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行業知識

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流程行業MES系統的硬件架要求

發表時間:2019-02-25 17:58:56

流程行業的生產過程與離散制造業有很大的不同,一般為批量連續生產,主要通過對原料的混合、反應、分離、粉碎、加熱等物理或化學的變化,是原料增值。我們平時所說的基于配方的生產過程一般就是流程行業的生產。更具工藝流程的特點,流程行業可分為連續型、間歇型、混合型三類。比如石油化工企業,其生產工藝流程是確定的,主要生產過程包括原材料儲運、加工處理、中間產品及產成品儲運等,是典型的連續型制造企業,而鋼鐵行業則屬于混合流程制造企業。


概括說來,流程行業生產工藝流程基本特征為:


1、流程企業是能耗高、服務面廣、配套性強、資金技術密集的重要基礎產業部門,生產批量大、周期短,新產品研制開發周期長、投資大。


2、生產品種依賴工藝流程和設備,主要原料品種單一且相對較穩定,而產品中類數量多,同一原料按不同配比,可能產出的產品就不同,屬于典型的V型企業。


3、生產過程的柔性及動態優化是通過改變生產裝置的物流配比來實現的。


4、生產計劃確定后,主要生產任務是控制、調整工藝參數、降低能耗,提高產品質量。


5、生產過程控制系統和裝備一次性投資大,多數運行高溫高壓,易燃易爆、有毒有害的環境下,在生產中有廢棄物生成,存在環境保護問題,安全及故障診斷要求較高。


6、生產管理與控制的目標是安全、穩定、低能耗、質量和收率等,對過程自動化和管理信息化水平要求很高。


與離散制造業相比,流程工業MES系統有以下特點:


1、生產環境苛刻,生產過程包含復雜的物理和化學變化,各種突變和不確定性因素。對應急處理和例外處理的動態響應要求苛刻。


2、流程工業信息化不僅要集成信息流和物料流,更好考慮能量供應流。因此,流程工業MES的調度和決策需要對物料和能量提供最佳控制和分配策略,同時決策不僅以提高生產效率和降低成本為目標,還應考慮節能降耗,減少污染等。


3、流程工業MES的決策均有混雜性,不僅包括連續過程變量,還包括離散過程變量。因此必須建立反映連續過程主要物理和化學變化過程的過程模型。同時還需管理連續過程變量和離散過程變量。


4、原料在制品、產品之間的標識不是一一對應的,化學性能、物理性能的變化要求產品屬性動態配置。使用動態跟蹤物料的方式實現原材料和產成品之間的批次號對應關系。對離散制造業原料和產品則具有對應性和可確定性,必須對機械加工車間生產的發動機缸體,從毛坯件到成品,只是發生了物理的變化,通過一個序列號就可以進行管理和追蹤。


5、生產單元少,但生產單元本身可變因素多。如原材料成分、溫度的波動、制造流程中各生產單元的輸出質量隨即改變。


6、一般沒有替代路徑,而且由于生產過程的中間產品或在制品成高溫狀態,前后順序相互影響,沒有緩沖和中間庫,對生產順序要求非常高。


MES對流程企業生產中的作用非常重要,由于流程行業生產的連續性,對MES系統的硬件架構提出了比一般系統更高的要求。


1. 高可用性


高可用性主要包括四個特性:可靠性、可恢復性、錨誤檢測和可持續工作性。


(1)可靠性:可靠性分為MES硬件可靠性和軟件可靠性。MES整體任一環節上的故障都會影響到系統的正常運行,整體運行的可靠性對硬件的可靠性依賴很大。


(2)可恢復性:當故障發生的時候,及時(即在業務需求允許范圍內)判斷和解決發生的問題尤為重要,MES硬件的現有架構是否具備在SLA(service Level Agreement)約定時間內恢復的能力。


(3)錯誤檢測:如果在現有基礎架構中,有某個組件發生故障,那么快速檢測和發現是另一個實現快速意外故障恢復的重要因素。1分鐘內可以解決某個特定故障,如果系統需要花1個小時來發現這個故障,那么很有可能已經無法滿足SLA的要求了,所以需要一個可靠監控機制將故障或預警通知系統管理員。


(4)可持續工作性:當容許的用以進行系統維護的停機時間非常短的時候,可持續工作性就很必要,因此諸如數據庫軟件升級等維護工作時,就要求高可用性系統使這樣的維護盡可能地對用戶透明,也就是沒有影響。


2. 可擴展性


可擴展性是根據MES項目的實施特點而形成的要求,包括兩個方面,數據存儲的可擴展性和計算能力的可擴展性。


數據存儲方面:流程行業的生產數據是企業最寶貴的信息資產,每分鐘都有大量的工廠基礎數據被收集到MES系統中,長期運行的狀態下必然需要大容量的存儲才可以保證系統的數據完整性。由于IT系統硬件價格的特點(可能一年前和一年后,一塊高端硬盤就會下降到之前一半的價格),集中采購肯定不是最佳的方案,只有系統良好的擴展能力才能保證滿足項目后期逐步增加的存儲需求。


計算能力方面:MES系統模塊眾多,企業為了降低項目實施的風險和費用,也會采用分步實施的策略,隨著工廠進入系統的應用模塊越來越多,系統負荷越來越大,MES系統后期計算能力的擴展提升潛力也是必須要考慮的一個因素。

標簽:MES系統
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