0 引言

    氯堿化工企業屬于較典型的流程工業，近幾年來，企業在采用DCS、PLC以及先進控制等手段努力提高過程控制系統(PCS)自動化水平的基礎上，開始注重在管理決策層實施ERP系統。在標準的ERP應用中，雖然資源和計劃的管理是必不可少的重要功能，但車間管理在很大程度上主要還是依賴實際經驗來進行的，這就限制了ERP系統性能的充分發揮，也嚴重制約了企業綜合自動化的進一步發展。化工企業為有效實現生產流程的集中監控，做到生產過程透明、可控、可追溯以及生產要素配置實現優化，以實施MES為突破口，構建生產過程和管理層面的信息集成平臺，提升生產層面的信息化水平，同時為ERP系統提供及時準確的數據。本文就MES在氯堿化工企業中的應用作簡要介紹。

1 MES的概念及功能

1.1 MES的相關概念

    MES(生產執行系統)：提供為優化從訂單投入到產品完成的生產活動所需要的信息。MES運用及時、準確的信息，來指導、啟動、響應并記錄工廠的活動，從而能夠對各種條件的變化做出迅速的響應，減少非增值活動，提高整個公司運作過程的效率。MES不但可以提高設備的投資回報率，而且有助于及時交貨、加快庫存周轉、提高收益等。MES在企業和供應鏈之間，以雙向交互的形式提供生產活動的基礎信息。

    ERP(企業資源計劃)：借助于先進信息技術，以財務為核心，集物流、資金流、信息流為一體，支撐企業精細化管理和規范化運作的一個業務系統。借助于ERP系統來支持企業內部業務的運作，更好地實現信息共享，更為高效、合理地配置和使用企業的各種資源，提高企業資源的利用率。

    實時數據采集：要記錄工廠活動，必須把全廠各崗位的數據采集上來，這些數據大部分可以通過OPC方式采集，部分崗位無自動記錄的可以通過人工錄入方式采集。OPC標準以微軟公司的OLE技術為基礎，OPC包括一整套接VI、屬性和方法的標準集，用于過程控制和制造業自動化系統。

1.2 MES功能

    實時監控功能：根據要求來繪制對應的監控圖形，并根據不同用戶的操作權限，在獲取對應畫面實時數據的基礎上，對應的圖形會自動進行刷新，形成對應的實時監控畫面。

    績效管理功能：可對各生產車間及崗位的生產運行情況進行記錄，并可進行數據采集錄入，查詢、保存、編輯修改等。

    生產調度功能：可以進行生產計劃的管理，通過對歷史數據、歷史趨勢的查詢進行事故分析，可以查詢報警信息、開停機信息，以及進行調度指令下發，形成調度日報等。

    過程檢驗分析功能：對過程生產的各個檢驗報告進行查詢分析。

    庫存管理功能：用于對生產庫存進行查詢管理。

    查詢與分析功能：可以按條件進行相關查詢及分析。

    系統權限管理：可以對用戶進行權限等級管理，人員增減管理等。

    數據管理維護：對數據庫進行相應的管理及維護。

    ERP接口：采用DbLink方式，利用接口表方式，實現與ERP數據的互訪。

2 化工企業MES系統體系結構及系統安全

2.1 化工企業MES系統體系結構

    系統體系結構是系統的一個或多個結構，它包含軟件構件、這些構件的對外可見的性質以及它們之間的關系。

    體系結構的表示：南寧化工MES系統的系統體系結構采用“4+1”視圖模型表示。“4+1”視圖模型從5個不同的視角包括邏輯視圖、過程視圖、實現視圖、實施視圖和情景視圖來描述系統體系結構。每一個視圖關心系統的一個側面，5個視圖結合在一起全面反映系統體系結構。

