制造執(zhí)行系統(tǒng)MES在水泥行業(yè)中的應(yīng)用

孫莉

收稿日期：2013-05-28

基金項(xiàng)目：山東省高等學(xué)?？萍加?jì)劃項(xiàng)目（J12LN68）

作者簡介：孫 莉（1982—），女，安徽淮北人，講師， 碩士，研究方向：工業(yè)綜合自動(dòng)化。

通訊聯(lián)系人，E-mail：sunli2005sd@163.com

文章編號(hào)：1003-6199（2014）03-0115-05

摘 要：制造執(zhí)行系統(tǒng)MES是位于企業(yè)上層企業(yè)資源計(jì)劃ERP和底層設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)PCS之間，面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)。對(duì)現(xiàn)階段自動(dòng)化現(xiàn)狀及水泥生產(chǎn)流程特點(diǎn)做了簡要闡述及分析，提出一種面向水泥行業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)， 分析了相關(guān)子系統(tǒng)的功能，并以設(shè)備管理子系統(tǒng)為例，選用C/S三層體系結(jié)構(gòu)，具體討論了其實(shí)現(xiàn)過程。

關(guān)鍵詞：制造執(zhí)行系統(tǒng)；體系結(jié)構(gòu)；水泥行業(yè)； C/S設(shè)備管理

中圖分類號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Application of MES in Cement Industry

SUN Li

（Shang Xiehe University Mechanical and Electrical Engineering College， Jinan，Shangdong 250107，China）

Abstract：Manufacturing Executive System（MES） is the production management technology and the real-time information system of the workshop layer witch lies between enterprise resource planning（ERP）and process control system（PCS）. Reviewing briefly the status of automation and process flow in Chinas cement businesses， the paper presents architecture of MES for cement industry and analyses the related subsystems function. Moreover， by the way of the three - tier Client/Server architecture， taking equipment management subsystem as an example is discussed its realization in detail.

Key words：manufacturing execution system；architecture；cement industry；C/S equipment management

1 引 言

制造執(zhí)行系統(tǒng)MES（Manufacturing Execution System）是位于企業(yè)上層生產(chǎn)計(jì)劃和底層工業(yè)控制之間， 面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)， 強(qiáng)調(diào)制造計(jì)劃的執(zhí)行，在計(jì)劃層和控制層之間架起了一座橋梁， 能夠通過信息傳遞對(duì)從訂單下達(dá)到產(chǎn)品完成的整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理；當(dāng)工廠發(fā)生實(shí)時(shí)事件時(shí)， MES能對(duì)此及時(shí)作出反應(yīng)、報(bào)告，并用當(dāng)前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)進(jìn)行指導(dǎo)和處理[1]。

現(xiàn)階段，大多數(shù)水泥企業(yè)在運(yùn)營中已經(jīng)應(yīng)用分布式控制系統(tǒng)（DCS）和信息管理系統(tǒng)（MIS），基礎(chǔ)自動(dòng)化程度較高，但生產(chǎn)管理、生產(chǎn)調(diào)度以及決策等方面基本還是人工管理，自動(dòng)化程度較低。企業(yè)的生產(chǎn)管理與過程控制之間相互分離，集成程度低，極大地制約了生產(chǎn)管理水平的提高。在CIMS的研究與發(fā)展中，對(duì)MES還沒有給予足夠的重視，導(dǎo)致針對(duì)水泥行業(yè)開發(fā)的MES軟件幾乎沒有，甚至這方面的研究文獻(xiàn)都很難見到[2]。

2 水泥行業(yè)的特點(diǎn)

水泥生產(chǎn)工藝流程中存在著復(fù)雜的串并聯(lián)關(guān)系。從總的工藝流程看，物料是依次通過生料制備、熟料煅燒、水泥粉磨三個(gè)串聯(lián)階段，主要通過一些化學(xué)、物理化學(xué)變化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的

1）生料制備：石灰質(zhì)原料、黏土質(zhì)原料與少量鐵質(zhì)在破碎、烘干，按照一定的比例調(diào)配后，進(jìn)入生料磨進(jìn)行粉磨生成料粉。

