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    2008年2月2日，伊利集團肇東基地基于GE Fanuc Proficy Plant Applications的追蹤與反追蹤系統(tǒng)正式上線運行。該系統(tǒng)的實施幫助伊利肇東基地實現(xiàn)了從原奶收奶到無菌罐裝整個生產(chǎn)過程的追蹤與反追蹤；實現(xiàn)對生產(chǎn)批次的管理，批次流轉(zhuǎn)的監(jiān)控與追溯；對生產(chǎn)參數(shù)、過程參數(shù)與化驗數(shù)據(jù)的監(jiān)控與分析，對關(guān)鍵績效指標(biāo)KPI的采集、分析與管理；建立完整的產(chǎn)品譜系檔案，實現(xiàn)了對產(chǎn)品及生產(chǎn)全過程的有效監(jiān)控。

    該基地是位于黑龍江省肇東市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)的大型液態(tài)奶生產(chǎn)廠，擁有25條世界上最先進的乳制品加工生產(chǎn)線，其中液態(tài)奶生產(chǎn)線18條，酸奶生產(chǎn)線7條，日產(chǎn)850噸超高溫滅菌奶和150噸酸奶，年生產(chǎn)能力超過30萬噸。基本實現(xiàn)了從收奶、標(biāo)準(zhǔn)化、無菌灌裝、機械手包裝的工業(yè)全自動化控制。面對其高度自動化的生產(chǎn)設(shè)備和嚴(yán)格生產(chǎn)控制流程，如何讓生產(chǎn)過程更加透明化，對生產(chǎn)全過程進行管理與分析，有效建立產(chǎn)品的譜系檔案，真正實現(xiàn)從原奶收奶到成品出庫的MES產(chǎn)品完善追蹤鏈，實現(xiàn)產(chǎn)品安全追溯，對每一包疑問牛奶都可以快速回溯到生產(chǎn)的每一環(huán)節(jié)，追蹤責(zé)任，GE Fanuc Proficy軟件解決方案通過其生產(chǎn)管理模塊給出了答案。

    系統(tǒng)架構(gòu)與信息流

    本系統(tǒng)實施的范圍包括原奶收奶系統(tǒng)，前處理系統(tǒng)，原輔料操作站，超高溫系統(tǒng)，質(zhì)量管理操作站以及包裝系統(tǒng)。目前各系統(tǒng)分別由不同廠商實施，GE Fanuc Proficy以其開放的系統(tǒng)架構(gòu)，通過對應(yīng)于不同系統(tǒng)的開放協(xié)議，采集并存儲各系統(tǒng)的生產(chǎn)，管理與分析數(shù)據(jù)，構(gòu)建完整的廠級生產(chǎn)信息平臺。如下圖所示：

圖1   系統(tǒng)信息流圖

    系統(tǒng)軟件解決方案與實施

    1. 實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集：

    采用Proficy HMI/SCADA-iFIX作為數(shù)據(jù)采集的前端接口軟件，通過其豐富的驅(qū)動程序建立與生產(chǎn)現(xiàn)場各控制系統(tǒng)PLC之間的連接，采集第一手的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，其實時過程數(shù)據(jù)庫將提供給實時監(jiān)控畫面提供數(shù)據(jù)，同時將作為廠級實時歷史數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源。

    2. 實時歷史數(shù)據(jù)庫：

    采用Proficy Hitorian作為實時歷史數(shù)據(jù)庫平臺，通過在用作前端數(shù)據(jù)采集工具的HMI/SCADA上安裝數(shù)據(jù)采集器 iFIX Collector，將分散在各生產(chǎn)控制系統(tǒng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)送到Proficy Historian中形成集中的實時歷史數(shù)據(jù)庫平臺。該數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)采集數(shù)度快，數(shù)據(jù)存儲壓縮比例高，數(shù)據(jù)訪問及回取效率高，廠級生產(chǎn)數(shù)據(jù)方便的集中管理等特點。廠級實時歷史數(shù)據(jù)庫平臺是實現(xiàn)生產(chǎn)管理，跟蹤，分析與應(yīng)用的基礎(chǔ)。

    3. 工廠應(yīng)用:

    采用Proficy Plant Applications。作為構(gòu)建制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）的軟件解決方案，該系統(tǒng)構(gòu)建在實時歷史數(shù)據(jù)庫平臺之上，通過其豐富的應(yīng)用功能模塊，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行挖掘、分析與管理，形成包括生產(chǎn)管理，生產(chǎn)與譜系跟蹤，質(zhì)量管理，效率分析，批次管理等不同MES的應(yīng)用。

