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MES在各行業(yè)中的需求與解決方案(七)

ainet.cn 2016年07月06日

　　5.4化學品/特種化學品

　　化學與特種化學工業(yè)的特征在于有各種各樣的工藝、產品和工廠類型。一個給定的工廠可能會采用連續(xù)和半連續(xù)工藝以及典型的批處理工藝，范圍從十到幾百種產品或多種變化配方的產品。

　　這導致了對相應的工廠、需要的自動化和過程的復雜性有更廣泛的需求。對相應MES模塊的要求和實施也要進行變化。

　　在多品種工廠，如果生產線是柔性的，有可能在同一工廠的不同段并行生產。在單品種工廠，產品變化可能需要設備或管道變化。各種配料通常使用管道在罐或容器(桶，大袋等)中混合。在這類工廠中，批處理管理軟件，包括模塊化結構配方，協(xié)同過程控制，以及靈活單元分配已成為一種常用標準。

　　在連續(xù)過程中，產品變化比較罕見。多種配料采用管道或筒倉混合。因此，面向批處理處理和生產記錄通常限制在前序或后序階段。

　　圖11提供了一種選擇的工廠結構和復雜等級的概覽。

　　圖11: 化學與特種化學工廠類型

　　配方控制較多地用于不復雜的工廠結構，產品的變化有限，例如不同質量等級的塑料生產。這簡化了過程參數(shù)的調整，執(zhí)行結構化和一致性實現(xiàn)。生產可以用處理單位和生產批次進行評估?？傊?，配方控制提供了運行相關的更好概覽和透明度。

　　特別有的企業(yè)在多個地點，或者同一地點有多個鏈接的生產工廠，MES工具能夠非常有效地計劃、監(jiān)視和控制整個供應鏈。

　　5.4.1典型運行的一般概述

　　由于在化學和特種化學品領域有不同類型的工廠，典型運行過程實際上是不存在的。然而，在特定運行階段的特定元素的規(guī)則可以顯示一般情況。

　　在一般情況下，第一元素是市場需求分析，然后用它做生產規(guī)劃要求的定義(做工單)。

　　生產工單來源于規(guī)劃分派，作為運行活動，分成各個批次并分配到可用單元。檢查配料的可用性，產品儲存和運輸要求的能力也是分派的一部分。對于復雜的工廠結構和生產流程，調度工具用于在計算機屏幕上模仿傳統(tǒng)的規(guī)劃委員會，對調度站提供動態(tài)更新信息。同時，資源的人工分派、分配和監(jiān)視仍常見于不復雜的環(huán)境中。

　　產品的多樣性水平越高，從經濟角度來看，系統(tǒng)使用供應鏈管理工具就更重要。特別在多產品工廠中，這些工具調度和監(jiān)視原料供給和庫存，特別要考慮市場可用性和成本。

　　根據產品的制造規(guī)范，該規(guī)程按自動(配方)、半自動(配方處理與手動交互)或全手動執(zhí)行。模塊化配方軟件可以作為一個MES模塊或作為控制系統(tǒng)的功能實施，支持靈活、透明和自記錄運行，甚至是復雜的處理要求和工廠結構。

　　連續(xù)監(jiān)視半成品或成品的數(shù)量和配料成分和綜合質量測量，支持平滑和規(guī)范兼容的生產。這可能需要實驗室專門準備的分析以及實驗室信息管理系統(tǒng)(LIMS)的實施。LIMS包括了獲取和評估樣品、存儲收集數(shù)據、并把數(shù)據傳輸?shù)饺珡S信息系統(tǒng)的指令。

　　批處理運行的同期評估由特定的MES模塊支持。這些模塊處理、顯示、記錄批次、分析和處理與配方和工廠結構有關的數(shù)據。

　　生產調度要求：

　　a)分析市場對特殊產品類或產品的需求。

　　b)解釋該工廠產品潛在用戶的可能應用。

　　c)調整產品特性(典型參數(shù)，等級)，并為生產制造需求(數(shù)量)。

　　d)評價訂單數(shù)據(盈利能力，交付日期，設備分配沖突)并在必要時提供替代者。

　　e)配料的規(guī)劃和采購。

　　f)設備能力的調度和分配。

　　g)維護規(guī)劃，包括維護工作調度和基于工作時間的備件采購。

　　h)運輸規(guī)劃(存儲、罐容量、運輸路線)。

　　生產準備要求：

　　a)生成內部生產工單，包括數(shù)量和質量規(guī)范。

　　b)根據產品要求變更配方(規(guī)程，參數(shù))。

　　c)生產單元調度(生產線，單元，容器)。

　　d)基于生產單元的能力把生產劃分為個別批次。

　　e)調度配料和如果需要，訂購更多的配料。

　　f)基于需要的資格調度生產人員。

　　g)作為計劃生產預估分派備件。

　　生產執(zhí)行要求：

　　a)從生產準備和調度接收生產工單(配方，設定點，指令等)。

　　b)按照產品靈活性標準(可變配方)和經濟的考慮(能源消耗，質量和產量)在線運行過程。

　　c)使用自動配方或手動制造規(guī)程監(jiān)視和控制過程。

　　工廠自動化和使用控制系統(tǒng)組件處理功能的實現(xiàn)程度明顯受本地偏好、現(xiàn)有自動化基礎設施，或特殊公司或產品相關的約束。執(zhí)行系統(tǒng)日益轉化進一個綜合性物流和技術系統(tǒng)，需要縱向和橫向集成，以及ERP，接收，生產，庫存，實驗室，運輸，成為MES定義的任務。

　　d)過程的穩(wěn)定性和安全性。

　　作為原則或偏好，安全相關功能和基礎自動化需求不在MES中實施，而在基礎控制系統(tǒng)架構中執(zhí)行。為了附加的安全，這個架構可以使用冗余系統(tǒng)。

　　e)在容器中監(jiān)測液位。

　　f)產品質量數(shù)據(實驗室，線內)的采集，可能導致運行參數(shù)或各自規(guī)程的調整：

　　- 在運行中獲得樣品后，實驗室進行分析;

　　-使用專用分析儀在線分析;

　　- 指標計算。

　　生產評估要求：

　　a)處理和分析數(shù)據采集和存檔，包括生產要求(如配方)。

　　b)生產數(shù)據和性能指標的分析。根據過程或規(guī)程的類型，該分析可基于過程單元，批次標識符或過程數(shù)據。

　　c)為公司合規(guī)，為產品跟蹤記錄過程和批次數(shù)據。

　　d)把分析結果反饋到工廠調度和產品規(guī)范(配方)。