圖1 系統體系結構的邏輯視圖

    在圖1中，基礎編碼維護功能包括產線、工序、崗位、計量點、停止類型(故障)、班次、班組、人員、檢驗項目等。生產實績管理是根據各個崗位的具體情況，在整合實時采集、崗位錄人數據及過程檢驗數據基礎上，形成個性化崗位臺帳為基礎的作業實績。生產調度是在監控系統支持下，監視公司實時運行總貌，實現在線調度管理及調度指揮，支持公司開車運行管理，實現事故追溯。過程質量管理則根據過程檢驗部署，在對采樣點及相關檢驗項目編碼的基礎上，實現過程檢化驗數據的計算機管理。實時監控主要提供各種實時的監控畫面，為各崗位展示現場實績。查詢模塊的功能是在形成過程實績的基礎上，按照基礎編碼所確定的報表項目，生成用戶所需要的報表。外部接口模塊包含對ERP獲取計劃信息及生產處關心的訂單信息的支持及ERP相關的設備生產信息。對于ERP，主要是通過接口表或接口視圖方式來實現。

    系統體系結構的過程視圖主要由過程順序視圖和過程協作視圖組成，其平衡過程視圖是總體過程視圖的主要部分，充分體現了系統體系結構中總體過程視圖的思想。

    實施視圖將各功能構件分布在三個應用服務器上，數據庫部署在具備雙機冗余的服務器上，應用服務器(相關應用的服務端)及實時數據庫部署在另一臺服務器上。

    情景視圖是重要系統活動的抽象，使邏輯視圖、過程視圖和實施視圖有機聯系起來，從某種意義上說情景視圖是重要的需求抽象。

    根據系統確定的功能范圍，結合業務流程模型，系統體系結構的情景視圖描述系統角色如何使用系統功能，驗證系統功能是否滿足業務部門的實際業務需求。

    運行體系結構：根據系統總體實施視圖和系統中各構件之間的基本數據流向，系統運行基本體系結構圖如圖2所示。

圖2 系統運行(基本)體系結構

2.2 系統安全

    系統安全的層次：系統在生產運行和管理占有重要的地位，根據系統安全設計總體框架設計原則，參考國內從內容安全、數據安全、運行安全和物理安全四個層次面向應用建立的信息系統安全框架層次和國外從完整性、機密性和可用性三個屬性面向屬性建立的信息系統安全框架人手，從連接安全、操作安全和數據安全三個層次對建立MES的安全防護保障體系進行防護。連接安全層是安全防護保障體系的外層，操作安全層是安全防護保障體系的中間層，數據安全層是安全防護保障體系的內層。

    主要安全威脅和防范方法：安全防護保障體系層次中的主要安全威脅和防范方法。①物理安全。主要威脅是物理環境的威脅或設備的破壞；從操作控制臺直接進入系統。防范方法是MES設備應該放在一個安全的地方；嚴格控制可進入的人員；嚴格按物理環境或設備安全規范執行；②網絡安全。威脅是內部人員的惡意攻擊，如病毒，ID地址沖突等。防范方法是在企業層正確的設置防火墻；通過網絡安全專家來配置網絡中各種進入接點并一直控制其變化；控制部分網絡的連接，比如路由器表通過IP地址來控制用戶進入MES服務器；③應用安全。威脅來自未經授權的連接／系統修改／數據。防范方法應通過權限設置逐步逐條的使它與業務流程要求相一致；在項目實施的過程中做好每一個用戶的權限測試；建立防病毒體系；④操作安全。威脅為繞過安全程序；意料外的與控制有關的錯誤。防范方法應責任分離；禁止共享用戶ID；密碼標準；嚴格對操作系統用戶進行管理；⑤數據安全。威脅為永久性失去數據。防范方法應防止服務器上的數據在一些情況下的丟失，或盡可能減小損失；預先制定備份計劃。

3 結語

    MES實施以來在各部門的配合下運行比較穩定，已經為實現公司的數字化工廠邁進堅實的一步。MES的發展勢在必行，隨著企業信息化的發展，必將出現以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化，走出一條科技含量高，經濟效益好，資源消耗低，環境污染少，人力資源優勢得到充分發揮的新型工業化路子，是企業提高對市場的影響能力，在市場競爭中立于不敗之地的必然選擇。