MES体系在宁波万华MDI生产过程中的应用

lihuolin958

    MDI是一种芳香族的多异氰酸酯，MDI系列产品主要用于聚氨酯材料的生产，同时也用于其它树脂改性等。目前宁波万华的MDI生产方法采用光气法，光气工艺流程长自动检测和控制难度大，仍然只能被全球少数生产厂家所掌握。建立综合自动化系统，实现管理的扁平化，才能满足生产过程的苛刻要求，保证生产长周期、平稳、安全、经济的进行，从而提高企业的综合竞争力。在现代企业的信息化系统中，上层的计划信息必须通过中间层的生产管理系统正确、快速的处理、传递，才能转变为生产过程控制的反应行动。制造执行系统(MES)是基于三层结构EI冲、MES、DCS的流程工业综合自动化系统的关键。

1 MDI生产过程

    目前世界上生产MDI的厂家只有德国的巴斯夫和拜耳、美国的亨斯迈、道化学和中国的万华五家掌握MDI生产制造技术。宁波万华16万吨MDI装置是由万华自主开发、拥有自主知识产权的装置。宁波万华的MDI生产方法以苯胺、甲醛为原料，在盐酸催化下进行缩合反应，制成二苯基甲烷二(MDA)和多胺，然后经过光气化反应获得粗MDI，再经过分离工序得到MDI和PM产品。

2 现代制造执行系统(MES)的作用

    制造执行系统MES(Manufacturing Execution System)是位于企业上层生产计划(ERP)和底层工业控制(DCS)之间，面向车间层的生产管理技术与实时信息系统。MES强调制造计划的执行，它在计划管理层和底层控制之间架起了一座桥梁，填补了二者之间的鸿沟。美国先进制造研究机构AMR将MES定义为“位于上层的计划管理系统与底层的工业控制之间的面向车间层的管理信息系统”，它为操作人员、管理人员提供计划的执行、跟踪以及所有资源(人、设备、物料、客户需求等)的当前状态。MES能通过信息的传递从生产命令下发到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂有实时事件发生时，MES能及时对这些事件作出反应报告，并用当前的准确数据对它们进行约束和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部那些没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，同时提高了工厂及时交货的能力，改善了物料的流通性能，提高了生产回报率。MES还能通过双向直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关生产行为的关键任务信息。随着信息化和综合自动化的发展，流程行业的现代集成制造系统结构的三层结构模型，以实现原集成管理理论提出Purdue模型。

    PCS级：以产品质量和工艺要求为目的的先进控制技术(多变量预测控制)。

    MES级：以生产综合指标为目的生产过程优化控制、优化操作与优化管理技术。

    BPS(EPR)级：以财务分析决策为核心的整个资源优化技术。

    在此，MES的概念已从最初的弥补管、控系统之间的“间隙”，得到新的发展。现已将MES作为一种生产模式，把制造系统的计划与物料流动、质量控制、工艺集成乃至设备的控制、监视一体化去考虑，并最终实施综合自动化战略。

3 宁波万华MES的功能

    宁波万华的MES系统2007年3月由艾默生组织实施，2007年12月上线运行。这套MES系统数据库采用OSI PI，PI是现今世界排名前茅的实时数据库。宁波万华MES功能包括：生产管理、质量管理、运行管理、统计分析管理、设备管理和服务管理等子系统。

    生产管理系统包括调度管理、公用工程监控、HSE监控。生产调度的任务是按照生产计划及设备的运行状态组织生产，合理的调度公用工程的使用。调度管理系统的信息监控模块主要实现对各作业区运转负荷、原料储罐状态和主要设备的运行状态实时监控，调度人员可以及时掌握生产现场的重要状况，以保证生产正常进行；调度管理系统记录模块包括生产计划的下达，调度记录和指令的交接，为管理人员和调度人员了解调度状况提供依据；公用工程监控主要实现对各种公用工程消耗的实时监控，调度人员可以合理的调度，实现合理用能；HES监控系统实现公司重大危险源、废水、废气和光气的运行状态的实时监控，调度人员可及时掌握装置安全状况。

    质量管理系统包括质量监控、质检数据、质量指数等模块。质量监控模块实现对各种分析数据的实时展现，当分析数据超出规定指标后，系统自动报警，提醒运行人员调整运行参数；质榆数据模块提供质检数的任意时段的查询功能。质量指数模块设定技术指标和参数指标，通过工艺数据和质检数据的二次分析，预测产品的质量指数，实现产品质量可控性。

    运行管理系统工艺流程、参数查询和记录模块。工艺监控模块实现对各作业区的工艺运转状况的实时监控，使管理层能够直观了解生产状态；参数查询模块提供工艺运行参数的任意时段的查询功能；记录模块实现工艺参数调整、设备开启和生产状态的异常的记录，为管理人员和工艺操作人员了解工艺运行状况。

    统计分析系统包括成本计划模块、成本监控模块、成本核算模块、系统维护模块。成本计划模块根据历史数据和实时采集得到的数据预测执行年月的产品成本和制造费用，对产品质量和成本进行计划分解，用于指导生产和经营管理；成本监控模块是对产品产量和成本实时监视，及时反馈生产现场产量情况和成本发生情况；成本核算模块在采集数据和人工录用的基础上对产品成本和制造费用进行核算，提供真实、准确的成本资料，有利于考核成本计划的执行情况，了解成本变动趋势，寻求降低成本的途径，强化成本控制，有利于成本预测和决策，满足成本管理的需求；系统维护模块包括用户管理和密码管理，包括系统中用到的成本项目编码和制造费用编码，实现系统安全性的管理。动态成本控制系统的实施实现了成本数据的动态反映和动态成本控制及科学成本管理，提供了成本控制与管理的决策支持，将成本控制与生产技术及科学管理相结合，建立严密的成本控制和管理体系。

    设备管理系统包括设备档案管理模块、设备运行管理模块、设备检修管理模块、固定资产管理模块和系统维护模块。

    MES各子系统模块通过应用计算机信息集成技术，实现实时网络和管理网络、实时数据库和关系数据库的有效集成，建立信息集成和关系集成的管控一体化平台，实现了MES系统的高度集成。建设物料平衡、能量平衡、计划优化、调度优化、质量管理优化等功能模块软件，可以为上层的ERP系统提供实时、准确的经营和成本信息，加快了信息传递速度，提高了竞争力。

结 语

    MES是实现基于ERP、MES、PCS三层结构的化工综合自动化系统的关键。MDI生产过程MES以信息技术为支撑，实现了物流、信息流、价值流的高度集成。不仅将生产过程中带有双重性质的生产和管理信息进行实时有效的转换、加工和传递，而且通过强化生产过程的整体优化来指导企业实施全面的闭环生产。保证了生产过程长周期、高效、平稳、安全、经济的运行，提高了企业的综合竞争力。


该贴已经同步到 lihuolin958的微博