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1  引言

    從計劃到市場，從封閉到開放，近年來我國浮法玻璃工業(yè)發(fā)展的內(nèi)外環(huán)境發(fā)生了巨大變化，一方面我國的浮法玻璃工業(yè)已經(jīng)取得了突破性發(fā)展，不僅產(chǎn)量逐年遞增，而且技術(shù)也在不斷更新；但另一方面，由于我國浮法玻璃行業(yè)產(chǎn)能增長過快，造成市場競爭加劇，而且原材料價格的上漲更使企業(yè)的生產(chǎn)成本上升，再加上大型跨國玻璃集團(tuán)在中國的擴(kuò)張步伐逐步加快，這一切都使國內(nèi)浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)的生存面臨更大的壓力。國內(nèi)浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)要想在買方市場和全球化競爭壓力下生存發(fā)展，就必須全面提升核心競爭力，其主要表現(xiàn)在企業(yè)對市場反應(yīng)的速度、質(zhì)量、成本、服務(wù)和柔性，這些要素的改善和提高，都離不開企業(yè)信息化建設(shè)這一重要的基礎(chǔ)和后盾。

    浮法玻璃工業(yè)作為典型的流程生產(chǎn)工業(yè)，現(xiàn)有的信息可分為兩大類：

    (1) 生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括生產(chǎn)控制系統(tǒng)產(chǎn)生的實時數(shù)據(jù)以及由此產(chǎn)生的計算統(tǒng)計數(shù)據(jù)如配料量、熔化量、拉引量、能耗、電耗、氮氫用量、成品率等，還包括直接來源于生產(chǎn)線的人工技術(shù)數(shù)據(jù)如原料的配方和化驗分析數(shù)據(jù)、成品質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)、錫耗等；

    (2) 管理數(shù)據(jù)，包括經(jīng)營決策、計劃、調(diào)度、財務(wù)、銷售、采購、庫存、人力資源等數(shù)據(jù)。現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)的信息化建設(shè)的關(guān)鍵就是要將上述的生產(chǎn)信息和管理信息結(jié)合起來，建立一個管理控制一體化系統(tǒng)，具體的說，就是運用系統(tǒng)集成的思想和方法，采用計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動控制技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)及現(xiàn)代企業(yè)管理模式，建立一個全集成的、開放的、全廠綜合自動化的信息平臺，將企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中有關(guān)管理、技術(shù)和人力等三要素的信息流、物流及資金流進(jìn)行有機(jī)的集成并整體優(yōu)化。可以說，管控一體化系統(tǒng)的建設(shè)是生產(chǎn)企業(yè)信息化建設(shè)中不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其內(nèi)容涵蓋了生產(chǎn)企業(yè)信息化建設(shè)的全部內(nèi)涵，是生產(chǎn)企業(yè)信息化建設(shè)的最重要組成部分。

2  管控一體化結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和市場動向

    在管控一體化技術(shù)的發(fā)展過程中，其結(jié)構(gòu)體系經(jīng)過了多年發(fā)展，逐漸形成了的ERP/MES/PCS三層結(jié)構(gòu)體系，即ERP企業(yè)資源計劃、MES制造執(zhí)行系統(tǒng)、PCS過程控制系統(tǒng)。

    PCS系統(tǒng)重點在于對設(shè)備和工藝過程進(jìn)行有效的、高精度、高水平的檢測控制，其目標(biāo)是滿足工藝指標(biāo)要求，從生產(chǎn)的角度保證產(chǎn)品的質(zhì)量最優(yōu)、生產(chǎn)成本最低并按時按量交貨。PCS系統(tǒng)主要通過DCS（分布式控制系統(tǒng)）及其變種、PLC（可編程序控制器）、SCADA（數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)）、常規(guī)儀表、繼電器控制等完成對設(shè)備和工藝過程的檢測控制。

    MES系統(tǒng)是基于精確的實時數(shù)據(jù)、以生產(chǎn)綜合指標(biāo)為目標(biāo)的生產(chǎn)過程優(yōu)化控制、優(yōu)化運行與優(yōu)化管理的技術(shù)，在整個管控一體化系統(tǒng)中承上啟下，是ERP系統(tǒng)與PCS信息溝通的橋梁。對于面向制造加工工業(yè)和流程工業(yè)的ERP，脫離MES將無法根據(jù)市場需求去組織、管理和優(yōu)化生產(chǎn)。由于每個行業(yè)的生產(chǎn)工藝不同，不同的行業(yè)對MES系統(tǒng)的要求和著重點是完全不同的，其實施可從旨在解決一兩個當(dāng)務(wù)之急的工廠生產(chǎn)瓶頸問題著手，開發(fā)相應(yīng)的MES子系統(tǒng)，并逐步地擴(kuò)大為一個完整的層面。

