MES解决方案(V080312).ppt

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1、力控科技MES解决方案,力控实时历史数据库pSpace,目录,三.pSpace 系统架构,四.pSpace 功能应用,五.pSpace 特点优势,一.MES与实时数据库,二.力控实时数据库pSpace,六.pSpace 应用方案,一.MES与实时数据库,企业综合自动化系统结构的演变,经营决策,企业管理,生产调度,过程优化,过程控制,传统企业应用集成EAI结构,ERP(Enterprise Resource Planning),PCS(Process Control System),MES(Manufacturing Execution System),现代企业三层结构,（演变）,企业经营系统中

2、MES与ERP和PCS关系,供应商,协作供应系统,生产计调,过程控制,产出监控,营销服务系统,SCM,ERP,MES,PCS,CRM,配送运输,配送运输,客户,流程工业MES典型架构,能源管理系统,批次管理,生产调度管理,成本核算系统,企业门户系统,质量管理系统,设备维护管理,实时信息系统,API,ERP系统,生产装置、公用工程,MES系统,数据库系统,PCS系统,MES的本质,来自业内的观点：本质上ERP 告诉企业“生产什么？生产多少？什么时候生产？”，MES告诉企业“如何生产？，如何有效生产？”。MES 通过信息的传达对从生产命令下发到产品完成的整个生产过程进行优化管理。MES 以过程数学

3、模型为核心，连接实时数据库和关系数据库，对生产过程进行实时监视、诊断和控制，完成单元整合和系统优化，在生产过程层进行物料平衡，安排生产计划，实施调度、排产及优化。,MES实践要素,关注的核心：一个宗旨制造怎样执行。两个核心数据库实时数据库、关系数据库。两个通信接口与控制层接口和与业务计划层接口。四个重点功能生产管理、工艺管理、过程管理和质量管理等。实践过程的核心：构建全厂统一的生产过程实时和历史数据平台。展开上层应用，实现全厂生产过程自动化。架起全厂生产管理和过程控制一体化的桥梁。,为什么一定是实时数据库？,MES中实时数据库与关系数据库各有分工，不可替代。实时性的要求，毫秒级与分钟级的差别。

4、吞吐量的要求，2000TPS与20万TPS的差别。过程数据压缩与存储的要求，1块硬盘与100块硬盘的差别。上层应用的要求。,MES对实时数据库的要求,来自用户的观点：实时性要求：毫秒级标签、实时事务处理特性。性能要求：支持大点数容量、大吞吐量。历史存储要求：高压缩率，支持灾难恢复、归档文件管理等。高可靠性要求：支持冗余、容错，分布式、分级架构。数据采集接口要求：接口种类丰富，支持断线缓存等。数据库管理功能要求：支持完整的数据类型、二次计算引擎、在线维护、SQL查询等。数据库应用要求：图形客户端、报表工具、查询工具、分析工具、行业应用软件。开放性要求：API、SDK、OLE DB、ODBC、JD

5、BC、OPC等。,目录,三.pSpace 系统架构,四.pSpace 功能应用,五.pSpace 特点优势,一.MES与实时数据库,二.力控实时数据库pSpace,六.pSpace 应用方案,二.力控实时数据库pSpace,pSpace是力控产品家族中的一员,力控产品家族力控ForceControl-HMI/SCADA监控组态软件；力控pSpaceTM-实时历史数据库；力控pNetPowerTM 电力自动化组态软件；力控FC-IBMSTM 楼宇版监控软件;力控pFieldcomm 工业通信网关；力控pMopcTM OPC通信软件；力控pStrategyTM-通用PC控制策略软件；力控FCGOT

6、TM 嵌入式HMI；,pSpace 在企业信息系统中的定位、角色,pSpace产品发展历程,1992：基于Open VMS平台的内核产品形成，面向石化应用。1995：基于NT平台的1.0版本形成。2000：2.0版本推出，完善了查询、分析工具。2004：2.1版本推出，丰富了上层应用程序。2007：重构历史库的3.0版本推出。2008:计划推出5.0版本（6月份）及5.1版本（年底）。,pSpace 应用架构,传统应用,基于pSpace的应用,目录,三.pSpace 系统架构,四.pSpace 功能应用,五.pSpace 特点优势,一.MES与实时数据库,二.力控实时数据库pSpace,六.p