2）熟料燒成：從預(yù)熱器頂投料，生料粉依次通過多級(jí)預(yù)熱器，與熱氣流進(jìn)行熱交換后進(jìn)入分解爐。在分解爐內(nèi)生料經(jīng)過預(yù)煅燒，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯。還有一部分生料直接進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)充分煅燒至部分熔融，得到水泥熟料。

3）水泥粉磨：熟料添加適量石膏，有時(shí)還有一部分混合材料或外加劑，經(jīng)過配料進(jìn)入熟料磨進(jìn)行粉磨，共同磨細(xì)制成水泥。

與此同時(shí)，在水泥生產(chǎn)過程中，依次穿插著各車間的生產(chǎn)調(diào)度、各職能部門的職能管理，乃至企業(yè)級(jí)的整體運(yùn)營決策等行為。

3 面向水泥行業(yè)MES體系結(jié)構(gòu)

具體到水泥企業(yè)背景，MES的研究重點(diǎn)以水泥熟料燒成及磨機(jī)車間（或分廠）的業(yè)務(wù)流程為基礎(chǔ)進(jìn)行展開。MES執(zhí)行由ERP制定的計(jì)劃，并根據(jù)實(shí)時(shí)生產(chǎn)信息調(diào)整生產(chǎn)作出調(diào)度，并將有關(guān)資源利用、庫存情況及生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)時(shí)完成情況準(zhǔn)確的反饋給ERP系統(tǒng)。MES的調(diào)度指令還能將生產(chǎn)目標(biāo)及生產(chǎn)規(guī)范自動(dòng)轉(zhuǎn)化為過程設(shè)定值，并通過PCS 中的優(yōu)化軟件對(duì)應(yīng)到閥門、泵等控制設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。同時(shí)，MES將從DCS采集來的生產(chǎn)數(shù)據(jù)與質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比和分析，可以提供閉環(huán)的質(zhì)量控制[3，4]。水泥企業(yè)MES的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，其功能包括計(jì)劃分解、質(zhì)量管理、作業(yè)調(diào)度、物料平衡和庫存管理、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)管理等模塊。

4 設(shè)備管理子系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1 需求分析

水泥生產(chǎn)屬于典型的流程制造，生產(chǎn)過程中，物料呈連續(xù)變化狀態(tài)通過整個(gè)生產(chǎn)流程。水泥生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備如生料磨、預(yù)熱器、回轉(zhuǎn)窯、水泥磨等都是以串聯(lián)的方式運(yùn)行，一旦主要設(shè)備出現(xiàn)故障，就會(huì)造成全線停產(chǎn)。所以，為了保證水泥生產(chǎn)線能夠持續(xù)、高效的運(yùn)行，就要在生產(chǎn)過程中對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，提供故障診斷功能；還要根據(jù)主要設(shè)備的特性制定詳盡的維護(hù)、保養(yǎng)計(jì)劃，對(duì)易損零配件的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)定；同時(shí)建立設(shè)備及其零配件的數(shù)據(jù)庫和供應(yīng)商數(shù)據(jù)庫，對(duì)生產(chǎn)使用過程中出現(xiàn)的情況及時(shí)地記錄分析，以作為今后進(jìn)行采購或生產(chǎn)決策的依據(jù)。以下是對(duì)設(shè)備管理子系統(tǒng)的終端用戶調(diào)研后編寫的，他們的需求主要有：

1）系統(tǒng)應(yīng)該能夠提供整個(gè)設(shè)備使用周期的管理，包括對(duì)設(shè)備采購、設(shè)備安裝調(diào)試、設(shè)備潤滑保養(yǎng)、設(shè)備故障診斷、設(shè)備點(diǎn)檢維修和設(shè)備報(bào)廢的管理。

2）系統(tǒng)應(yīng)該可以提供對(duì)設(shè)備備品備件的管理。

3）系統(tǒng)應(yīng)該可以提供對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)資料的管理，包括技術(shù)參考資料、設(shè)備供貨廠商以及設(shè)備購置廠商的信息

對(duì)設(shè)備管理子系統(tǒng)的需求分析，得出其功能模塊劃分如圖2所示，其中利用專家系統(tǒng)對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行診斷，得出維修建議的功能是重點(diǎn)和難點(diǎn)部分。

4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫主要包括： 維修方案庫、規(guī)則庫和基礎(chǔ)信息庫[5]：

