层。每一层有对应的控制和/或管理系统及其相应的软件。对应控制层的DCS、SCADA系统已经得到了广泛应用,并取得了明显的安全经济效益。对应计划层的ERP等在美国和西方其它发达国家的许多企业中也逐步广泛应用。但是,由于当时对对应执行层的信息系统没有人关注,计划层ERP等与控制层DCS互相隔裂运行,ERP没有生产实时信息的支持,以致企业信息化成效大打折扣。
    经过一段时期的反思,到九十年代后期,对应执行层的MES迅速发展起来,根据AMR研究,近期世界MES市场每年已突破10亿美元。
    什么叫做MES呢?AMR称其为“位于上层计划管理系统与底层工业控制之间,面向车间层的管理系统。”制造执行协会(Manufacturing Execution System Association,简称MESA)对MES定义为:“MES是通过信息传递,对从订单下达到产品完成整个的生产过程进行优化管理。当工厂里有实时事件发生时,MES能对此及时做出反应、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得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动作过程,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。”简言之,MES是位于上层计划管理系统与底层控制系统之间的面向车间生产过程的管理信息系统。
    目前国际上所有流程企业,以及国内石化、钢铁等行业均广泛应用MES+ERP模式来规划和发展企业信息系统。
二、SIS概念
    SIS概念是在研究电厂企业特点和总结我国火电厂信息化发展过程的经验和教训基础上自主创新产生的。
早在1993年,我国唐山发电总厂就已经自主开发了一个类似于SIS的供值长用的厂级实时生产过程监视和管理系统,成功解决于与众多DAS的接口,将机组控制级的信息汇集到该厂级系统中,它真实反映了电厂对实时生产过程进一步信息化的需求。但是由于当时计算机技术水平的限制,以及人们主要视线集中解决DCS应用问题,这种需求没有引起注意。
    九十年代中期,由于受国外发展MIS的影响,我国不少电厂纷纷投入巨资建设MIS,与国外一样,由于多种原因,特别是因为MIS没有实时生产数据支持,大多成效甚微。
    随着我国电厂机组(车间)级自动化任务的基本解决,电厂信息化任务摆到人们面前,迫切要求回答电厂厂级信息化的规划问题,正是在这种背景下,SIS概念应运而生,并形成了一条SIS+MIS的中国电厂信息化道路。
什么叫做SIS呢?SIS“主要是为火电厂建立全厂生产过程实时/历史数据库平台,为全厂实时生产过程综合优化服务的实时生产过程监控和管理的信息系统。”
三、SIS与MES概念比较
    SIS和MES概念有个共同点,那就是它们都是企业三层模型中介于控制层(DCS)和企业管理层(ERP、MIS)之间的信息系统,都是在总结ERP或MIS割裂控制层信息而失败的教训基础上提出的。
    SIS和MES的差异在那儿呢?
