常德MES項目在2009年11初,開始進入試投產運行。該係統的實施為常德煙廠實現了從片煙到等級、等級到模塊、模塊到產品整個生產過程的生產追蹤與追溯;實現對生產批次全生產管理,完成了以資源為對象的全譜係建立。包括:以批次為中心,批次的分離、合並、流轉的監控與追溯;以生產設備為中心,多個批次設備的運行狀況,KPI結果的對比和分析。以物料為中心,的原料裝配BOM,以產品為中心的產品BOM等。該功能的實施,為MES生產管控一體化思路,給出了明確的管理和控製元素和規則,實現了對產品及生產全過程的有效監控。
常chang德de卷juan煙yan廠chang位wei於yu湖hu南nan省sheng常chang德de市shi,是shi國guo內nei煙yan廠chang的de知zhi名ming企qi業ye,擁yong有you國guo內nei知zhi名ming的de芙fu蓉rong王wang品pin牌pai和he國guo際ji上shang一yi流liu的de生sheng產chan線xian和he生sheng產chan設she備bei。特te別bie是shi由you秦qin煙yan機ji聯lian合he常chang德de煙yan廠chang實shi施shi的de6000kg/h芙fu蓉rong王wang專zhuan線xian,是shi國guo家jia煙yan草cao專zhuan賣mai局ju為wei打da造zao中zhong式shi卷juan煙yan全quan國guo建jian立li八ba條tiao品pin牌pai專zhuan線xian的de第di一yi條tiao,也ye是shi煙yan草cao行xing業ye製zhi絲si生sheng產chan線xian的de樣yang板ban線xian。該gai生sheng產chan線xian除chu具ju備bei國guo內nei煙yan廠chang的de先xian進jin水shui平ping的de標biao準zhun設she計ji特te點dian外wai,還hai從cong物wu料liao投tou料liao一yi直zhi到dao產chan品pin成cheng品pin的de整zheng個ge環huan節jie完wan全quan實shi現xian了le生sheng產chan設she備bei控kong製zhi的de全quan部bu自zi動dong化hua、信息傳遞的物流化。高度自動化的生產線和生產設備,為管理和控製提出了一係列的挑戰:如何使其與管理一體化,實現生產的智能調度、實現生產的全麵跟蹤、生產的可視化、標準化、規範化。建立桌麵生產平台,真正實現從原料到成品的追蹤鏈,當發生質量問題,能夠對每一包煙都能快速、準確的找出其生產加工的每個環節,和每個標準,追蹤責任。GE Proficy軟件解決方案通過其生產管理模塊給出了答案。
係統架構
本係統實施的功能範圍包括預處理、製葉、製絲三個範圍,接口範圍包括立庫係統、製絲控製係統,立庫係統和製絲控製係統由不同廠商實施,GE Proficy以yi其qi開kai放fang的de係xi統tong架jia構gou,通tong過guo對dui應ying於yu不bu同tong係xi統tong的de開kai放fang協xie議yi,采cai集ji並bing存cun儲chu各ge係xi統tong的de生sheng產chan,管guan理li與yu分fen析xi數shu據ju,構gou建jian完wan整zheng的de廠chang級ji桌zhuo麵mian生sheng產chan平ping台tai。如ru下xia圖tu所suo示shi:
圖1 係統架構圖
係統軟件解決方案與實施
1. 實時生產數據采集:
MES I/O采集服務器負責收集所有由生產設備底層供應商提供的數據、報警信息和生產信息,並將其傳遞到實時數據庫服務器。這些被采集的數據由MES核心平台PA進行業務過濾和梳理,被記錄到MES應用服務器的SQL數據庫中,以便進行生產曆史追溯、質量、設備分析、考核、報表查詢時使用。這些I/O采集服務器將從底層的現場總線上采集數據。
從現場總線上采集相關設備的數據和生產信息
將數據傳遞到實時數據服務器和MES應用服務器
負責與其它係統的通訊接口
2. 實時曆史數據庫:
實時數據服務器是MES的基礎,所有數據來源與I/O數據采集服務器。它主要包含四類數據,一類是設備狀態數據,工藝質量數據、物料加工數據,生產數據。數據的存儲主要是通過時間和標簽記錄。
海量數據存儲
毫米級數據反映速度
標準實時數據引擎
雙冗餘結構(采集和配置冗餘)
3. MES應用服務器
MES應用服務器包含兩大部分內容,一部分是PA服務,一部分是SQL server數據服務。PA服務主要完成對企業的業務建模、業務流程、業務功能的實現。SQL server數據服務,是用於存儲業務數據和控製數據。業務建模除了能夠滿足ISA-SP95界(jie)定(ding)的(de)企(qi)業(ye)模(mo)型(xing),並(bing)且(qie)可(ke)以(yi)對(dui)生(sheng)產(chan)事(shi)件(jian)和(he)生(sheng)產(chan)活(huo)動(dong)進(jin)行(xing)靈(ling)活(huo)的(de)建(jian)模(mo)處(chu)理(li),使(shi)靜(jing)態(tai)生(sheng)產(chan)模(mo)型(xing)與(yu)動(dong)態(tai)的(de)實(shi)物(wu)模(mo)型(xing)實(shi)時(shi)同(tong)步(bu)。業(ye)務(wu)建(jian)模(mo)可(ke)直(zhi)觀(guan)的(de)理(li)解(jie)如(ru)下(xia)。如(ru)下(xia)圖(tu):
4. 應用功能