    ERP系統(tǒng)是指建立在先進(jìn)的管理思想和信息技術(shù)基礎(chǔ)上，把客戶需求和企業(yè)內(nèi)部的制造活動以及供應(yīng)商的制造資源整合在一起，通過對采購、生產(chǎn)、成本、庫存、銷售、財務(wù)、人力資源進(jìn)行合理規(guī)劃，從而達(dá)到最佳資源組合、取得最佳效益的計算機(jī)綜合信息系統(tǒng)。與MES系統(tǒng)不同，ERP系統(tǒng)側(cè)重于企業(yè)的經(jīng)營決策、生產(chǎn)組織、生產(chǎn)管理等宏觀方面的優(yōu)化，是計劃的制定者，而MES系統(tǒng)則是計劃的執(zhí)行者。

    PCS、MES、ERP三大系統(tǒng)是高度相關(guān)的，只有在管理技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)的共同推進(jìn)下實現(xiàn)三大系統(tǒng)的綜合集成，才能真正完成信息的綜合應(yīng)用，實現(xiàn)管控一體化。一個完整的、能夠引導(dǎo)企業(yè)保持長期的業(yè)務(wù)利益和價值的綜合信息系統(tǒng)，必須是ERP，MES和PCS三者整合后協(xié)同作用的結(jié)晶。

    當(dāng)今對管控一體化發(fā)展表現(xiàn)得最積極的當(dāng)屬工業(yè)自動化系統(tǒng)的供應(yīng)商，各大著名公司紛紛推出了一系列的解決方案，如西門子的全集成自動化(TIA)、GE Fanuc的智能化生產(chǎn)管理(IPM)、羅克韋爾公司(AB)的電子化制造(e-Manufacturing)、施耐德(Modicon)的透明工廠、ABB的Industrial IT、Honeywell的Experion PKS、Foxboro的I/A Series A2、Emerson公司的Plant Web、橫河的企業(yè)技術(shù)解決方案(ETS、e-RM)、和利時的MACS SmartPro等，均屬于管控一體化概念的范疇。這些系統(tǒng)的共同特點是立足PCS層，以過程控制為主，部分公司通過并購或開發(fā)增加了旗下系統(tǒng)的MES、ERP功能或具備了與MES、ERP集成的軟、硬件基礎(chǔ)，進(jìn)行自下而上的滲透，但大部分系統(tǒng)所謂的管控一體化解決方案僅僅是概念上的延伸。相比之下，國內(nèi)的和利時公司則在管控一體化方面走出了扎實的路子，不僅自主開發(fā)了ERP系統(tǒng)HS2000 ERP，還進(jìn)一步開發(fā)了作為MES系統(tǒng)重要組成的實時信息系統(tǒng)RealMIS，與其DCS系統(tǒng)MACS SmartPro整合在一起，提供了管控一體化的一種解決方案，獲得了很好的業(yè)績。

    相比PCS系統(tǒng)供應(yīng)商應(yīng)對管控一體化是自下而上的滲透，ERP軟件開發(fā)商應(yīng)對管控一體化則是自上而下的滲透。目前國內(nèi)參與ERP市場競爭的供應(yīng)商及相關(guān)企業(yè)要超過30家，如國外的供應(yīng)商SAP、Baan等、國內(nèi)供應(yīng)商用友、利瑪、和佳、中軟冠群等，一些杰出的開發(fā)商早已從管控一體化的視角開發(fā)或完善自己的ERP系統(tǒng)，并結(jié)合應(yīng)用的行業(yè)，逐漸增加相應(yīng)的MES功能，但也許是限于工藝技術(shù)、控制技術(shù)的掌握程度，總體來說，ERP系統(tǒng)自上而下的延伸力度不如PCS系統(tǒng)自下而上的延伸力度。

    不管是哪種方向的擴(kuò)張滲透，都在蠶食MES系統(tǒng)的地盤，其原因就在于ERP和PCS的開發(fā)已經(jīng)趨于成熟，而MES起步較晚，行業(yè)通用性不強(qiáng)、也沒有受到足夠的重視，市場上成熟的MES產(chǎn)品不多，獲得成功應(yīng)用的少之又少，但這種現(xiàn)狀卻不能抹殺MES在管控一體化系統(tǒng)中的重要性。

