GEProficy在常德MES中實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)過(guò)程譜系設(shè)計(jì)與實(shí)踐———GEProficy在常德MES中實(shí)現(xiàn)全

［摘要］：常德MES項(xiàng)目在2009年11初，開(kāi)始進(jìn)入試投產(chǎn)運(yùn)行。該系統(tǒng)的實(shí)施為常德煙廠實(shí)現(xiàn)了從片煙到等級(jí)、等級(jí)到模塊、模塊到產(chǎn)品整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的生產(chǎn)追蹤與追溯；實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)批次全生產(chǎn)管理，完成了以資源為對(duì)象的全譜系建立。［關(guān)鍵詞］：GE Proficy 煙廠 MES　　

　　常德MES項(xiàng)目在2009年11初，開(kāi)始進(jìn)入試投產(chǎn)運(yùn)行。該系統(tǒng)的實(shí)施為常德煙廠實(shí)現(xiàn)了從片煙到等級(jí)、等級(jí)到模塊、模塊到產(chǎn)品整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的生產(chǎn)追蹤與追溯；實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)批次全生產(chǎn)管理，完成了以資源為對(duì)象的全譜系建立。包括：以批次為中心，批次的分離、合并、流轉(zhuǎn)的監(jiān)控與追溯；以生產(chǎn)設(shè)備為中心，多個(gè)批次設(shè)備的運(yùn)行狀況，KPI結(jié)果的對(duì)比和分析。以物料為中心，的原料裝配BOM，以產(chǎn)品為中心的產(chǎn)品BOM等。該功能的實(shí)施，為MES生產(chǎn)管控一體化思路，給出了明確的管理和控制元素和規(guī)則，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品及生產(chǎn)全過(guò)程的有效監(jiān)控。

　　常德卷煙廠位于湖南省常德市，是國(guó)內(nèi)煙廠的知名企業(yè)，擁有國(guó)內(nèi)知名的芙蓉王品牌和國(guó)際上一流的生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備。特別是由秦?zé)煓C(jī)聯(lián)合常德煙廠實(shí)施的6000kg/h芙蓉王專線，是國(guó)家煙草專賣(mài)局為打造中式卷煙全國(guó)建立八條品牌專線的第一條，也是煙草行業(yè)制絲生產(chǎn)線的樣板線。該生產(chǎn)線除具備國(guó)內(nèi)煙廠的先進(jìn)水平的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)外，還從物料投料一直到產(chǎn)品成品的整個(gè)環(huán)節(jié)完全實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)備控制的全部自動(dòng)化、信息傳遞的物流化。高度自動(dòng)化的生產(chǎn)線和生產(chǎn)設(shè)備，為管理和控制提出了一系列的挑戰(zhàn)：如何使其與管理一體化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的智能調(diào)度、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的全面跟蹤、生產(chǎn)的可視化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。建立桌面生產(chǎn)平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)從原料到成品的追蹤鏈，當(dāng)發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，能夠?qū)γ恳话鼰煻寄芸焖?、?zhǔn)確的找出其生產(chǎn)加工的每個(gè)環(huán)節(jié)，和每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，追蹤責(zé)任。GE Proficy軟件解決方案通過(guò)其生產(chǎn)管理模塊給出了答案。

系統(tǒng)架構(gòu)

　　本系統(tǒng)實(shí)施的功能范圍包括預(yù)處理、制葉、制絲三個(gè)范圍，接口范圍包括立庫(kù)系統(tǒng)、制絲控制系統(tǒng)，立庫(kù)系統(tǒng)和制絲控制系統(tǒng)由不同廠商實(shí)施，GE Proficy以其開(kāi)放的系統(tǒng)架構(gòu)，通過(guò)對(duì)應(yīng)于不同系統(tǒng)的開(kāi)放協(xié)議，采集并存儲(chǔ)各系統(tǒng)的生產(chǎn)，管理與分析數(shù)據(jù)，構(gòu)建完整的廠級(jí)桌面生產(chǎn)平臺(tái)。如下圖所示：