采用Proficy Plant Applications。作為構建製造執行係統(MES)的軟件解決方案,該係統構建在實時曆史數據庫平台和MS SQL server之(zhi)上(shang),通(tong)過(guo)其(qi)豐(feng)富(fu)的(de)應(ying)用(yong)功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai),靈(ling)活(huo)的(de)平(ping)台(tai)特(te)點(dian)。完(wan)成(cheng)生(sheng)產(chan)工(gong)廠(chang)模(mo)型(xing)架(jia)構(gou)的(de)建(jian)設(she)和(he)生(sheng)產(chan)事(shi)件(jian)的(de)捕(bu)捉(zhuo),完(wan)成(cheng)生(sheng)產(chan)控(kong)製(zhi)與(yu)管(guan)理(li)。對(dui)生(sheng)產(chan)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)挖(wa)掘(jue)、分析與管理,形成包括生產管理,生產與譜係跟蹤,質量管理,效率分析,批次管理等不同MES的應用。
4.1.工廠建模
Proficy Plant Applications Administrator提供建模功能,用於構建基於SP95標準的虛擬數字工廠――gongchangmoxing。gaigongchangmoxingnenggoubaxianshixuni,zaijisuanjizhongfanyingshengchanxianchangdeshengchanziyuan,baokuoshengchanchejian,shengchanxian,shengchandanyuan,shengchancanshu,zhiliangcanshu,guochengcanshu,yijigezhongbiaozhun、事件(換牌、停機、啟動)、以及事件行為等。實際生產時,通過生產現場數據(來自Proficy Historian)chufaxiangyingdeshijian,bingqidongxiangyingdeshengchanxingwei,tongbuxunihexianchangdeshengchanjiepaiwanchengshengchanyunxingjiankongheguanli,jiangshengchanxianchangzaijisuanjizhongxuniguodeduixiangjinxingzhanxian,congershixianshengchandejiankongyuzhuizong,shengchanlishidehuisu。
圖2 工廠模型
Proficy Plant Applications Client:通tong過guo客ke戶hu端duan工gong具ju展zhan現xian生sheng產chan現xian狀zhuang生sheng產chan狀zhuang況kuang的de監jian控kong與yu追zhui蹤zong。客ke戶hu端duan工gong具ju提ti供gong完wan整zheng的de多duo種zhong監jian視shi與yu應ying用yong分fen析xi畫hua麵mian模mo塊kuai,包bao括kuo報bao警jing,停ting線xian分fen析xi,譜pu係xi跟gen蹤zong,生sheng產chan事shi件jian等deng,開kai發fa過guo程cheng中zhong隻zhi需xu簡jian單dan調tiao用yong對dui應ying的de模mo塊kuai進jin行xing組zu態tai即ji可ke實shi現xian。如ru圖tu所suo示shi為wei生sheng產chan跟gen蹤zong畫hua麵mian,左zuo邊bian的de畫hua麵mian中zhong每mei一yi個ge模mo塊kuai代dai表biao某mou一yi生sheng產chan單dan元yuan上shang的de某mou一yi批pi次ci,不bu同tong批pi次ci之zhi間jian的de族zu譜pu關guan係xi的de通tong過guo帶dai箭jian頭tou的de曲qu線xian進jin行xing連lian接jie,形xing象xiang的de展zhan示shi了le批pi次ci流liu轉zhuan的de源yuan頭tou和he去qu向xiang;xuanzhongrenyipici,youbiandepicishengchanxinxihuamianzhongjiangzhanshigaipicishengchanjiliuzhuandejutixinxi,baokuopicihao,picizhixingdezhuangtai,kaishishijian,jieshushijian,liuzhuandeyuantouhemubiao,shengchanguochengcanshudengxiangguanxinxi。
圖3 譜係跟蹤運行畫麵
實時信息門戶: 通過Proficy Realtime Information Portal提供對跨網絡、跨係統、跨數據庫的連接,並通過Portal提供的語義表達層,對各連接係統進行讀取和寫入,完成供多維度、多角度、多地域的的生產信息監控與分析,並對分析結果,以圖形化的方式進行WEB發布與查詢或寫入連接係統。
通過實時數據連接器直接連接到前端的生產數據采集工具軟件 HMI/SCADA――iFIX後台的實時數據庫,直接獲取生產現場實時數據,從而實現對生產過程的實時監視,並以圖形化的方式在WEB上發布。
通過曆史數據庫連接器連接到實時曆史數據庫Proficy Historian上,以獲取相關參數的實時或曆史數據,提供實時或曆史數據曲線的分析,並在WEB上發布。
通過關係型數據連接器連接到Proficy Plant Applications後台數據庫,進行報警記錄查詢,KPI查詢,生產追蹤與報表查詢等,並在WEB上發布。
通過寫入機製,把數據寫入對應的係統,完成遠程標準和指令的一鍵下達和統一體
結論
通過在常德MES中實現生產全追蹤功能,使得常德生產過程狀況空前可視、可控;使得批次跟蹤、設備跟蹤、物料跟蹤從定性和定量傳統的方法完全轉化成定量分析;為智能調度、計劃調度、質量追溯、責任界定更加準確,更加透明;為管控一體化、生產精細化、生產智能化、產品質量改進、產品的研發等方麵起到了重大、關鍵的作用。
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