    1) SIS对象非常明确是指实时生产过程,而在规划厂级信息化系统时将非实时生产过程(检修等)纳入MIS中;而MES对象泛指生产过程,包括实时和非实时生产过程,尽管国外也有少量文献强调实时生产过程应用方面。两者优化对象如下表所示。
      
    电厂信息化采用SIS+MIS模式,系统配置清晰,管理方便,易于保证信息系统安全,因为:
    a) 更好满足实时生产过程实时性要求。SIS主要是处理实时生产过程的实时信息,监控和管理的时间性要求相对较高;而MIS包含大量非实时信息,尽管也包括SIS上传的实时信息,但总的来说,实时性要求相对较低。
随着实时信息的增加、实时生产过程优化功能加强和运算工作量增加,SIS模式能更好满足实时性要求的优点将日益显现出来。
    由于SIS主要是处理实时数据,因而无需像MES那样既要配置大型实时/历史数据库,还要配备完善的关系数据库。
    b)服务对象清晰。SIS服务于各级运行值班人员以及研究和管理生产运行过程的相关管理人员,而MIS主要服务于设备检修,计划、经营以及行政方面的人员,服务对象分工清晰,知识结构专一,便于管理。MES+ERP模式中,由于MES将运行和检修两个专业知识和机构混在一个系统中,给系统配置带来诸多不便。
    c) 保障安全方便。SIS和MES直接与机组(车间)级控制系统联接,因此,无论国内和国外,均一致认为它应具有比MIS和ERP更高的安全等级。此外,厂级实时生产过程的监控和管理本身也比非实时生产过程管理具有较高的安全等级。
    在SIS+MIS模式中,把安全等级相对较低的非实时生产管理纳入安全要求相似的MIS中,而SIS中集中配置安全等级较高的实时生产过程监控和管理,同时还减少了它面向的服务人员,安全等级配置合理,安全性更容易得到保证。
    2) MES主要考虑离线管理,而SIS还考虑在线监视和管理,而且根据电厂独有特点,在纳入机组优化调度后还将会出现全厂综合优化控制功能。
    目前,我国已经有一些电厂将用非直调方式(中调把全厂负荷发给电厂,电厂按优化分配算法把负荷分配给每台机组),取得了明显的经济效益,日益受到电网调度的支持和电厂的重视。如果SIS中的这一功能真正实现闭环,那么它的安全等级将会提升到与机组控制级相同的水平。MES概念中没有考虑到电厂这一特点,MES+ERP模式很难满足这种要求。
    综上分析,中国电厂信息化的SIS+MIS模式具有一定优越性和普遍意义,丰富了国际上电厂和类似于电厂的流程企业信息化的模式。
四、革新管理,坚持中国电厂信息化道路,迎接SIS建设高潮
4.1 SIS建设现状
   1)对SIS概念,以及SIS+MIS的中国电厂信息化模式的认识有了很大的提高;SIS建设和应用已经有了一批可供执行或参考的标准和文件。
   2)SIS建设正在进入高潮。根据SIS研究会调查统计,截止2005年10月我国已有超过150个电厂建成或正在建设SIS项目,不少项目已经取得明显投资效益,SIS建设已经或正在进入高潮。
   3)SIS产业正在逐步形成。SIS供应商队伍迅速形成,一些优秀的队伍正在竞争中脱颖而出成为中坚力量,中国电厂信息化的SIS+MIS模式为具有实时生产过程优化知识背景的企业提供了良好的发展空间。
4.2 当前SIS发展的主要矛盾是革新管理
   上世纪九十年代初,推广DCS应用的过程中,由于管理跟不上技术发展,DCS应用中一度出现了不少问题,也引起了对应用DCS的犹疑。以后人们狠抓了革新管理,局面很快改变,DCS很快走向成熟,并取得明显效益。当前SIS发展的现状与当时推广DCS遇到的主要矛盾是管理十分相似。
1)对SIS的认识
    SIS是个新事物,正确认识SIS是革新管理首先要解决的问题,我认为当前有几个认识问题值得讨论:
    a) SIS是锦上添花,还是雪中送炭?当初推广DCS时,相当一批人认为传统控制系统已经足够,DCS可有可无,现 在看来这种想法十分可笑了。当前,如果从低水平的运行管理来看,SIS确有锦上添花的意思,但是如果从激烈竞争的市场中追求企业最大的安全经济效益出发,那么SIS就成了必不可少的最好选择了,早一天发挥作用,必将得到更多实惠。
    建设SIS是否必不可少,还包括如何认识和评估SIS的效益问题,有的SIS项目投入正常运行后,电厂认为效益显著,但有的人看后却感到看不出效果,为什么有这么大差别,关键在于如何评价信息化的效益问题。例如,建设SIS以前,电厂运行情况只有值班人员通过一次参数监视了解,现在不仅值班人员能得到大量一次参数和经过加工的二次参数(优化指导,故障判断等),从而提高了监控水平,而且一些技术水平更高的值长、运行技术管理人员、总工以至厂领导全能随时发现和研究问题,你怎样来评价这种由于管理现代化带来的效益呢?
