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工业自动化向流程工业管控一体化发展 MES成热点

2012-05-11 10:22
科技那回事
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  自1973年英国JHarrington博士提出CIMS计算机集成制造的概念以来,逐渐在机械工业及其它离散工业形成了CIMS计算机集成制造系统,在石油、化工、冶金、电力、建材、轻工、医药、食品等流程工业为主的行业形成了计算机集成生产系统(CIPS),一般人对此两者统称为CIMS。由于计算机技术、网络技术和现代企业管理科学的发展,CIMS中管理和控制两方面的软硬件中技术进一步集成,加之需求方的制造商和产品用户的利润和客户满意度等项指标的综合要求,都需要管理和控制一体化,所以管控一体化的提法,为更多的人们接受。大家意识到要使企业与市场经济接轨,要增强企业核心竞争力,管控一体化的建议是当务之急。

  表现得最为积极的当然属于工业自动化产品的供应商,这些年来,各相关公司提出了一系列的解决方案,下列均属于管控一体化的范畴:

  施耐德公司 透明工厂

  ABB公司 Industrial IT

  GE Fanuc公司 智能化生产管理(IPM)

  西门子公司 全集成自动化(TIA)

  罗克韦尔公司 电子化制造(e-Manufacturing)

  横河电机公司 企业技术解决方案(ETS、e-RM)

  Emerson公司 Plant Web系统

  Honeywell公司 Experion PKS系统

  Foxboro公司 I/A Series A2系统

  这些公司看上了中国的市场,由于中国经济持续稳定快速的发展,去年我国GDP为世界第七位,其中重工业尤为突出,去年以2.19亿吨的年产量的钢铁工业为首(世界第一),相应石油、化工、电力、建材等工业都由很大发展,加上节能、环保要求提高了,所以管控一体化市场为世人所青睐,据统计我国每年将有300家企业有这方面的实施需求,将形成一个年产值近3亿元人民币的市场。所以我们应抓住这个大好时机,促进管控一体化技术的发展。

  不用讳言,CIMS本来是由于机械制造业的CAD/CAM/CAPP的技术过关,其低层自动化由单机自动化(或生产线自动化),及柔性制造、精良制造、敏捷制造、快速重组制造、虚拟制造技术的发展等等因素而发展起来。而这些与流程工业的情况是有差异的。但是从管控一体化的角度看,从物质、能源和信息三大要素看,从企业获取利润要通过算账(包括预先算账)、要控制资金流向,要达到最佳的客户满意度等管理要素来看,又基本相同。

流程工业管控一体化的三层结构

  在管控一体化技术的发展过程中,体系机构经过了十多年的发展,流程工业中已由美国普渡大学的PURDUE企业参考体系的五层结构(经营决策层、企业管理层、生产调度层、过程优化层、过程控制层)过渡为三层结构,即BPS经营计划系统、MES制造执行系统、PCS过程控制系统。有鉴于BPS层是以ERP企业资源计划为主,通常三层结构表述为:ERP/MES/PCS,简称为计划层/执行层/控制层或管理层/生产层/控制层,这解决了企业管理和生产中一些共性的问题,也为管理和控制链接中各企业的个性问题提供了解决方法。

  ERP层是以财务分析/决策为核心的整体资源优化的技术,MES层是以生产综合指标为目标的生产过程优化控制、生产运行优化操作与优化管理的技术,PCS层是以产品的质量、数量和满足工艺要求为目标的以设备综合管理控制为核心的技术;ERP层强调了企业的计划性,MES层强调计划的执行,PCS强调设备的控制。

  三层结构在功能划分上虽有重叠,但各有侧重,如同是设备管理,PCS层注重设备监控(如采用现场总线技术则设备故障诊断信息更丰富),MES层注重设备管理,ERP层注重设备维修计划、备品备件、设备资产管理等。其它生产计划、调度、成本、物流等方面,三层对数据的应用上也与此类似。关于石化企业,多变量预测控制等先进控制功能模块,有些企业将其放在PCS层,也有些企业将其放在MES层。

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