1） 維修方案庫維修方案庫就是維修知識(shí)庫，主要包括各類維修故障的典型維修案例。

2）規(guī)則庫主要包括系統(tǒng)功能模塊的配置規(guī)則，如保養(yǎng)則、狀態(tài)檢測規(guī)則、潤滑規(guī)則、庫存預(yù)警規(guī)則和備件更換預(yù)警規(guī)則等。

3）基礎(chǔ)信息庫主要包括設(shè)備信息庫、備件信息庫、故障代碼庫、維修記錄庫和運(yùn)行臺(tái)時(shí)庫等。

4.2.2 功能設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)調(diào)研和實(shí)際功能需求， 將系統(tǒng)功能劃分為設(shè)備固定資產(chǎn)管理、使用管理、故障維修管理、預(yù)防維護(hù)管理、狀態(tài)檢測管理、備件管理等幾個(gè)主要功能模塊[6]。

1）設(shè)備前期管理：設(shè)備購置是對(duì)設(shè)備的采購合同進(jìn)行管理，包括供貨商、訂貨數(shù)量、單價(jià)、保修期限等基本信息。前期管理中還包括設(shè)備的安裝與調(diào)試，它是前期管理的重要部分，直接關(guān)系著設(shè)備能否正常使用以及生產(chǎn)能否順利進(jìn)行。

2）設(shè)備資產(chǎn)管理：包括設(shè)備臺(tái)帳管理、設(shè)備移裝調(diào)動(dòng)和設(shè)備變動(dòng)情況。其中，設(shè)備臺(tái)帳記錄了設(shè)備的基本信息、附品附件信息、技術(shù)參數(shù)信息和驅(qū)動(dòng)其運(yùn)行的電機(jī)功率信息，是對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理的基礎(chǔ)檔案。設(shè)備移裝調(diào)動(dòng)是針對(duì)設(shè)備在工廠內(nèi)部移位或調(diào)動(dòng)的情況進(jìn)行管理；設(shè)備變動(dòng)是針對(duì)設(shè)備更新、替換的情況進(jìn)行管理。

3）設(shè)備使用管理：要保證設(shè)備的正常運(yùn)行，就要對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢，對(duì)故障、事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，設(shè)備使用管理完成這一功能。巡檢人員通過填寫巡檢記錄，將巡檢的主要內(nèi)容及發(fā)生的情況記錄在案，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行過程中的故障表和事故表，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。另外，設(shè)備使用管理還對(duì)巡檢人員的信息進(jìn)行管理。

4）設(shè)備保養(yǎng)潤滑：設(shè)備保養(yǎng)潤滑是延長設(shè)備使用壽命的重要手段。設(shè)備管理人員根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況制定相應(yīng)的保養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行保養(yǎng)，并對(duì)設(shè)備保養(yǎng)過程中的潤滑劑信息和潤滑標(biāo)準(zhǔn)予以備案。

5）設(shè)備故障診斷：利用專家知識(shí)建立設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)的建立主要依據(jù)四項(xiàng)內(nèi)容：設(shè)備功能、故障現(xiàn)象、故障原因和處理方法。工作人員根據(jù)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)的故障現(xiàn)象，利用專家知識(shí)進(jìn)行診斷，進(jìn)而得出可能的原因以及相應(yīng)的處理方法。

6）設(shè)備點(diǎn)檢維修：在確定了設(shè)備的主要故障之后，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修?，F(xiàn)場工作人員根據(jù)設(shè)備的故障信息，生成維修派工單交給維修部的工程師，由維修工程師完成維修工作。另外，為了保證設(shè)備的安全運(yùn)行，還要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維修的點(diǎn)檢工作，降低發(fā)生故障的可能性，并根據(jù)點(diǎn)檢情況生成點(diǎn)檢記錄，以備日后統(tǒng)計(jì)管理使用。

7）設(shè)備備品備件管理：主要對(duì)設(shè)備備品備件的庫存情況進(jìn)行管理。管理員一旦發(fā)現(xiàn)備件庫存不足，應(yīng)及時(shí)通知采購人員進(jìn)行采購。

