生产执行管理MES在开祥化工的应用

2022-09-11

1 开祥化工实施MES背景

河南开祥化工有限公司定位精细化工, 走国际化、高端化道路, 已形成煤--甲醇--二甲醚, 煤--甲醇--1, 4-丁二醇--PBT两条产业链, 产品1, 4-丁二醇、PBT等已出口晓星、巴斯夫等国际知名化工企业。在国内的煤化工行业竞争日益激烈的情况下, 开祥化工必须结合自身实际, 打通管理信息系统、生产自动控制系统等系统间的藩篱, 建设“MES服务平台”, 提高市场竞争力。

2 开祥化工实施MES主要做法

2.1 指导方针和原则

开祥化工MES服务平台以“共享、协同、服务、创新”的两化融合理念引领, 以“总体规划、融合共享、平台驱动”为指导方针, 以实用、成熟、安全、可靠、可扩展和集成为原则, 保障MES服务平台的建设及应用效果。

2.2 平台架构

开祥化工MES服务平台, 既要满足开祥化工领导层的管控要求, 又要满足各职能管理部门及业务部门的业务运营管理要求。智能决策系统为中高层的各级领导建立决策支持平台, 提供决策支持;业务运营层, 需要满足各个业务管理部门的具体业务诉求, 支持各业务部门的业务精细化管理和业务协同处理;生产控制层, 需要满足生产车间和生产线的自动化管理、成本的统计和分析、精细化生产与制造执行过程的控制, 保证高品质、高安全、低能耗。

开祥化工MES服务平台部署基于统一数据的业务协同一体化、财务业务一体化和管理与控制一体化。

2.3

建设内容

3 生产管理应用

3.1 生产任务管理

开祥化工在ERP-NC生产制造中直接从生产订单开始生产任务管理, 包括生产订单维护, 对系统自动产生和手工输入的生产订单进行删除、修改维护, 可以对生产订单进行模拟投放, 了解物料是否缺料、是否有替代料, 对系统自动产生和手工输入的生产订单进行投放;生产订单下达, ERP中生产订单下达传递给生产执行系统的生产作业模块。生产报告, 生产报告有车间作业管理直接传递给到生产报告。

3.2 车间作业管理

生产作业由现场操作岗位完成, 主要包括监视生产过程, 设备效率计算、原料消耗、产量显示、原料及产品损失记录、设备停机记录、生产过程汇报、生产装置状态、质检数据查询等。包含以下内容:生产记录, 生产过程中设备的运行速度、效率、重要工艺参数、物料消耗、产品产量等指标, 由操作工监视。监视的内容主要包括:各岗位产量记录、各岗位原料消耗记录等。储槽液位记录, 记录中间储槽液位并转换为对应物料的体积和质量, 计入班组产量。催化剂消耗记录, 有的工序的催化剂是定期添加, 不能作为班组记录直接算作某班组的投入, 所以单独列出。生产跟踪, 包括生产计划进度跟踪、小时产量跟踪、产品原料反向追溯。生产统计分析, 生产统计分析包括以下分析, 智能决策管理系统分析, 主要有生产日、周、月报、原料库存报表 (日、周、月) 、产品库存报表 (日、周、月) 、中间产品库存报表 (日、周、月) 、班组主要物料消耗能源消耗分析 (日、周、月) 、不合格品分析周、月报。生产日常管理, 包括交接班记录、早会记录、通知、文档查询等等。

3.3 KPI及生产统计

开祥化工的KPI体系包括车间级KPI、工厂级KPI。包括:ME计算/生产效率/人员生产力/物料收获率/订单完成率等, 统计项由结点、统计项、常数、公式等组成, 多级嵌套。系统在任务管理器中定义KPI计算服务, 自动自行, 执行后可在查询功能点查询。KPI分析用BI分析工具实现, 包括表格、图形、趋势、支持多维度分析等。

开祥化工构建工厂综合分析多维度模型, 包括时间维度 (班、日、周、月、年) 、组织维度 (生产线、园区、公司) 、业务维度 (计划、产能、消耗、成本、停机时间、质量、设备、安环、综合绩效等) 、产品维度等, 由各业务模块提供基础数据, 并与ERP数据集成。