3  中國浮法玻璃管控一體化的現(xiàn)狀

    作為傳統(tǒng)制造業(yè)，和絕大多數(shù)建材企業(yè)一樣，我國浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)的管控一體化建設(shè)總體上處于起步階段，其現(xiàn)狀是過程自動化的相對先進(jìn)性與管理信息化的滯后性并存，許多企業(yè)僅僅從技術(shù)層面理解信息化問題，僅對以信息化帶動技術(shù)進(jìn)步，解決質(zhì)量過程控制問題給予重視，絕大多數(shù)企業(yè)并沒有建立集生產(chǎn)、經(jīng)營決策、計劃、調(diào)度、財務(wù)、銷售、采購、庫存、人力資源管理等管控一體化系統(tǒng)。

3.1  過程控制系統(tǒng)（PCS層）信息化的現(xiàn)狀和問題

    一條完整的浮法玻璃生產(chǎn)線可分為許多工段，包括配料混合、熔制、錫槽、退火窯、冷端等主線工段、還包括氮氫站、油站（或天然氣站、煤氣站）、循環(huán)水站、壓縮空氣站、高低壓變配電所、余熱鍋爐房等公用工程。由于長期以來的應(yīng)用習(xí)慣，各工段采用的控制系統(tǒng)模式各不相同，品牌也更是五花八門。

    配料混合控制通常采用監(jiān)控計算機(jī)+PLC+配料控制器的模式或監(jiān)控計算機(jī)+PLC（其中包含了PLC的配料模塊）的模式，雖然監(jiān)控計算機(jī)采集并保存了配料混合的所有實時數(shù)據(jù)，但是各浮法生產(chǎn)線的配料控制系統(tǒng)并不都具備開放的數(shù)據(jù)接口，如有些系統(tǒng)僅以EXCEL文件的形式保存數(shù)據(jù)，更難以提供先進(jìn)的如OPC等數(shù)據(jù)接口。當(dāng)然，那些采用了iFIX、Cimplicity HMI、WINCC等監(jiān)控組態(tài)軟件或采用了SQL Server等數(shù)據(jù)庫的配料控制系統(tǒng)，就可以提供開放的數(shù)據(jù)庫接口（ODBC）或OPC接口。

    目前熔制、錫槽、退火窯三大熱工設(shè)備的控制基本上采用第三代或第四代DCS系統(tǒng)，ABB的Industrial IT、Emerson的DeltaV、 Foxboro的I/Aseries和A2、Honeywell的PlantScape和Experion PKS、西門子的PCS7、和利時的MACS SmartPro等國內(nèi)外著名品牌DCS在全國百余條生產(chǎn)線上都有應(yīng)用，上述絕大部分系統(tǒng)的共同特點之一就是開放性，向上通過提供開放的數(shù)據(jù)庫接口（ODBC）或OPC接口去連接管理層，向下則支持多種標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線。但是早期應(yīng)用于浮法線的老版本的DCS則大多是自我封閉的系統(tǒng)，基本上不具備開放性。

    冷端的控制幾乎全采用PLC，根據(jù)機(jī)組功能分為橫切機(jī)、掰斷加速、分片、堆垛等若干套單機(jī)PLC控制系統(tǒng)，以往這些單機(jī)系統(tǒng)之間的信號聯(lián)絡(luò)大多通過I/O模塊，而許多重要的信息如玻璃規(guī)格、輥道速度、輸送目標(biāo)等都無法通過PLC之間的數(shù)字通訊來實現(xiàn)。沒有通訊網(wǎng)絡(luò)在冷端控制系統(tǒng)本身就已經(jīng)制造了許多個自動化孤島，更無法實現(xiàn)和其他工段的網(wǎng)絡(luò)通訊。但近年來，各大PLC生產(chǎn)廠商紛紛提升各自PLC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)水平，一方面工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)成為主流，許多PLC的CPU模塊上均已集成了以太網(wǎng)接口，不僅CPU模塊之間可以便捷可靠高速通訊，任何掛在網(wǎng)上的計算機(jī)都可以通過PLC廠家提供的驅(qū)動軟件從CPU讀寫數(shù)據(jù)；另一方面，現(xiàn)場總線技術(shù)得到廣泛的采用，PLC與系統(tǒng)內(nèi)的智能設(shè)備實現(xiàn)了數(shù)字化通訊。因此，一些新設(shè)計的冷端控制系統(tǒng)已考慮了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和開放性。