系統(tǒng)軟件解決方案與實(shí)施

1.實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集：
　　MES I/O采集服務(wù)器負(fù)責(zé)收集所有由生產(chǎn)設(shè)備底層供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)、報(bào)警信息和生產(chǎn)信息，并將其傳遞到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。這些被采集的數(shù)據(jù)由MES核心平臺(tái)PA進(jìn)行業(yè)務(wù)過(guò)濾和梳理，被記錄到MES應(yīng)用服務(wù)器的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便進(jìn)行生產(chǎn)歷史追溯、質(zhì)量、設(shè)備分析、考核、報(bào)表查詢時(shí)使用。這些I/O采集服務(wù)器將從底層的現(xiàn)場(chǎng)總線上采集數(shù)據(jù)。

　　從現(xiàn)場(chǎng)總線上采集相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)和生產(chǎn)信息
　　將數(shù)據(jù)傳遞到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器和MES應(yīng)用服務(wù)器
　　負(fù)責(zé)與其它系統(tǒng)的通訊接口

2.實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)：
　　實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)器是MES的基礎(chǔ)，所有數(shù)據(jù)來(lái)源與I/O數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。它主要包含四類數(shù)據(jù)，一類是設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，工藝質(zhì)量數(shù)據(jù)、物料加工數(shù)據(jù)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)主要是通過(guò)時(shí)間和標(biāo)簽記錄。

　　海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
　　毫米級(jí)數(shù)據(jù)反映速度
　　標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)引擎
　　雙冗余結(jié)構(gòu)（采集和配置冗余）

3.MES應(yīng)用服務(wù)器
　　MES應(yīng)用服務(wù)器包含兩大部分內(nèi)容，一部分是PA服務(wù)，一部分是SQL server數(shù)據(jù)服務(wù)。PA服務(wù)主要完成對(duì)企業(yè)的業(yè)務(wù)建模、業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)。SQL server數(shù)據(jù)服務(wù)，是用于存儲(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)建模除了能夠滿足ISA-SP95界定的企業(yè)模型，并且可以對(duì)生產(chǎn)事件和生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行靈活的建模處理，使靜態(tài)生產(chǎn)模型與動(dòng)態(tài)的實(shí)物模型實(shí)時(shí)同步。業(yè)務(wù)建?？芍庇^的理解如下。如下圖：

4.應(yīng)用功能
　　采用Proficy Plant Applications。作為構(gòu)建制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的軟件解決方案，該系統(tǒng)構(gòu)建在實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)和MS SQL server之上，通過(guò)其豐富的應(yīng)用功能模塊，靈活的平臺(tái)特點(diǎn)。完成生產(chǎn)工廠模型架構(gòu)的建設(shè)和生產(chǎn)事件的捕捉，完成生產(chǎn)控制與管理。對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析與管理，形成包括生產(chǎn)管理，生產(chǎn)與譜系跟蹤，質(zhì)量管理，效率分析，批次管理等不同MES的應(yīng)用。

4.1.工廠建模
　　——Proficy Plant Applications Administrator提供建模功能，用于構(gòu)建基于SP95標(biāo)準(zhǔn)的虛擬數(shù)字工廠――工廠模型。該工廠模型能夠把現(xiàn)實(shí)虛擬，在計(jì)算機(jī)中反應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)資源，包括生產(chǎn)車(chē)間，生產(chǎn)線，生產(chǎn)單元，生產(chǎn)參數(shù)，質(zhì)量參數(shù)，過(guò)程參數(shù)，以及各種標(biāo)準(zhǔn)、事件（換牌、停機(jī)、啟動(dòng)）、以及事件行為等。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)（來(lái)自Proficy Historian）觸發(fā)相應(yīng)的事件，并啟動(dòng)相應(yīng)的生產(chǎn)行為，同步虛擬和現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)節(jié)拍完成生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控和管理，將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)在計(jì)算機(jī)中虛擬過(guò)的對(duì)象進(jìn)行展現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的監(jiān)控與追蹤，生產(chǎn)歷史的回溯。

