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1 方案背景與目標

    國藥集團上海血液制品有限公司云南分公司成立于 2018 年 12 月，位于昆明空港區，占地面積 160 畝，總投資約 16.55 億元，于2022年10月試生產成功，主要生產產品包含人血白蛋白、免疫球蛋白、凝血因子三大類產品 10 個品種 18 個規格的產品，填補了云南省血液制品產業的空白，成為了新的國際化標準的血液制品生產基地。

在項目建設之初，公司就規劃打造全新的智能制造系統，實現在統一的平臺上進行生產過程中的調度、質量控制、物料平衡、過程追蹤、產品追溯、生產管理、設備狀態管理、生產績效與報表分析，自動化生產，批次配方管理，數據采集整合等功能，從而建立適合云南血制品發展的新的管理模式，實現生產管理自動化、數字化、精細化、生產決策可視化、智能化、推動企業降低成本、提高效率、不斷提升產業水平。

    西門子作為云南血制項目最重要的合作伙伴，在項目建設過程中提供了完整的數字化解決方案，幫助客戶實現了生產管理，工藝控制，流程操作等的自動化、數字化與一體化，大幅提升了生產透明度、生產效率、質量管控能力等，并減少了操作、管理及維護難度。通過長達半年的實地調研，在充分了解客戶的需求后，西門子為工廠量身打造了MES+DCS+SCADA+COMOS的系統部署方案， 并通過全面規劃與設計全廠IOT網絡，將各系統融合在一起，實現全廠數據安全互聯互通。同時，西門子通過獨有的技術方案，開創性的實現了制造執行系統MES與自動化控制系統PCS的深度融合，將客戶20多個工藝段，200多個工藝配方流程，800多個生產管理子流程以及5000多個生產控制點融合在一起，從生產訂單下發開始，到批記錄審核放行結束，實現了生產全流程一體化自動管理與控制。另外，通過建立COMOS數字化工廠平臺，實現了企業從工廠設計到運維的全生命周期管理，并實現了工廠數字化運維。

2 方案詳細介紹

2.1 安全集成的IT/OT工業網絡

依據通信網絡所承載的業務類型，將通信網絡區分為企業 IT 網絡和生產 OT 網絡，本方案目的是實現一體化通信的數字化生產網絡通信平臺，覆蓋所有生產相關業務系統的設備連接和數據傳輸節主要涉及OT（生產網絡）結構設計，其中基于虛擬化技術的生產系統的服務器和存儲均布署在生產信息中心。依據功能與連接通信設備類型，將 OT 生產網絡劃分為三個層次，依次為生產核心網絡、生產骨干網絡和生產接入網絡，根據工藝控制系統的結構設計，骨干網絡物理隔離為終端總線骨干網和系統總線骨干網，通過虛擬化主機雙網卡互連；接入網絡物理隔離為終端總線接入網絡和系統總線接入網絡，終端總線接入網絡主要承擔各控制系統現場操作員站的接入，系統總線接入網絡主要承擔各控制系統控制器和現場執行設備接入。同時該通信平臺中根據層次劃分，已經整合了：

·  工業現場無線信號覆蓋，用于無線移動設備接入應用；

·  遠程通信解決方案，用于一體化遠程維護與調試，減低系統維護成本；

· 工業網絡安全逐級防御系統，用于工業信息安全防護。

全面的提供了血制品自動化所需的一體化通信平臺所需的各項必要功能。

圖 安全集成的IT/OT工業網絡

2.2 深度融合的數據流與業務流

云南血制項目采用MES+DCS+SCADA+COMOS的系統部署方案。并與ERP、WMS、EMS系統對接。實現全廠的數字化管理。

從ERP下發訂單到MES，MES系統自動拆解訂單，連續設備采用MES+Batch+PCS融合解決方案達成縱向集成。MES下發參數給PCS7，PCS7執行生產過程并返回數據給MES，實現工藝的精準控制及規避人工設置PCS7導致的質量風險。通過西門子MES系統、BATCH系統和PCS系統三者的融合，實現了生產管理系統和生產控制系統之間的工作流程可以統一起來，工作流程之間數據可以可靠交互。在融合系統的基礎上，通過對生產管理和過程控制的全流程融合調研，融合設計，融合測試及融合驗證，實現全流程管控一體化，提高工藝控制穩定性，減少因生產管理等原因造成的損失。

離散設備采用MES+SCADA解決方案縱向集成，MES獲取關鍵工藝控制點信息及根據自控信息生成報表、曲線，實現數據的完整性。MES全面管理車間的人機料法環，在物料接收或退庫時，自動與WMS對接，自動生成相應庫存，實現倉庫到車間一碼通的物料追蹤體系，MES成品入庫時，自動與WMS對接。實現產品的全生命周期管理。MES生產過程中涉及的設備也與comos做了全面對接。COMOS系統中被批準的設備才能被MES使用，同時同步設備效期，保證工廠的生產與運維有序進行。MES中的環境確認則與EMS對接，確認環境，保證生產可控生產。

圖 深度融合的數據流與業務流

2.3 一體化的運維與集成

云南血制項目使用COMOS進行一體化的運維，對生產管理的過程進行輔助。系統與SAP對接，從SAP中獲取設備資產臺賬數據，運用桌面端、網頁端、APP端多端提供便捷的設備維修維保服務，提供了廠區設備穩定性。在維護時既可參考來自數字化移交的工藝流程數據，也可以靈活調整流程，并與SAP系統進行數據對接，完成管理閉環。項目還采用計量管理系統更新設備效期，保證MES中設備始終處于高可用狀態，保證生產的質量。系統還利用COMOS Walkinside進行入場培訓和安全培訓，有效地提升了工廠的EHS安全水平。

圖 一體化的運維與集成

3 代表性及推廣價值

· 規范化的制造過程

通過系統建模，系統基于 SOP 自動分解生產訂單生成生產指令，指導生產操作人員生產，規范人員操作。并實時跟蹤生產過程，記錄數據，在生產結束時收集生產執行結果，形成電子批生產記錄。

· 集成化的車間管理

建立車間生產過程信息化系統，以車間使用/管理人員為中心，對與之相關的人員、信息、流程進行全面集成。系統對生產過程中產生的海量實時數據和大量分散的數據利用查詢分析工具及時加工處理，并實時展示。管理人員能在同一畫面、趨勢、報表中集中得到生產工藝上相互關聯但又分散在不同系統中的信息，便于對比、分析、跟蹤、監視，有利于全面系統地把握全廠生產狀況。

· 精細化的質量控制

質量管理貫穿于企業生產活動的全過程，通過基于國際標準的建模和生產流程的執行控制，把生產過程與質量控制過程數字化，幫助操作人員提高生產操作水平和產品質量控制水平。

· 可溯化的制造過程

通過條碼自動識別和收集物料數據，覆蓋從原料采購、庫存、稱量、配料、按照所需工藝路徑生產，車間中轉，直到成品入庫整個生產過程。并與 DCS、Batch 集成數據，可以有效的對生產過程參數、環境參數、設備狀態、差異報警等所有重要的信息進行歸集。