    氮氫站的控制基本上是由設(shè)備附帶，自成體系。根據(jù)機(jī)組大小和價格，制氮控制系統(tǒng)采用DCS或PLC，也有采用常規(guī)儀表的。而制氫控制系統(tǒng)大多采用常規(guī)儀表，少數(shù)系統(tǒng)采用PLC。雖然采用DCS和PLC的那些系統(tǒng)從技術(shù)上具備了和外部通訊的條件，但總體上說，所有的制氮制氫控制系統(tǒng)無論從硬件上還是軟件上，基本上沒有考慮開放性。

    部分10kV以上高壓變配電所采用了微機(jī)綜保系統(tǒng)，可以預(yù)留外部通訊接口，其他的高/低壓變配電所基本上沒有配備電力監(jiān)視系統(tǒng)，一切電流、電壓、功率、電度等電力數(shù)據(jù)無法和外部通訊。

    根據(jù)熔窯燃料的不同，相應(yīng)的浮法線附有油站、天然氣站或煤氣站，除煤氣站常常進(jìn)入三大熱工設(shè)備的DCS系統(tǒng)外，油站和天然氣站大都采用常規(guī)儀表控制，沒有配備過程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因此和外部數(shù)字通訊更無從談起。余熱鍋爐房、循環(huán)水站、壓縮空氣站等基本上采用常規(guī)儀表控制或繼電器控制，和外部數(shù)字通訊的條件也不具備。

    應(yīng)該說，當(dāng)前我國浮法玻璃企業(yè)的生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的水平已經(jīng)基本跟上了世界自動化技術(shù)的發(fā)展，許多新的控制技術(shù)和產(chǎn)品在浮法玻璃生產(chǎn)線上都有不同程度的應(yīng)用，但是從管控一體化的角度來看，還是存在諸多問題：

(1)  自動化信息孤島使生產(chǎn)線各工段的信息共享難以實現(xiàn)

    由上述可見，國內(nèi)浮法生產(chǎn)線各工段的控制系統(tǒng)形態(tài)各異，總體上很少考慮與外部的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通訊問題，很多采用較新型號的DCS系統(tǒng)也僅僅是預(yù)留了以太網(wǎng)接口，有些系統(tǒng)連OPC軟件模塊也沒有配備，PLC系統(tǒng)也是如此，多采用常規(guī)儀表、繼電器控制的公用工程也缺少SCADA系統(tǒng)。實際上，當(dāng)前的浮法生產(chǎn)線并沒有實現(xiàn)設(shè)備之間、各系統(tǒng)之間、控制與管理之間的信息共享，各工段自動化系統(tǒng)是一個一個的信息孤島，嚴(yán)重制約了企業(yè)的發(fā)展和資源共享。

(2)  應(yīng)用程序的開發(fā)沒有顧及未來實施管控一體化的需要

    無論是選用DCS還是PLC或者是其他廠家自成體系的微機(jī)控制系統(tǒng)，都必須二次開發(fā)符合浮法玻璃生產(chǎn)線工藝要求的應(yīng)用程序，但往往是生產(chǎn)線控制系統(tǒng)投產(chǎn)在前，而管理系統(tǒng)遙遙在后，應(yīng)用軟件的開發(fā)根本就沒有從管控一體化的角度系統(tǒng)考慮信息交換的問題，未來上層管理系統(tǒng)下達(dá)的協(xié)調(diào)優(yōu)化信息無法融入當(dāng)前的應(yīng)用程序，而當(dāng)前的信息也只是考慮自身應(yīng)用，沒有系統(tǒng)的整理以備日后上層管理系統(tǒng)使用，這都給未來實施管控一體化造成了一定的障礙。

(3)  現(xiàn)場總線沒有全面應(yīng)用制約了現(xiàn)場級控制設(shè)備和儀表的數(shù)字透明化

    現(xiàn)場總線的核心是數(shù)據(jù)通訊，可以傳輸大量的信息，將現(xiàn)場控制設(shè)備和儀表納入現(xiàn)場總線的目的是能實現(xiàn)控制設(shè)備和儀表的遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷、預(yù)防維護(hù)、在線調(diào)校等功能，即所謂的數(shù)字透明化。盡管最新的DCS和PLC都支持各種形式的現(xiàn)場總線，包容了FCS的功能，而很多現(xiàn)場級設(shè)備和儀表也配備了多種現(xiàn)場總線接口，但現(xiàn)場總線在浮法玻璃生產(chǎn)線上僅是局部應(yīng)用，少量系統(tǒng)采用了現(xiàn)場總線化的質(zhì)量流量計、變送器、調(diào)節(jié)閥、變頻器等，絕大部分系統(tǒng)都還停留在依靠一對一布線來實現(xiàn)檢測、反饋與操作指令等模擬信號傳輸?shù)碾A段，這就使管理層無法獲知底層設(shè)備的全面信息，形成了盲區(qū)。