8）設(shè)備資料管理：管理設(shè)備的技術(shù)參考資料、設(shè)備的供貨廠商和購置廠商。將設(shè)備的運(yùn)行使用情況和廠商的售后服務(wù)情況進(jìn)行集中管理，對(duì)供貨商的信譽(yù)、產(chǎn)品質(zhì)量、供貨能力等方面進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果寫入供貨商檔案，作為今后設(shè)備采購時(shí)的參考。

4.3 系統(tǒng)開發(fā)

4.3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用典型的三層Client-Serve體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格，如圖3所示。前臺(tái)開發(fā)工具使用PowerBuilder9.0， 后臺(tái)服務(wù)器使用SQL Server 2000 數(shù)據(jù)庫。C/S 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表現(xiàn)易維護(hù)、易升級(jí)和易實(shí)施， 只需維護(hù)服務(wù)器端， 無需開發(fā)客戶端程序。系統(tǒng)架構(gòu)三層體系結(jié)構(gòu)為客戶應(yīng)用層、中間層（ 業(yè)務(wù)邏輯層）、數(shù)據(jù)庫服務(wù)層[7]?？蛻魧臃奖阌脩舻男畔⒉樵?、更新和維護(hù)；中間層是系統(tǒng)的主體部分， 提供Web服務(wù)和DCOM組件服務(wù)，為客戶層服務(wù)；數(shù)據(jù)庫服務(wù)層的主要功能是響應(yīng)請(qǐng)求，為中間邏輯層提供數(shù)據(jù)支持[8]。

4.3.2 應(yīng)用開發(fā)

某水泥公司長期以來公司一直延用手工管理方式， 設(shè)備管理水平比較落后， 工作效率低下， 已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前設(shè)備管理的要求。通過實(shí)施設(shè)計(jì)開發(fā)的設(shè)備管理決策支持系統(tǒng)， 極大的提高了設(shè)備管理的準(zhǔn)確性、靈活性和及時(shí)性， 形成了一套有效的設(shè)備管理制度體系，系統(tǒng)運(yùn)行界面如圖4所示客戶端用戶界面分為菜單區(qū)、工具欄區(qū)、導(dǎo)航窗口區(qū)、工作區(qū)幾個(gè)部分。其中工具欄和導(dǎo)航窗口提供了用戶進(jìn)入某個(gè)模塊的具體功能的快捷途徑。

根據(jù)用戶的個(gè)人習(xí)慣，工具條可以停靠在用戶窗口的頂部、底部、左側(cè)和右側(cè)，也可以浮動(dòng)在窗口中。工具欄可以是單獨(dú)的按鈕的形式，也可以是按鈕+文字的更為直觀的形式[9]。另外本系統(tǒng)是多文檔的工作模式，用戶在使用時(shí)可以打開多個(gè)窗口以便于對(duì)不同的工作進(jìn)行處理和對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

5 總 結(jié)

通過分析水泥行業(yè)生產(chǎn)管理的特點(diǎn)，提出了以計(jì)劃調(diào)度為主線、成本控制為核心的制造執(zhí)行系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)一步闡述了設(shè)備管理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。介紹的設(shè)備管理系統(tǒng)能有效解決設(shè)備管理問題， 顯著提升設(shè)備管理水平、生產(chǎn)能力和對(duì)生產(chǎn)過程的控制能力；同時(shí)也為生產(chǎn)管理、車間計(jì)劃調(diào)度、庫存控制和性能分析等MES中其它子系統(tǒng)提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)信息，保證其它系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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1）系統(tǒng)應(yīng)該能夠提供整個(gè)設(shè)備使用周期的管理，包括對(duì)設(shè)備采購、設(shè)備安裝調(diào)試、設(shè)備潤滑保養(yǎng)、設(shè)備故障診斷、設(shè)備點(diǎn)檢維修和設(shè)備報(bào)廢的管理。

2）系統(tǒng)應(yīng)該可以提供對(duì)設(shè)備備品備件的管理。

3）系統(tǒng)應(yīng)該可以提供對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)資料的管理，包括技術(shù)參考資料、設(shè)備供貨廠商以及設(shè)備購置廠商的信息

對(duì)設(shè)備管理子系統(tǒng)的需求分析，得出其功能模塊劃分如圖2所示，其中利用專家系統(tǒng)對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行診斷，得出維修建議的功能是重點(diǎn)和難點(diǎn)部分。