7、Space 应用方案,三.pSpace 系统架构,pSpace 系统架构,1.pSpace系统结构图,pSpace 系统架构,pSpace Server pSpace Server作为整个系统的核心部分，搭建pSpace 应用系统的稳固平台，可运行在UNIX/Linux/Windows NT/Windows 2000/Windows 2003等平台。负责整个pSpace系统的实时数据采集,历史数据存储,网络通讯响应,统计数据处理,数据二次计算,事件触发管理,自诊断，自恢复功能等。,2.pSpace 核心服务器软件,pSpace 系统架构,pSpace Admin安全登录管理数据库远程管理客户端

8、数据库配置管理客户端数据库用户权限管理历史数据管理客户端采集器配置管理报警配置管理日志管理模板管理系统性能监视在线维护,pSpace 系统架构,pSpace DAServer pSpaceTM DA Server是数据采集站的设备通讯管理服务程序，用于系统和DCS、PLC等数据源之间的数据交换，具有自动网络通信负荷平衡功能和断线数据缓冲功能。pSpace DAServer以前端节点机方式运行，运行于UNIX/Linux/Windows 98/Windows NT/Windows 2000/WindowsXP/Windows XP Embeded/Windows NT Embeded平台。支持各

9、种主流数据采集接口（包括：各种大中型DCS、PLC、OPC接口、手动录入、ODBC接口、网络隔离接口）1500多种。强大的接口开发能力三维力控有一支专业的接口开发队伍，20多位接口开发工程师随时为您定制新的采集接口。,3.pSpace 数据采集器,pSpace 系统架构,eForceCon 通过eForceCon的画面组态工具，用户可以快捷，方便的开发定制图形视图应用。预制图形模板、工程模板，提供上千种丰富的工业图形元素，支持多达几百种过渡色和渐进色调色板，动画连接可以构成逼真强大的动画效果，可以提供多种工业标准的复合图形组件来完成过程的监控和部署可视化应用。pSpace ODBCRouter

10、 实时数据库与关系数据库数据的桥梁。pSpace Excel AddIn 在pSpace系统和常用的电子表格之间提供动态连接。用户能很快用pSpace实时和历史数据填充电子表格，而不需要复杂的“导入”功能。,4.pSpace 客户端工具,pSpace 系统架构,5.pSpace 计算引擎,基于Excel的计算引擎。配置方便灵活。可在线/离线运行。不需要编译代码，计算公式开放。方便用户定制开发。具有时间确定性的在线计算引擎。具有定时触发计算，条件触发计算，离线数据计算等方式。,pSpace 系统架构,pSpace Web将企业的生产过程系统，数据浏览系统，数据查询系统，数据分析系统以WEB的方式

11、提供出来。以方便快捷的方式为企业用户展示企业信息，了解工厂的运行情况，从pSpace WEB提供的数据分析及专业应用工具中了解企业的运作。,6.pSpace 企业门户系统,pSpace 系统架构,DBI API 基于C的数据库底层编程接口，适合过程仿真，优化控制，专家诊断等行业应用。COM SDK 基于COM对象的编程接口，可在VC+，VB，VBScript，.NET等开发环境下使用。OLE DB Provider ADO访问接口。DAI SDK 数据源采集接口，根据此接口，可以开发针对DA Server的接口软件，支持断线缓存功能。,7.pSpace 二次开发接口,pSpace 系统架构,.