(4)  先進(jìn)的控制和優(yōu)化策略的應(yīng)用程度較低

    實施管控一體化的終極目標(biāo)是提高企業(yè)的效益，既要管理出效益，也要控制出效益。雖然目前在浮法玻璃生產(chǎn)線上應(yīng)用的控制系統(tǒng)相對先進(jìn)，但絕大部分的針對浮法工藝的控制策略都采用常規(guī)的PID控制，許多成熟的、先進(jìn)的控制和優(yōu)化策略，如預(yù)測控制、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制等高級智能控制等等都沒有得到應(yīng)用，不言而喻，這些先進(jìn)的策略有助于提高質(zhì)量、減少能耗、降低成本。所以，先進(jìn)的控制和優(yōu)化策略的應(yīng)用程度較低也將影響管控一體化的實施效果。

3.2  企業(yè)資源計劃（ERP層）和制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES層）的應(yīng)用現(xiàn)狀

    ERP無論是在中國還是在全世界都掀起了一場關(guān)于管理思想和管理技術(shù)的革命，這一新的管理方法和管理手段正在越來越多的中國的企業(yè)中被迅速的應(yīng)用和發(fā)展。由于資金和認(rèn)識的限制，目前絕大部分浮法玻璃企業(yè)都沒有規(guī)劃或?qū)嵤〦RP系統(tǒng)。雖然大多數(shù)浮法玻璃企業(yè)在管理層面上采用了財務(wù)管理、人事管理、電子報表等基礎(chǔ)管理系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)目前還停留在單項系統(tǒng)、單個部門的應(yīng)用上，已經(jīng)不能適應(yīng)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展對管理的需要。

    盡管ERP在國內(nèi)浮法玻璃企業(yè)的應(yīng)用相當(dāng)少，但從認(rèn)知的角度，相比MES，還是逐漸進(jìn)入了管理者的視野。制造執(zhí)行系統(tǒng)MES，作為管控一體化不可缺少的一個層面，不僅在浮法生產(chǎn)企業(yè)，就是在國內(nèi)其他生產(chǎn)企業(yè)，認(rèn)識的人也很少。雖然作為一個完整的層面，MES系統(tǒng)還沒有進(jìn)入國內(nèi)浮法生產(chǎn)企業(yè)，但實際上，作為過程控制系統(tǒng)的衍生，部分MES的功能已經(jīng)在一些浮法生產(chǎn)線上實現(xiàn)，或至少具備了實現(xiàn)的硬件和系統(tǒng)軟件條件，表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)  三大熱工設(shè)備的DCS系統(tǒng)具備了實現(xiàn)MES系統(tǒng)部分功能的條件。

    在浮法玻璃生產(chǎn)線上，由于熱工工藝的獨特性，熔窯、錫槽、退火窯等三大熱工設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)遠(yuǎn)比三大熱工設(shè)備與其他工段之間的關(guān)聯(lián)更為密切，對三大熱工設(shè)備的調(diào)度、執(zhí)行、優(yōu)化控制和跟蹤等管控手段也與其他工段不同，如果實施一個完整的MES系統(tǒng)，有理由也有必要將三大熱工設(shè)備歸入同一個MES子系統(tǒng)；三大熱工系統(tǒng)在PCS層面上的控制也有別于其他工段以數(shù)字量為主的順序控制，而是以模擬量為主的過程控制，控制策略也大相庭徑，擅長過程控制的DCS系統(tǒng)或其變種理所當(dāng)然的將三大熱工設(shè)備納入其控制范疇，從DCS的視角看，控制不僅僅意味著組態(tài)若干個控制回路去控制相應(yīng)的指標(biāo)，而是應(yīng)將整個熱端看作一個相對獨立的控制實體，這與MES系統(tǒng)在基礎(chǔ)上不謀而合，因此，在沒有MES系統(tǒng)的情況下，DCS就硬件和系統(tǒng)軟件來說完全有條件承擔(dān)起大部分針對熱端的MES功能。 但遺憾的是，國內(nèi)浮法玻璃管理控制技術(shù)的開發(fā)者沒有給予MES足夠的認(rèn)識和重視，而專業(yè)的MES軟件開發(fā)商限于工藝技術(shù)的壁壘，也無法深入浮法玻璃生產(chǎn)領(lǐng)域，目前DCS系統(tǒng)包含的還僅僅是PCS層的內(nèi)涵。