4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫主要包括： 維修方案庫、規(guī)則庫和基礎(chǔ)信息庫[5]：

1） 維修方案庫維修方案庫就是維修知識(shí)庫，主要包括各類維修故障的典型維修案例。

2）規(guī)則庫主要包括系統(tǒng)功能模塊的配置規(guī)則，如保養(yǎng)則、狀態(tài)檢測規(guī)則、潤滑規(guī)則、庫存預(yù)警規(guī)則和備件更換預(yù)警規(guī)則等。

3）基礎(chǔ)信息庫主要包括設(shè)備信息庫、備件信息庫、故障代碼庫、維修記錄庫和運(yùn)行臺(tái)時(shí)庫等。

4.2.2 功能設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)調(diào)研和實(shí)際功能需求， 將系統(tǒng)功能劃分為設(shè)備固定資產(chǎn)管理、使用管理、故障維修管理、預(yù)防維護(hù)管理、狀態(tài)檢測管理、備件管理等幾個(gè)主要功能模塊[6]。

1）設(shè)備前期管理：設(shè)備購置是對(duì)設(shè)備的采購合同進(jìn)行管理，包括供貨商、訂貨數(shù)量、單價(jià)、保修期限等基本信息。前期管理中還包括設(shè)備的安裝與調(diào)試，它是前期管理的重要部分，直接關(guān)系著設(shè)備能否正常使用以及生產(chǎn)能否順利進(jìn)行。

2）設(shè)備資產(chǎn)管理：包括設(shè)備臺(tái)帳管理、設(shè)備移裝調(diào)動(dòng)和設(shè)備變動(dòng)情況。其中，設(shè)備臺(tái)帳記錄了設(shè)備的基本信息、附品附件信息、技術(shù)參數(shù)信息和驅(qū)動(dòng)其運(yùn)行的電機(jī)功率信息，是對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理的基礎(chǔ)檔案。設(shè)備移裝調(diào)動(dòng)是針對(duì)設(shè)備在工廠內(nèi)部移位或調(diào)動(dòng)的情況進(jìn)行管理；設(shè)備變動(dòng)是針對(duì)設(shè)備更新、替換的情況進(jìn)行管理。

3）設(shè)備使用管理：要保證設(shè)備的正常運(yùn)行，就要對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢，對(duì)故障、事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，設(shè)備使用管理完成這一功能。巡檢人員通過填寫巡檢記錄，將巡檢的主要內(nèi)容及發(fā)生的情況記錄在案，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行過程中的故障表和事故表，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。另外，設(shè)備使用管理還對(duì)巡檢人員的信息進(jìn)行管理。

4）設(shè)備保養(yǎng)潤滑：設(shè)備保養(yǎng)潤滑是延長設(shè)備使用壽命的重要手段。設(shè)備管理人員根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況制定相應(yīng)的保養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行保養(yǎng)，并對(duì)設(shè)備保養(yǎng)過程中的潤滑劑信息和潤滑標(biāo)準(zhǔn)予以備案。

5）設(shè)備故障診斷：利用專家知識(shí)建立設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)的建立主要依據(jù)四項(xiàng)內(nèi)容：設(shè)備功能、故障現(xiàn)象、故障原因和處理方法。工作人員根據(jù)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)的故障現(xiàn)象，利用專家知識(shí)進(jìn)行診斷，進(jìn)而得出可能的原因以及相應(yīng)的處理方法。

6）設(shè)備點(diǎn)檢維修：在確定了設(shè)備的主要故障之后，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修?，F(xiàn)場工作人員根據(jù)設(shè)備的故障信息，生成維修派工單交給維修部的工程師，由維修工程師完成維修工作。另外，為了保證設(shè)備的安全運(yùn)行，還要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維修的點(diǎn)檢工作，降低發(fā)生故障的可能性，并根據(jù)點(diǎn)檢情況生成點(diǎn)檢記錄，以備日后統(tǒng)計(jì)管理使用。

7）設(shè)備備品備件管理：主要對(duì)設(shè)備備品備件的庫存情況進(jìn)行管理。管理員一旦發(fā)現(xiàn)備件庫存不足，應(yīng)及時(shí)通知采購人員進(jìn)行采購。