    b)SIS以开环监控和管理为主,数据库和知识库需要长期积累和不断应用分析;应用软件复杂,需要不断改善和二次开发,总之,要通过人去实现不断优化,因此,SIS的灵魂是“用”。人们看到同样二个新建电厂,用同一个比较好的SIS公司的产品,一个电厂SIS应用效益十分明显,而另一个电厂则效果不显,问题就出在“用”的问题上了。SIS是个开环系统,如果大家不重视,没有人很好去利用SIS提供的各种有用信息,SIS一点用处也没有。
2)SIS的组织领导
    推广DCS前,人们习惯于过去自动化水平低的管理方式,热工自动化组织管理仅由从事热工自动化专业的人员负责,电厂主要领导很少过问热工自动化工作,因而也不熟悉管理热工自动化工作必要的知识。随着DCS的推广应用和自动化水平的提高,热工自动化系统在整个电厂中的作用、地位和影响大为增加。传统的组织领导方式适应不了新的自动化技术发展的需要,从而导致了一系列问题的出现。
    教训教育了我们,安装调试和运行单位的主要领导都开始重视热工自动化工作,把研究热工自动化工作摆到一把手的议事日程上,而且普遍开始将熟悉热工自动化技术的管理人员提升到厂(公司)领导岗位上来,这一系列组织领导措施确保了电厂自动化的健康发展。
    SIS是个多学科、多专业、多关联的系统,而且本质上讲SIS是实时生产过程的管理现代化工具,因此,这应当是个“一把手”工程,他要组织相关人员从过去传统的依靠口头汇报、书面报表、现场抽查等管理方式向利用SIS这一现代信息化工具进行管理,不仅要解决相关人员的认识问题,而且要修改过去的一套工作方式和相应规章制度。此外“一把手”还必须有个熟悉和分管实时生产运行和管理、有能力且有权力组织众多专业和岗位人员协同工作的副手负责具体抓SIS的应用和管理,这也是SIS取得成功的重要组织领导保证。
3) SIS的管理思想
    a) 把SIS放到应有地位上来。一个系统在电厂中的作用是客观存在的,它在电厂中的地位只有与其作用相适应,    该系统才能发挥作用,电厂才能安全经济运行。上世纪九十年代初,随着DCS的推广应用和热工自动化水平的大幅提高,热工自动化系统在电厂中的作用愈来愈重要,但由于领导认识没有跟上,没有把它放到应有地位上,违反客观规律,报复接踵而来,以后人们开始纠正,热工自动化工作的地位有了较大提高,基建综合“里程碑”中有了热工自动化工作的位置,电厂安全经济运行面貌才发生了根本变化。
    SIS的建设,标志着电厂进入了一个信息化的时期,它将根本改变电厂面貌,但是它不像DCS那样一旦投入立即见效,而是随着广泛应用,效益将不断体现。因此,我们要站得高一些,把包括SIS在内的电厂信息化放到应有的地位上来。事实证明,国内SIS应用效果好的电厂,往往厂内主要领导十分重视,SIS应用和维护工作在厂内具有较高地位。
    b) 端正SIS招标理念
    由于好的SIS项目收益率非常高,因此,决不可以采用眼前蝇头小利的低价中标法,在评标时应加大技术分的权重;当然,更不能把SIS当作是锦上添花可有可无的系统,随意的选择没有资质的厂家。我们有些工程,SIS至今用不上,用不好,不少也跟这一因素有关。
    综上所述,当前我们应当化大力气,紧紧抓住革新电厂信息化管理这个主要矛盾,坚持中国电厂信息化道路,迎接SIS建设高潮,使我国电厂在现代化道路上快速前进。

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