(2)  全自動拉邊機(jī)的普及大大增強(qiáng)了MES系統(tǒng)的實用性。

    在使用普通拉邊機(jī)的浮法玻璃生產(chǎn)線上，改變玻璃厚度需要對拉邊機(jī)進(jìn)行一系列復(fù)雜的人工操作和調(diào)整，既費時又費力，在此基礎(chǔ)上實施MES系統(tǒng)，其實用性將大打折扣，例如當(dāng)ERP系統(tǒng)確認(rèn)了某種厚度的玻璃訂單，并在合適的時候交由MES系統(tǒng)執(zhí)行時，MES系統(tǒng)將根據(jù)生產(chǎn)線的實時信息自動產(chǎn)生一系列的最優(yōu)化操作指令，如改變閘板開度、確定每一對拉邊機(jī)的擺角、速度、推進(jìn)和壓下與否、在合適的時間調(diào)節(jié)退火參數(shù)等，而這時的拉邊機(jī)人工調(diào)整就成了瓶頸工序，人工調(diào)整在時間和效果兩方面的不確定性直接影響制造周期、成品率和質(zhì)量，同時增加了ERP系統(tǒng)對訂單響應(yīng)的不確定性，從ERP系統(tǒng)的視角看，就是產(chǎn)能不足。近年來全自動拉邊機(jī)在國內(nèi)多條浮法玻璃線上得到應(yīng)用，且有普及的趨勢，由于全自動拉邊機(jī)的擺角、速度、推進(jìn)和壓下與否等參數(shù)均可通過數(shù)字設(shè)定精確的被執(zhí)行或調(diào)整，其狀態(tài)信息也能實現(xiàn)數(shù)字化反饋，雖然目前采用全自動拉邊機(jī)的生產(chǎn)線基本上還是以人工數(shù)字設(shè)定為主，本質(zhì)上還是屬于人工調(diào)整，但采用全自動拉邊機(jī)將大大增強(qiáng)今后MES系統(tǒng)的實用性這一點是肯定的。

(3)  冷端優(yōu)化切割系統(tǒng)是MES系統(tǒng)不可分割的一部分。

    或許開發(fā)者事先并沒有意識到，冷端優(yōu)化切割系統(tǒng)已經(jīng)完全體現(xiàn)了MES系統(tǒng)的功能設(shè)想，只要配置好與ERP系統(tǒng)的接口，就是一個完整的針對冷端的MES子系統(tǒng)。浮法玻璃生產(chǎn)的連續(xù)性決定了其產(chǎn)銷管理模式首先應(yīng)是優(yōu)先響應(yīng)訂單，當(dāng)訂單生產(chǎn)完成后，就要面向庫存生產(chǎn)。ERP系統(tǒng)綜合了訂單、庫存、產(chǎn)能、成本、人力、歷史分析、市場預(yù)測、生產(chǎn)線實時信息等因素后，將形成一份動態(tài)的、按優(yōu)先等級分為若干種計劃的生產(chǎn)任務(wù)，每種計劃都包含了厚度、規(guī)格、等級、數(shù)量、時間等信息，所有的計劃按厚度可分為幾大類，一般來說優(yōu)先等級最高的是符合當(dāng)前生產(chǎn)厚度的一類，每一類里也就是說在同一厚度下，優(yōu)先等級最高的是緊急訂單，其次是一般訂單，最后是完成訂單后的面向庫存的計劃。優(yōu)化切割系統(tǒng)將根據(jù)ERP系統(tǒng)下達(dá)的當(dāng)前厚度計劃中的優(yōu)先級、規(guī)格、等級、數(shù)量、完成時間等信息，綜合在線玻璃缺陷裝置提供的實時缺陷信息，產(chǎn)生包含滿足等級要求的各計劃規(guī)格和最小化嚴(yán)重缺陷規(guī)格的切割隊列，再下達(dá)給橫縱切機(jī)組控制系統(tǒng)。從上述可以看出，雖然冷端優(yōu)化切割系統(tǒng)在目前國內(nèi)浮法生產(chǎn)企業(yè)的應(yīng)用還不是很廣泛，但這卻是實施浮法玻璃企業(yè)管控一體化、構(gòu)造具有浮法玻璃特色的MES系統(tǒng)不可或缺的關(guān)鍵部分。