12、NET API 专为.NET程序员提供的开发接口。Java API 专为J2EE开发人员提供的开发接口。Real SQL 基于SQL92扩展，支持实时特性。OPC 支持OPC DA、OPC HDA、OPC A&E、OPC UA。ODBC关系数据库标准接口。Web Service支持Web Service2.0接口。,目录,三.pSpace 系统架构,四.pSpace 功能应用,五.pSpace 特点优势,一.MES与实时数据库,二.力控实时数据库pSpace,六.pSpace 应用方案,四.pSpace 功能应用,pSpace 应用模块,1.生产信息监视与统计,整合来自各个数据源的数据，如DC

13、S，PLC，手工录入，LAB，智能仪表等。数据保存于基于数据压缩的实时/历史数据库系统中，数据库对外提供统一，高效，快捷的接口。针对数据进行有效性判断：断线检查；变化率检查；冗余检查；相关性检验；限值判断。参数修正：数字滤波：算术平均滤波、加权系数滤波、一阶滞后滤波、取中值滤波、限幅滤波、限速滤波等。数据可根据需要以BS/CS等各种形式显示，像系统图、趋势图、棒图、表格等。,pSpace 应用模块,2.生产过程管理及优化,相关人员可及时了解作业效率，资源效率。便于发现生产过程中出现的问题，及时给出相应对策根据计划和时间生产过程来指导工厂的生产流程。通过对生产工序的调整来优化生产的流程。,pSp

14、ace 应用模块,3.性能分析及优化,计算生产设备在生产过程在时间测定的结果与过去历史记录、企业目标或客户需求作比较，在线显示或输出相应的报告，辅助管理者进行对产品性能、过程运作进行改进和提高。可节省运行成本，提高运行稳定性及可靠性。提高运行人员的操作水平。,pSpace 应用模块,4.设备状态监测及故障诊断,对设备状态的监控和数据的收集，对设备维护提出指导性的意见，还能辅助有关人员对设备进行有效管理和维护的各项工作，保证企业机器设备和相关资产的正常运转和运作。可节省运行成本，提高运行稳定性及可靠性。,对设备状态的监控和数据的收集，对设备维护提出指导性的意见，还能辅助有关人员对设备进行有效管理

15、和维护的各项工作，保证企业机器设备和相关资产的正常运转和运作。可节省运行成本，提高运行稳定性及可靠性。,pSpace 应用模块,根据状态监测所获得的信息，结合已知的结构特性和参数，以及环境条件，结合该设备的历史记录，对设备可能要发生或已经发生的故障进行预报和分析、判断，确定故障的性质和类别、程度、原因、部位，指出故障发生和发展的趋势及其后果，提出控制故障继续发展和消除故障的调整、维修、治理的对策措施，并加以实施，最终使设备恢复到正常状态。减少事故停机率减少设备检修费用优化运行，提高机组效率,pSpace 应用模块,5.班组考核,通过对作业人员考核功能的使用，能及时提供作业人员的状态和相关的信息

16、（工时，出勤等）辅助管理者对作业人员进行有效的安排，实现了人员、物料、设备、信息和工具在生产作业计划中的“集成”，这充分保证和改善了生产作业流程的协同性。,考核每班组的重要指标计算操作平衡，产量，收率等,pSpace 应用模块,6.质量管理,通过产品跟踪和清单管理功能的使用，MES 能监视工件在任意时刻的位置和状态，收集和记录产品或组件加工工序、加工结果的数据，形成每个组件或产品可追溯性记录，以便在必要时，企业向客户证实产品的质量、追溯问题的根源或评估问题的严重程度等。,目录,三.pSpace 系统架构,四.pSpace 功能应用,五.pSpace 特点优势,一.MES与实时数据库,二.力控实

17、时数据库pSpace,六.pSpace 应用方案,五.pSpace 特点优势,pSpace 特点优势,1.多平台支持能力,DASERVER,API,API,API,API,API,API,pSpace 特点优势,Unix/Linux/Windows，任您选择。pSpace从核心到外围，从底层到上层，都采用了稳定而高效的跨平台开发环境，整个系统可在Windows、Unix、Linux环境下运行和操作，而且在各个平台的操作及使用完全一样，完全消除操作系统限制所带来的不便。,pSpace 特点优势,2.先进的两级压缩技术,pSpace 特点优势,高效数据压缩，快速查询大跨度历史数据。保存所有重要细节

