在(zai)(zai)大家(jia)(jia)認知(zhi)的概念中(zhong)，離(li)散(san)行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)和流(liu)程(cheng)行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)由于(yu)生(sheng)產(chan)方(fang)式的不(bu)同，管理要(yao)求(qiu)也有諸多的不(bu)同，所以MES產(chan)品是無(wu)法兼容的；離(li)散(san)行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)的MES產(chan)品是無(wu)法在(zai)(zai)流(liu)程(cheng)行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)生(sheng)根發芽的，流(liu)程(cheng)行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)的MES一般都是由自動化為背景的MES廠商承擔，本次上海江(jiang)達在(zai)(zai)達索系統專(zhuan)家(jia)(jia)指導下，經(jing)(jing)過充分論證，并且(qie)在(zai)(zai)實際的項目中(zhong)用離(li)散(san)行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)的Apriso在(zai)(zai)流(liu)程(cheng)行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)成(cheng)功交付，為上海江(jiang)達在(zai)(zai)未來在(zai)(zai)更多的行(xing)(xing)業(ye)(ye)(ye)實施積(ji)累了經(jing)(jing)驗。
流程行(xing)業特性(xing)
流程制造以大批量生產為主，企業生產的產品是不間斷地通過生產設備，通過一系列的加工裝置使原材料進行化學或物理變化，最終得到產品。由于流程行業的諸多特殊性，使得達索系統和上海江達項目團隊在實施前進行了充分的分析：
1.計劃排產特殊性
此次上海江達實施的是一家精細化工企業，區別于傳統的大化工企業，該公司生產的產品更貼近于市場，根據市場的需求，產品的配方是不斷調整的，屬于典型的小批量多品種的生產方式，但是由于產品工藝復雜，最終產品是基于多種半成品母液按照配方生產出來了，因此半成品的生產方式是按庫存生產，同時該公司是一家集團公司，根據客戶的分布在全國各地有不同等級的基地，低級別的基地需要到高級別的基地調撥半成品原料，對生產的組織有一定的困難性。
2.配方管理特殊性
多數人認為流程行業的配方簡單，我們實際研究了客戶的配方發現，客戶的配方管理雖然管理的內容數量不多，但是顆粒度非常細，因此對我們的實施挑戰特別大。
首先，客戶的產品和配方是一對多的關系，在不同的季節，由于溫度、濕度等原因，客戶的配方就會不一樣；其次一個配方會在多個生產設備（反應釜）上生產，我們將工序和設備進行邏輯綁定；最后在設備中，有很多的操作步驟，加原料、充氮氣、抽真空、加熱、加壓等動作，這些動作都有一定的順序，因此我們用工步和這些操作進行關聯，一套操作，對應一個工步。
3.作業指令特殊性
下圖是客戶設備架構的示意圖，作業指令的下達是按照產線來下達的，工單A可以投產到R0411，R0421A，R0431A, 工單B可以投產到R0411，R0421B，R0431B。在下達生產工單時，既要看生產線，按照生產計劃下達到不同的生產線，同時還有看設備，當工單A在預處理釜R0411生產時，工單B不能下達，只有當工單在反應釜R0421A生產時，此次R0411空下來，工單B才能下達。
由于有公用設備（預處理釜）的原因，需要按照工序記錄工單與設備的占用關系，只有當設備空閑時，新的工單的工作指令才能下發。