4  中國浮法玻璃管控一體化的發(fā)展思路

    正如上文所說，浮法玻璃行業(yè)的現(xiàn)狀是過程自動化的相對先進(jìn)性與管理信息化的滯后性并存，而資金投入的相對不足、復(fù)合型人才的缺乏、觀念和認(rèn)識上的相對落后則是造成信息化滯后的根本原因，因此，提高認(rèn)識，改變觀念，突破資金與人才因素的制約，加強(qiáng)信息化建設(shè)資金投入與人才培養(yǎng)，是實施管控一體化的基本前提。

    近年來，管控一體化在以鋼鐵、石化、醫(yī)藥等為代表的流程型工業(yè)企業(yè)蓬勃發(fā)展，已成為企業(yè)提高競爭力，決勝市場的關(guān)鍵手段。但由于行業(yè)之間的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)銷模式、信息基礎(chǔ)、知識結(jié)構(gòu)、資金投入等都有很大區(qū)別，浮法玻璃行業(yè)可以借鑒這些已經(jīng)成功的現(xiàn)有行業(yè)經(jīng)驗，但不能照搬。管控一體化系統(tǒng)的建設(shè)是一個復(fù)雜的高科技的系統(tǒng)工程，不可能一蹴而就，應(yīng)分階段逐步實施，就浮法玻璃企業(yè)而言，長期以來都是以信息化帶動技術(shù)進(jìn)步、解決質(zhì)量過程控制問題為出發(fā)點，屬于典型的技術(shù)驅(qū)動，很少從管理的角度來考慮信息化的問題，而這種思維定式在短期內(nèi)很難改變，因此，浮法玻璃企業(yè)管控一體化的分步建設(shè)從系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上說應(yīng)自下而上，在實施的過程中逐漸改變觀念，統(tǒng)一認(rèn)識，減少阻力。

(1)  做好前期的整體規(guī)劃，確定合適的管控一體化功能結(jié)構(gòu)體系

    不少企業(yè)在管控一體化建設(shè)過程中出現(xiàn)的問題往往由于缺乏前期的整體規(guī)劃或者雖然進(jìn)行了規(guī)劃，但規(guī)劃的深度和細(xì)度不夠，導(dǎo)致企業(yè)內(nèi)部對管控一體化的認(rèn)識不統(tǒng)一，因而在技術(shù)道路、系統(tǒng)架構(gòu)等方面走了彎路。因此，根據(jù)浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)的具體情況，深入細(xì)致的進(jìn)行整體規(guī)劃，確立適當(dāng)?shù)募夹g(shù)道路和系統(tǒng)構(gòu)架是浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)管控一體化建設(shè)的首要步驟。基于對我國浮法玻璃企業(yè)管控一體化現(xiàn)狀與管理、控制及其一體化和信息技術(shù)發(fā)展趨勢的認(rèn)識研究，本文提出了適應(yīng)浮法玻璃工業(yè)特點的管控一體化的系統(tǒng)構(gòu)架，如圖1所示。

(2)  在新建或升級改造過程控制系統(tǒng)的過程中充分融入管控一體化的思想

    過程控制系統(tǒng)（PCS層）是浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)的強(qiáng)項，但也是實施管控一體化過程中阻力最大操作最難的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果脫離了過程控制，那么管控一體化就失去了存在的基礎(chǔ)。由于各工段的控制系統(tǒng)無論從品種還是從品牌都五花八門，既無法統(tǒng)一也沒有統(tǒng)一的必要，這就對信息的集成提出了很高的要求。浮法玻璃企業(yè)應(yīng)抓住新建或冷修的每一次機(jī)會，貫徹管控一體化的思想，必須要求各工段的控制系統(tǒng)供應(yīng)商按統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的系統(tǒng)軟硬件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范設(shè)計各自的控制系統(tǒng)，在應(yīng)用軟件的開發(fā)上要充分考慮與上層管控系統(tǒng)的信息交換，并盡可能采用先進(jìn)的控制優(yōu)化策略，在資金和技術(shù)允許的條件下，現(xiàn)場設(shè)備儀表也盡可能的采用現(xiàn)場總線技術(shù)。對多數(shù)采用常規(guī)儀表或繼電器控制的公用工程，應(yīng)根據(jù)資金的情況在合適的時間實施SCADA系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)），以便其信息能進(jìn)入管理視野。

(3)  分工段逐步實施具有浮法玻璃特色的MES子系統(tǒng)