8）設(shè)備資料管理：管理設(shè)備的技術(shù)參考資料、設(shè)備的供貨廠商和購置廠商。將設(shè)備的運(yùn)行使用情況和廠商的售后服務(wù)情況進(jìn)行集中管理，對(duì)供貨商的信譽(yù)、產(chǎn)品質(zhì)量、供貨能力等方面進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果寫入供貨商檔案，作為今后設(shè)備采購時(shí)的參考。

4.3 系統(tǒng)開發(fā)

4.3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用典型的三層Client-Serve體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格，如圖3所示。前臺(tái)開發(fā)工具使用PowerBuilder9.0， 后臺(tái)服務(wù)器使用SQL Server 2000 數(shù)據(jù)庫。C/S 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表現(xiàn)易維護(hù)、易升級(jí)和易實(shí)施， 只需維護(hù)服務(wù)器端， 無需開發(fā)客戶端程序。系統(tǒng)架構(gòu)三層體系結(jié)構(gòu)為客戶應(yīng)用層、中間層（ 業(yè)務(wù)邏輯層）、數(shù)據(jù)庫服務(wù)層[7]?？蛻魧臃奖阌脩舻男畔⒉樵?、更新和維護(hù)；中間層是系統(tǒng)的主體部分， 提供Web服務(wù)和DCOM組件服務(wù)，為客戶層服務(wù)；數(shù)據(jù)庫服務(wù)層的主要功能是響應(yīng)請(qǐng)求，為中間邏輯層提供數(shù)據(jù)支持[8]。

4.3.2 應(yīng)用開發(fā)

某水泥公司長期以來公司一直延用手工管理方式， 設(shè)備管理水平比較落后， 工作效率低下， 已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前設(shè)備管理的要求。通過實(shí)施設(shè)計(jì)開發(fā)的設(shè)備管理決策支持系統(tǒng)， 極大的提高了設(shè)備管理的準(zhǔn)確性、靈活性和及時(shí)性， 形成了一套有效的設(shè)備管理制度體系，系統(tǒng)運(yùn)行界面如圖4所示客戶端用戶界面分為菜單區(qū)、工具欄區(qū)、導(dǎo)航窗口區(qū)、工作區(qū)幾個(gè)部分。其中工具欄和導(dǎo)航窗口提供了用戶進(jìn)入某個(gè)模塊的具體功能的快捷途徑。

根據(jù)用戶的個(gè)人習(xí)慣，工具條可以停靠在用戶窗口的頂部、底部、左側(cè)和右側(cè)，也可以浮動(dòng)在窗口中。工具欄可以是單獨(dú)的按鈕的形式，也可以是按鈕+文字的更為直觀的形式[9]。另外本系統(tǒng)是多文檔的工作模式，用戶在使用時(shí)可以打開多個(gè)窗口以便于對(duì)不同的工作進(jìn)行處理和對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

5 總 結(jié)

通過分析水泥行業(yè)生產(chǎn)管理的特點(diǎn)，提出了以計(jì)劃調(diào)度為主線、成本控制為核心的制造執(zhí)行系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)一步闡述了設(shè)備管理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。介紹的設(shè)備管理系統(tǒng)能有效解決設(shè)備管理問題， 顯著提升設(shè)備管理水平、生產(chǎn)能力和對(duì)生產(chǎn)過程的控制能力；同時(shí)也為生產(chǎn)管理、車間計(jì)劃調(diào)度、庫存控制和性能分析等MES中其它子系統(tǒng)提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)信息，保證其它系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝星岸，王志新.B/S在水泥企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES中的應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006，22（71）：148-150.

[2] 劉秀彬，欒玉梅.流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的核心MES系統(tǒng)[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2003（4）：47-49.

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[8] 邱小衛(wèi)，鄒莆，設(shè)備管理信息系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2000，8：18-19.

[9] YANG H T，CHANG W Y，HUANG C L. On-line fault diagnosis of power substation using connectionist expert system[J].IEEE PWRS，1995，10（1） ：323-331.