3.4

生产管理执行

3.5 工厂建模

开祥化工按照流程企业建模的4M:Manpower (人力) , Materials (物料) , Machines (设备) , 和Methods (方法) 建立了符合自身管理需求工厂模型。具体的定义包括:物料定义 (包括原料、中间产品、产品) 、工程单位、班组、排班管理。工艺路线、工序, 工艺流程采用可视化建模工具, 用可视化工具绘制工艺流程, 工艺流程由多个工段连接而成。工段定义:装置编码、装置名称、装置说明。工段中定义工艺参数、物料投入、产品产出、能源消耗、质检标准等。

3.6 生产过程监视

生产监控画面, 通过WEB方式, 管理者在办公网络就能监控到生产过程及能源生产、消耗的情况。运行参数监视, 将运行参数 (温度、压力、流量等) 用等间隔 (10分钟) 方式显示出来, 超出正常工况显示红色报警。运行参数监视可以根据不同岗位要求自行定义, 便于与本岗位的工作内容结合起来, 避免不必要的数据干扰。趋势图, 利用趋势控件显示实时数据库中的历史数据, 可以自动刷新和指定时段查询, 可以定义趋势组, 可以根据当前需求临时添加或删除趋势线。报警, 报警根据系统定义的测量参数设定报警上下限, 系统自动产生报警。

能源管理, 能源管理主要是针对开祥化工的水、电、风、气、汽等能源介质的管理。主要包括能源模型、能源实绩统计、能源预测分析等功能。过程质检管理, 过程质检管理实现中央控制质检过程管理和质量数据分析。设备运行管理, 主要包括设备状态监视、设备停机记录及停机时间确认。

4 开祥化工MES服务平台实施步骤

根据开祥化工MES服务平台实施内容和应用规模, 在总体规划的基础分以下两期完成系统的实施工作。

一期:目标, MES服务平台规划和方案设计, 在管理平台上实施智能决策管理系统、生产管理系统, 完善管理系统平台的应用功能, 建立完善统一的管理系统和决策支持系统, 实现公司所有主要业务部门的管理信息化和业务流程化管理。内容, 服务平台构建, 管理系统平台之智能决策管理, 生产任务管理系统。

二期:目标, 在管理系统平台上实施生产执行系统及与实时数据的应用集成, 实现管理平台系统与生产自动控制系统的数据集成与共享。内容, 实施管理平台、生产执行系统、管理平台系统关系数据库系统与集成后自动控制系统的实时数据系统之间的信息集成应用。

5 开祥化工MES平台发挥的作用

5.1 统一数据源, 整合数据信息, 提高工作效率

MES服务平台统一了生产数据的采集时间点, 集成了企业内的异构数据源, 保证各部门采集的信息一致, 实现企业内部信息共享, 减轻现场数据录入工作量, 有效地解决各环节可能出现的问题。

5.2 实现产业链协同

开祥化工MES服务平台实现开祥化工三个园区的物料平衡, 废物综合利用, 实现了产业链协同。公司各项生产原材料单耗大幅下降, 甲醇原煤单耗从2.8吨降低至2.4吨、一次水单耗从35吨降低至25吨, 整体产业链协同效益约1.5亿元/年。

5.3 加速业务流程重组, 促进扁平化管理

开祥化工MES服务平台系统实施期间进行业务流程重组, 促进企业业务流程重组和组织结构优化, 改善长期以来金字塔管理模式所带来的业务重叠、效率不高等弊端。

综述, 开祥化工MES服务平台的实施, 以“共享、协同、服务”的两化整合理念引领, 以“总体规划、融合共享、平台驱动”为指导方针, 以实用、成熟、安全、可靠、可扩展和集成为原则, 保障MES服务平台的成功建设。生产任务管理、车间作业管理应用、KPI及生产统计、生产过程监视等模块的应用, 在实现产业链协同, 统一数据源, 整合数据信息, 减轻员工工作量, 提高工作效率, 加速业务流程重组, 促进扁平化管理等方面发挥了积极作用。

摘要：MES生产执行管理系统, 是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统, 为企业提供制造数据管理、计划排程管理、生产调度管理、产品质量管理、生产过程控制等管理模块, 是可靠、全面、可行的制造协同执行管理平台。

关键词：生产执行管理系统,MES,煤化工