　　——Proficy Plant Applications Client：通過(guò)客戶端工具展現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)狀生產(chǎn)狀況的監(jiān)控與追蹤?？蛻舳斯ぞ咛峁┩暾亩喾N監(jiān)視與應(yīng)用分析畫(huà)面模塊，包括報(bào)警，停線分析，譜系跟蹤，生產(chǎn)事件等，開(kāi)發(fā)過(guò)程中只需簡(jiǎn)單調(diào)用對(duì)應(yīng)的模塊進(jìn)行組態(tài)即可實(shí)現(xiàn)。如圖所示為生產(chǎn)跟蹤畫(huà)面，左邊的畫(huà)面中每一個(gè)模塊代表某一生產(chǎn)單元上的某一批次，不同批次之間的族譜關(guān)系的通過(guò)帶箭頭的曲線進(jìn)行連接，形象的展示了批次流轉(zhuǎn)的源頭和去向；選中任一批次，右邊的批次生產(chǎn)信息畫(huà)面中將展示該批次生產(chǎn)及流轉(zhuǎn)的具體信息，包括批次號(hào)，批次執(zhí)行的狀態(tài)，開(kāi)始時(shí)間，結(jié)束時(shí)間，流轉(zhuǎn)的源頭和目標(biāo)，生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)等相關(guān)信息。

　　實(shí)時(shí)信息門(mén)戶： 通過(guò)Proficy Realtime Information Portal提供對(duì)跨網(wǎng)絡(luò)、跨系統(tǒng)、跨數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，并通過(guò)Portal提供的語(yǔ)義表達(dá)層，對(duì)各連接系統(tǒng)進(jìn)行讀取和寫(xiě)入，完成供多維度、多角度、多地域的的生產(chǎn)信息監(jiān)控與分析，并對(duì)分析結(jié)果，以圖形化的方式進(jìn)行WEB發(fā)布與查詢或?qū)懭脒B接系統(tǒng)。

　　——通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)連接器直接連接到前端的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集工具軟件 HMI/SCADA――iFIX后臺(tái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，直接獲取生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)視，并以圖形化的方式在WEB上發(fā)布。
　　——通過(guò)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)連接器連接到實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)Proficy Historian上，以獲取相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)，提供實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)曲線的分析，并在WEB上發(fā)布。
　　——通過(guò)關(guān)系型數(shù)據(jù)連接器連接到Proficy Plant Applications后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行報(bào)警記錄查詢，KPI查詢，生產(chǎn)追蹤與報(bào)表查詢等，并在WEB上發(fā)布。
　　——通過(guò)寫(xiě)入機(jī)制，把數(shù)據(jù)寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)，完成遠(yuǎn)程標(biāo)準(zhǔn)和指令的一鍵下達(dá)和統(tǒng)一體

結(jié)論

　　通過(guò)在常德MES中實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全追蹤功能，使得常德生產(chǎn)過(guò)程狀況空前可視、可控；使得批次跟蹤、設(shè)備跟蹤、物料跟蹤從定性和定量傳統(tǒng)的方法完全轉(zhuǎn)化成定量分析；為智能調(diào)度、計(jì)劃調(diào)度、質(zhì)量追溯、責(zé)任界定更加準(zhǔn)確，更加透明；為管控一體化、生產(chǎn)精細(xì)化、生產(chǎn)智能化、產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)、產(chǎn)品的研發(fā)等方面起到了重大、關(guān)鍵的作用。

關(guān)于GE智能平臺(tái)

　　GE智能平臺(tái)是一個(gè)提供高新技術(shù)的企業(yè)，它為世界各地的用戶提供用于自動(dòng)化控制的軟件、硬件和技術(shù)服務(wù)以及嵌入式計(jì)算。我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€(gè)獨(dú)特的，靈活的，超可靠的技術(shù)基礎(chǔ)，使得他們?cè)诎茉?、水處理、消費(fèi)品、國(guó)防和防御，以及通訊等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域獲得持續(xù)的優(yōu)勢(shì)。GE智能平臺(tái)是一家總部設(shè)在美國(guó)弗吉尼亞州的夏洛茨維爾的全球性企業(yè)，是GE企業(yè)解決方案集團(tuán)公司的一員。想獲取更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：。