4.質量管理抽檢變化和不良品管理
在生產過程抽檢檢驗上，流程行業的過程檢驗沒有離散行業的抽檢類型多，流程商業基本上都是在生產完成出料前，進行抽檢，同時為了規范作業，客戶已經在處方上作了規范，出料前安排抽檢，當工單執行到抽檢工步，系統自動生成送檢單，現場取樣，并打印送檢條碼到實驗室進行檢驗，實驗室的LIMS系統將檢驗結果通知MES系統。
離散行業一般不合格品是去維修站維修，如果無法維修則報廢。而流程行業的處理則比較麻煩，本項目中是不合格品需要判定轉殘料，殘料入特殊的倉庫，進行特別管理；此外，殘料可以作為原料，按一定的比例將殘料換算為各原材料成分，投入到正常生成的工單上作為已部分原料進行生產。
5.生產數據采集
流程行業大多數都是自動化水平比較高，在建設生產設備的同時，都建設了DCS系統，DCS系統可以實時采集反應釜的各種數據，并在中控室的電腦界面上顯示。同時中控室的操作人員可以在DCS界面上操控閥門的打開和關閉。在DCS系統中，這類數據實際上是半結構化的時序數據，僅同設備和時間有關，同生產的產品沒有直接的關系。
上海江達(da)的解決方案
達索系統的Apriso產品是一款支持多工廠多車間柔性可配置生產運營管理產品，是企業實現智能制造的核心軟件之一。作為生產執行軟件，從ERP接收企業運營的各類計劃：采購計劃、出貨計劃、銷售計劃和生產計劃；作為供應鏈的執行軟件，將采購計劃入庫，將出貨計劃和銷售計劃的產品出貨；作為制造流程智能管理的軟件，將生產計劃下發，并進行生產執行跟蹤，實現透明化生產。
在經歷為期一個月的需求調研和三個月的藍圖梳理后，上海江達與客戶最終明確的業務藍圖如下：
在客戶整個智能工廠項目內，達索系統提供的Apriso產品提供生產運營管理（MOM）這個智能工廠核心平臺，平臺主要涉及主數據管理、計劃管理、生產執行、質量管理、廠內倉儲物流、設備運維、安環管理模塊。
同時作為智能工廠核心系統的，MOM系統同ERP、TMS、LIMS、DCS安環等系統集成。
1.計劃管理
客戶的生產組織方式是MTO，收到銷售訂單，立即安排生產，為了提升交付效率，客戶的主要半成品原材料又是MTS，面向庫存進行生產。
一級基地可以從TMS接收成品銷售訂單，轉為生產訂單后，在成品車間進行生產，也可以從TMS接收半成品原料的調撥訂單，針對于調研訂單可以直接用庫存轉發運單，也可以轉生產訂單，要求車間組織生產；同時ERP每日會通過MRP每日算半成品的消耗量和庫存量，當庫存不滿足后續的生產要求后，會自動生成生產需求，計劃管理模塊會將生產需求轉為生產工單。
2.生產執行
在生產執行方面，實際執行下來的結果來看，不論是流程行業還是離散行業，管理的內容基本是一致的，圍繞著工單的生命周期，結合則工單的工藝流程信息和設備的排產情況，在工單開始生產時，記錄工單與設備的綁定關系，同時記錄工序的開始時間，結合著工步的執行，對工步的開始時間和結束實際進行記錄，在記錄工步的同時，記錄物料的消耗和工藝過程數據的記錄。使用中央監控臺，對工單的執行情況進行透明化管理，通過譜系管理，記錄成品與原材料之間的消耗關系。通過對三色燈和電磁閥的控制，在外操投料時，用三色燈加二維碼對外操投料進行提示和校驗，使用電磁閥和二維碼對管道投料進行二次校驗。
3.質量管理
由于化工行業的質量分析都需要專門的儀器和設備，同離散行業相比較，離散行業有較多的生產過程中的質量檢驗都是有現場的作業人員進行抽檢的，而流程行業的質量抽檢，都是取樣后送實驗室，由實驗室進行檢驗和判定的。由于客戶已經有了LIMS(實驗室管理系統)，MOM平臺只需要根據工藝流程，在工單執行到抽檢工步自動生成送檢單，并且在在系統增加防呆校驗，確保在送檢單檢驗結果之前，不能完工入庫。
4.設備模塊
一般來說，流程行業都是高投資的行業，設備在整個工廠的投資中占較大的比例，因此如何提高設備的傢動率如何降低設備的故障時間是設備部門的主要職責，做好設備的全生命周期預防維護是設備部門的主要工作；MOM系統設置了日常的維護項目，操作員按照點檢項目使用移動設備進行點檢，當點檢項目都正常時，點檢單結束。當點檢項目有不正常時，系統可以自動產生維修工單，安排維修人員進行維修。