    浮法玻璃企業(yè)MES系統(tǒng)的實施必須抓住重點問題，謀求整體最優(yōu)，應(yīng)認(rèn)識到，MES的發(fā)展和應(yīng)用是一個過程，而不是一個事件。雖然市場上有不少商業(yè)成套MES軟件，具有投資規(guī)模、項目周期和易維護(hù)性等方面的優(yōu)點，但由于MES軟件開發(fā)商很難突破工藝壁壘，現(xiàn)成的軟件畢竟不能解決個性化問題，這也是目前業(yè)界對MES系統(tǒng)的開發(fā)模式和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)爭論不休的根本原因。因此，對于浮法玻璃企業(yè)，構(gòu)造MES系統(tǒng)暫時還不合適走購買商業(yè)成套軟件的道路，另一方面，也并不是浮法生產(chǎn)線的所有工序都要建設(shè)MES系統(tǒng)。合適的、符合目前浮法玻璃企業(yè)實際的做法是分工段逐步實施具有浮法玻璃特色的MES子系統(tǒng)，重點發(fā)展冷端優(yōu)化切割系統(tǒng)、基于DCS系統(tǒng)硬軟件的熱端MES子系統(tǒng)、基于原料、配合料分析化驗數(shù)據(jù)和熔化效果專家經(jīng)驗、具有配方優(yōu)化機(jī)制的配料MES子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)將是構(gòu)成浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)管控一體化MES層的骨干。

(4)  進(jìn)行管控一體化網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)，配置合適的實時數(shù)據(jù)庫，完善MES層管控一體化網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)首先要搭建企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)架基礎(chǔ)信息通路，在軟硬件的配置上要充分考慮到系統(tǒng)整體的需要，并要留有足夠的余量，以滿足企業(yè)未來發(fā)展的需要。

    根據(jù)目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的水平和實際應(yīng)用需求，應(yīng)選用光纜介質(zhì)的千兆以太網(wǎng)作為主干網(wǎng)。其次要考慮實時數(shù)據(jù)庫的配置問題，實時數(shù)據(jù)庫是管控一體化的核心問題之一，與傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫不同，實時數(shù)據(jù)庫可解決數(shù)據(jù)與時間的相關(guān)性和共享大量數(shù)據(jù)，其作用一方面是采集過程控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)經(jīng)優(yōu)化、計算、分析后提供給上層ERP系統(tǒng)，使ERP系統(tǒng)能在第一時間獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)，迅速的作出相關(guān)的反應(yīng)和調(diào)整；另一方面使ERP系統(tǒng)的指導(dǎo)信息能實時的下達(dá)給MES系統(tǒng)，以迅速的組織和優(yōu)化生產(chǎn)，同時，實時數(shù)據(jù)庫作為MES系統(tǒng)的重要組成部分，也是各MES子系統(tǒng)整合貫通的橋梁，可以說，實時數(shù)據(jù)庫和各MES子系統(tǒng)一起，構(gòu)成了浮法玻璃完整的MES層。

(5)  選擇合適的ERP系統(tǒng)，與MES層、PCS層全面集成融合

    國內(nèi)的浮法玻璃企業(yè)在工廠管理上花了很大力氣，如采取降耗、減員增效等傳統(tǒng)的管理模式和手段，但都不系統(tǒng)，就事論事，是間斷性的、表面的，沒有總結(jié)內(nèi)在的規(guī)律，因此，實施一套全面體現(xiàn)現(xiàn)代管理思想的ERP系統(tǒng)并與MES和PCS全面集成融合，達(dá)到管控一體化的目標(biāo)，是浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)最終的必然選擇。但目前國內(nèi)外ERP產(chǎn)品龍蛇混雜，浮法玻璃企業(yè)ERP選型要慎重，考慮的因素不僅僅是廠商品牌、產(chǎn)品價格、功能模塊是否全面等表象的因素，而應(yīng)更加關(guān)注ERP產(chǎn)品的可用性。企業(yè)實施ERP最終能否成功不只是看ERP能否成功上線，更應(yīng)該看ERP能否適應(yīng)企業(yè)不斷的發(fā)展。

6  結(jié)語

    總之，浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)管控一體化的建設(shè)是一個循序漸進(jìn)的過程，需要長時間的累積并逐漸完善，而這種融合了現(xiàn)代科學(xué)管理思想、信息技術(shù)和自動控制技術(shù)的綜合管理系統(tǒng)，對面臨內(nèi)外競爭壓力的浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)所產(chǎn)生的作用是不可估量的。筆者有理由相信，以實施管控一體化為突破口，全面提升企業(yè)的管理水平，是中國浮法玻璃企業(yè)邁向世界先進(jìn)水平的必由之路。

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