1）系統(tǒng)應(yīng)該能夠提供整個(gè)設(shè)備使用周期的管理，包括對(duì)設(shè)備采購、設(shè)備安裝調(diào)試、設(shè)備潤滑保養(yǎng)、設(shè)備故障診斷、設(shè)備點(diǎn)檢維修和設(shè)備報(bào)廢的管理。

2）系統(tǒng)應(yīng)該可以提供對(duì)設(shè)備備品備件的管理。

3）系統(tǒng)應(yīng)該可以提供對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)資料的管理，包括技術(shù)參考資料、設(shè)備供貨廠商以及設(shè)備購置廠商的信息

對(duì)設(shè)備管理子系統(tǒng)的需求分析，得出其功能模塊劃分如圖2所示，其中利用專家系統(tǒng)對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行診斷，得出維修建議的功能是重點(diǎn)和難點(diǎn)部分。

4.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.2.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫主要包括： 維修方案庫、規(guī)則庫和基礎(chǔ)信息庫[5]：

1） 維修方案庫維修方案庫就是維修知識(shí)庫，主要包括各類維修故障的典型維修案例。

2）規(guī)則庫主要包括系統(tǒng)功能模塊的配置規(guī)則，如保養(yǎng)則、狀態(tài)檢測規(guī)則、潤滑規(guī)則、庫存預(yù)警規(guī)則和備件更換預(yù)警規(guī)則等。

3）基礎(chǔ)信息庫主要包括設(shè)備信息庫、備件信息庫、故障代碼庫、維修記錄庫和運(yùn)行臺(tái)時(shí)庫等。

4.2.2 功能設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)調(diào)研和實(shí)際功能需求， 將系統(tǒng)功能劃分為設(shè)備固定資產(chǎn)管理、使用管理、故障維修管理、預(yù)防維護(hù)管理、狀態(tài)檢測管理、備件管理等幾個(gè)主要功能模塊[6]。

1）設(shè)備前期管理：設(shè)備購置是對(duì)設(shè)備的采購合同進(jìn)行管理，包括供貨商、訂貨數(shù)量、單價(jià)、保修期限等基本信息。前期管理中還包括設(shè)備的安裝與調(diào)試，它是前期管理的重要部分，直接關(guān)系著設(shè)備能否正常使用以及生產(chǎn)能否順利進(jìn)行。

2）設(shè)備資產(chǎn)管理：包括設(shè)備臺(tái)帳管理、設(shè)備移裝調(diào)動(dòng)和設(shè)備變動(dòng)情況。其中，設(shè)備臺(tái)帳記錄了設(shè)備的基本信息、附品附件信息、技術(shù)參數(shù)信息和驅(qū)動(dòng)其運(yùn)行的電機(jī)功率信息，是對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理的基礎(chǔ)檔案。設(shè)備移裝調(diào)動(dòng)是針對(duì)設(shè)備在工廠內(nèi)部移位或調(diào)動(dòng)的情況進(jìn)行管理；設(shè)備變動(dòng)是針對(duì)設(shè)備更新、替換的情況進(jìn)行管理。

3）設(shè)備使用管理：要保證設(shè)備的正常運(yùn)行，就要對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢，對(duì)故障、事故進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，設(shè)備使用管理完成這一功能。巡檢人員通過填寫巡檢記錄，將巡檢的主要內(nèi)容及發(fā)生的情況記錄在案，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行過程中的故障表和事故表，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。另外，設(shè)備使用管理還對(duì)巡檢人員的信息進(jìn)行管理。

4）設(shè)備保養(yǎng)潤滑：設(shè)備保養(yǎng)潤滑是延長設(shè)備使用壽命的重要手段。設(shè)備管理人員根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況制定相應(yīng)的保養(yǎng)計(jì)劃進(jìn)行保養(yǎng)，并對(duì)設(shè)備保養(yǎng)過程中的潤滑劑信息和潤滑標(biāo)準(zhǔn)予以備案。

5）設(shè)備故障診斷：利用專家知識(shí)建立設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)的建立主要依據(jù)四項(xiàng)內(nèi)容：設(shè)備功能、故障現(xiàn)象、故障原因和處理方法。工作人員根據(jù)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)的故障現(xiàn)象，利用專家知識(shí)進(jìn)行診斷，進(jìn)而得出可能的原因以及相應(yīng)的處理方法。