維修人員接收到維修工單時，先現場確認設備故障，接著安排維修，在維修過程中如果需要備品備件，就會去領取備品備件，之后會記錄進行了哪些維修項，使用了哪些備品備件，形成維修知識庫。
此外設備部門可以根據設備的要求，按照不同的時間周期生成不同的保養任務。設備工程師根據保養任務，按時對設備進行維護保養。
5.廠內倉儲管理
流程行業的倉儲管理同離散行業的倉庫管理沒有什么特殊區別，主要特點在兩個方便，一是數量的處理，另外一個單位的轉換。
離散行業出入庫時多數使用包裝的數量，譬如入庫多數托，一托多數盒，一盒多數個或者多重，流程行業入庫大多車輛帶貨稱重，入庫前稱一下毛重，入庫后稱一下皮重，接著算出入庫的凈重。此外入庫大多數入的是儲罐，儲罐上一般有液位計，計量時，根據液位計的高度，結合儲罐的內徑，再結合存儲原料的比重換算出原料的重量。
6.數據采集及解析
流程行業的數據采集比離散行業行業麻煩很多，首先流程行業的設備的點位非常多，往往一個設備有300～400個tag點，而且采集頻率也比較高，一般1秒1次。上海江達特意選用物聯網（IOT）平臺作為數據采集和存儲的平臺，通過OPC Client端收集各DCS的數據，同時將數據存入到時序數據庫中，為了更好的提供數據訪問服務，IOT平臺提供了數據開關量變化MQ服務、歷史數據查詢服務，歷史數據點變化查詢服務等相關WebAPI服務，同時上海江達開發了EDGE應用，以Docker容器的方式，運行將半結構化的時序數據解析為結合工單的結構化數據。
EDGE應用通過訂閱，獲取設備閥門的開關信號，結合工藝流程將某個閥門的開或關同工單的工步開工和工步結束進行轉換，在收到閥門開的信號后，轉換為工步的開工信號，并且通往WebAPI發送給MES系統，MES系統作為生產工單的工藝信息進行記錄，同時DEGE應用可以通過接口查詢閥門開和關的時間，以及在閥門開和關的時間點反應釜的稱重值，將關時間的重量減去開時間的重量可以獲得投料量。作為物料消耗可以上報給MES系統。在閥門關的時刻還可以看此時反應釜的溫度，作為設備的溫度特性進行上報。
在整個項目中，客戶一直擔心的是流程行業DCS系統大量的非結構化數據如何較好的被利用，MES系統圍繞則工單進行工藝管理的工藝數據是一個良好的模型，能迅速的尋找工藝過程中的相關問題，但是這些半結構化的數據如何轉換為結構化數據，是本期項目的一個難題，最終上海江達梳理并設計的DEGE應用較好的解決了客戶的疑問，獲得客戶的好評。
總結
雖然流程行業的生產組織方式與離散行業有較大區別，但是結合到實際的項目來看，主要區別并不在生產運營層，在MOM管理的相關業務上，區別并不是很大，在自動化設備和數據采集上，由于具體的生產設備有區別，所以主要區別來自于數據采集。回顧本項目的實施效果，客戶獲得如下收益：
1、通過MOM系統的搭建，實現了企業智能工廠全信息化的覆蓋；在整個生產供應鏈中，實現銷售訂單/調撥單到生產工單到原料入庫單全流程信息的自動轉換，實現銷售、生產、采購信息流橫向貫通；生產計劃到生產工單到生產指令，從ERP到MES到EDGE到IOT數據自上向下的縱向貫通。為企業打造數字化工廠建立數據基礎。
2、企業自建領導駕駛艙和報表平臺，通過MOM系統的搭建，填補了生產計劃執行、生產執行過程、設備效能等方面的數據，可以讓領導更全面更細節的了解生產現狀，實現透明生產。
3、通過MOM系統收集工單物料、設備生時間等方面數據，為企業成本精細化核算提供了數據基礎，提升企業成本精細化管理能力。
4、在生產車間部署信息化管理平臺，利用固定終端、移動終端的管理界面，加強了生產過程中防呆放錯功能，對于一些錯誤的操作進行提醒；并且可以結合三色燈、電磁閥對一些現場操作進行信號指示和自動化控制。降低生產過程中人工錯誤的發生。
5、通過MOM系統建立產品的電子檔案，替換了企業之前紙本的生產記錄，為企業生產運營無紙化作出貢獻。
達索系統 C&SI 合作伙伴
達索系統開發合作伙伴