    Proficy Plant Applications Administrator提供系統(tǒng)建模及組態(tài)開發(fā)的工具，用于構(gòu)建基于S95標(biāo)準(zhǔn)的虛擬數(shù)字工廠――工廠模型。該工廠模型反應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場的生產(chǎn)資源，包括生產(chǎn)車間，生產(chǎn)線，生產(chǎn)單元，生產(chǎn)參數(shù)，質(zhì)量參數(shù)，過程參數(shù)等。而實際的生產(chǎn)的過程則在工廠模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建多種事件模型，包括生產(chǎn)事件模型，生產(chǎn)跟蹤模型，停線管理模型等。通過生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)（來自Proficy Historian）對相應(yīng)事件模型的觸發(fā)構(gòu)建一整套反應(yīng)生產(chǎn)實際的虛擬運行機制，將生產(chǎn)現(xiàn)場的每一個細(xì)節(jié)通過該數(shù)字工廠進行展現(xiàn)，從而實現(xiàn)生產(chǎn)的監(jiān)控與追蹤，生產(chǎn)歷史的回溯。  

圖2  工廠模型

    Proficy Plant Applications Client：通過工廠應(yīng)用的客戶端工具展現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)狀生產(chǎn)狀況的監(jiān)控與追蹤。客戶端工具提供完整的多種監(jiān)視與應(yīng)用分析畫面模塊，包括報警，停線分析，譜系跟蹤，生產(chǎn)事件等，開發(fā)過程中只需簡單調(diào)用對應(yīng)的模塊進行組態(tài)即可實現(xiàn)。如圖所示為生產(chǎn)跟蹤畫面，左邊的畫面中每一個模塊代表某一生產(chǎn)單元上的某一批次，不同批次之間的族譜關(guān)系的通過帶箭頭的曲線進行連接，形象的展示了批次流轉(zhuǎn)的源頭和去向；選中任一批次，右邊的批次生產(chǎn)信息畫面中將展示該批次生產(chǎn)及流轉(zhuǎn)的具體信息，包括批次號，批次執(zhí)行的狀態(tài)，開始時間，結(jié)束時間，流轉(zhuǎn)的源頭和目標(biāo)，生產(chǎn)過程參數(shù)等相關(guān)信息。

圖3  譜系跟蹤運行畫面

    實時信息門戶： 通過Proficy Realtime Information Portal提供對多種數(shù)據(jù)源對象的訪問，從而提供多種維度的生產(chǎn)信息監(jiān)控與分析，并以圖形化的方式進行WEB發(fā)布與查詢。

    通過實時數(shù)據(jù)連接器直接連接到前端的生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集工具軟件 HMI/SCADA――iFIX后臺的實時數(shù)據(jù)庫，直接獲取生產(chǎn)現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的實時監(jiān)視，并以圖形化的方式在WEB上發(fā)布。

    通過歷史數(shù)據(jù)庫連接器連接到實時歷史數(shù)據(jù)庫Proficy Historian上，以獲取相關(guān)參數(shù)的實時或歷史數(shù)據(jù)，提供實時或歷史數(shù)據(jù)曲線的分析，并在WEB上發(fā)布。

    通過關(guān)系型數(shù)據(jù)連接器連接到Proficy Plant Applications后臺數(shù)據(jù)庫，進行報警記錄查詢，KPI查詢，生產(chǎn)追蹤與報表查詢等，并在WEB上發(fā)布。

    結(jié)論

    通過生產(chǎn)追蹤與反追蹤系統(tǒng)的實施，使得基地的生產(chǎn)管理更加關(guān)注于乳品生產(chǎn)的焦點區(qū)域；更加準(zhǔn)確的找出生產(chǎn)改善與提高的關(guān)鍵因素，更加透明和嚴(yán)格控制生產(chǎn)的每一環(huán)節(jié)；為基地面向更高標(biāo)準(zhǔn)的食品衛(wèi)生需求，對生產(chǎn)批次的跟蹤與反追蹤，產(chǎn)品質(zhì)量和規(guī)格的管理，HACCP危險區(qū)域的參數(shù)管理等方面作出貢獻(xiàn)。

                                                         GE Fanuc智能設(shè)備（上海）有限公司

                                                                       童正軍