6）設(shè)備點(diǎn)檢維修：在確定了設(shè)備的主要故障之后，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修?，F(xiàn)場工作人員根據(jù)設(shè)備的故障信息，生成維修派工單交給維修部的工程師，由維修工程師完成維修工作。另外，為了保證設(shè)備的安全運(yùn)行，還要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維修的點(diǎn)檢工作，降低發(fā)生故障的可能性，并根據(jù)點(diǎn)檢情況生成點(diǎn)檢記錄，以備日后統(tǒng)計(jì)管理使用。

7）設(shè)備備品備件管理：主要對(duì)設(shè)備備品備件的庫存情況進(jìn)行管理。管理員一旦發(fā)現(xiàn)備件庫存不足，應(yīng)及時(shí)通知采購人員進(jìn)行采購。

8）設(shè)備資料管理：管理設(shè)備的技術(shù)參考資料、設(shè)備的供貨廠商和購置廠商。將設(shè)備的運(yùn)行使用情況和廠商的售后服務(wù)情況進(jìn)行集中管理，對(duì)供貨商的信譽(yù)、產(chǎn)品質(zhì)量、供貨能力等方面進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果寫入供貨商檔案，作為今后設(shè)備采購時(shí)的參考。

4.3 系統(tǒng)開發(fā)

4.3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用典型的三層Client-Serve體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格，如圖3所示。前臺(tái)開發(fā)工具使用PowerBuilder9.0， 后臺(tái)服務(wù)器使用SQL Server 2000 數(shù)據(jù)庫。C/S 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)表現(xiàn)易維護(hù)、易升級(jí)和易實(shí)施， 只需維護(hù)服務(wù)器端， 無需開發(fā)客戶端程序。系統(tǒng)架構(gòu)三層體系結(jié)構(gòu)為客戶應(yīng)用層、中間層（ 業(yè)務(wù)邏輯層）、數(shù)據(jù)庫服務(wù)層[7]。客戶層方便用戶的信息查詢、更新和維護(hù)；中間層是系統(tǒng)的主體部分， 提供Web服務(wù)和DCOM組件服務(wù)，為客戶層服務(wù)；數(shù)據(jù)庫服務(wù)層的主要功能是響應(yīng)請(qǐng)求，為中間邏輯層提供數(shù)據(jù)支持[8]。

4.3.2 應(yīng)用開發(fā)

某水泥公司長期以來公司一直延用手工管理方式， 設(shè)備管理水平比較落后， 工作效率低下， 已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前設(shè)備管理的要求。通過實(shí)施設(shè)計(jì)開發(fā)的設(shè)備管理決策支持系統(tǒng)， 極大的提高了設(shè)備管理的準(zhǔn)確性、靈活性和及時(shí)性， 形成了一套有效的設(shè)備管理制度體系，系統(tǒng)運(yùn)行界面如圖4所示客戶端用戶界面分為菜單區(qū)、工具欄區(qū)、導(dǎo)航窗口區(qū)、工作區(qū)幾個(gè)部分。其中工具欄和導(dǎo)航窗口提供了用戶進(jìn)入某個(gè)模塊的具體功能的快捷途徑。

根據(jù)用戶的個(gè)人習(xí)慣，工具條可以?？吭谟脩舸翱诘捻敳?、底部、左側(cè)和右側(cè)，也可以浮動(dòng)在窗口中。工具欄可以是單獨(dú)的按鈕的形式，也可以是按鈕+文字的更為直觀的形式[9]。另外本系統(tǒng)是多文檔的工作模式，用戶在使用時(shí)可以打開多個(gè)窗口以便于對(duì)不同的工作進(jìn)行處理和對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

5 總 結(jié)

通過分析水泥行業(yè)生產(chǎn)管理的特點(diǎn)，提出了以計(jì)劃調(diào)度為主線、成本控制為核心的制造執(zhí)行系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)一步闡述了設(shè)備管理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。介紹的設(shè)備管理系統(tǒng)能有效解決設(shè)備管理問題， 顯著提升設(shè)備管理水平、生產(chǎn)能力和對(duì)生產(chǎn)過程的控制能力；同時(shí)也為生產(chǎn)管理、車間計(jì)劃調(diào)度、庫存控制和性能分析等MES中其它子系統(tǒng)提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)信息，保證其它系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

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