18、，避免冗余信息对数据分析的干扰。为上层应用模型提供精确完整的数据信息，让工程师的精力集中于上层的应用模型，而无需担心数据源。,pSpace 特点优势,3.强大的系统性能,pSpace 特点优势,pSpace数据库支持对标签点等数据对象按照结点树进行管理。改变了以往数据库变量的平面管理或有限层次的管理方式，使企业用户可按照工厂的运行情况建模，数据管理更加方便、直观、高效。,4.灵活适用的结点树对象管理,pSpace 特点优势,5.复合点类型,pSpace在基本点类型的基础上提供复合点类型概念，便于实现行业应用、高级应用。pSpace的复合点类型可灵活扩展，并提供点类型模板功能。,pSpace 特

19、点优势,6.基于ACE架构的网络通讯机制,pSpace 的通讯机制采用基于ACE架构的协议。ACE架构对跨平台通讯具有很好的支持，而且可用性及重用性非常好。而且ACE架构具有良好的容错性及安全性。pSpace继承了ACE架构可靠性，安全性等特性，并优化了通讯协议，使得网络通讯的执行时间更短，速度得到保障。,pSpace 特点优势,7.多级冗余机制,pSpace 特点优势,无缝的故障恢复。可增加多个冗余节点，提高系统稳定性。配置方便，维护简单。专门针对pSpace开发，无需使用昂贵的专用硬件。支持第三方群集软件来实现系统冗余，如Windows Cluster，HA ROSE，JetCluster

20、等。,pSpace 特点优势,8.全程统一数据库,pSpace支持由任意多个数据库服务器级联构建的超大规模数据库系统。而各个数据库结点对于用户是透明的，用户访问时好像只有一个数据库，就是全程统一数据库。,pSpace 特点优势,支持RS232/422/485、电台、MODEM、以太网、无线GPRS/CDMA等通信方式。支持国内外主流的DCS、PLC、RTU、FCS、智能仪表等1000多种厂家设备。支持与国内外主流的HMI/SCADA软件的通信接口。,9.丰富的数据采集接口,pSpace 特点优势,支持的部分DCS,pSpace 特点优势,支持的部分HMI/SCADA,pSpace 其它特点,其

21、它特点,强大的安全管理体系及多级用户权限分配，用户操作跟踪。高效而丰富的二次开发接口：DBI API、COM SDK、OLE DB Provider、DAI SDK、.NET API、JAVA API、Real SQL、OPC、ODBC、XML、WEB Service 2.0、丰富的客户端应用：ForceControl、eForceCon、Excel Add-In、pBatch、Alarm Server、SNMP Agent、报表工具、设备运行诊断、趋势分析、成本核算、质量分析等。重新开发的图形监控客户端eForceCon可最大发挥pSpace特性。,目录,三.pSpace 系统架构,四.pS

22、pace 功能应用,五.pSpace 特点优势,一.MES简介,二.pSpace 定位,六.pSpace 应用方案,pSpace 行业应用,石化行业MES系统,pSpace 行业应用-石化行业,1.石化行业MES系统典型拓扑结构,pSpace 行业应用-石化行业,A、全面掌握生产动态 B、提高实时数据资源的利用效率C、高效集成出效益 D、形成统一数据平台/决策平台,2.建设目标,pSpace 行业应用-石化行业,掌握生产动态-实时流程图,pSpace 行业应用-石化行业,原有问题：实时数据停留在车间，无法进行深层次的应用调度和生产管理部门不能及时准确和全面了解生产情况利用数据资源完成：工艺参数

23、分析，改进工艺班组考核，控制成本物料平衡，降低能耗事故分析，故障预防数据深层次挖掘分析,提供数据资源利用,pSpace 行业应用-石化行业,生产调度,计划优化,物料平衡,先进控制,流程模拟,实时数据库系统,关系数据库,生产综合管理,ERP等,统一数据平台,pSpace 行业应用-石化行业,A、基本应用-生产过程浏览及监控-生产过程分析-用户定制应用B、管理应用-生产综合管理C、高级应用-流程模拟、先进控制,3.上层应用,pSpace 行业应用-石化行业,操作简单，直观。内容详尽，信息及时。,过程监视-流程图浏览,pSpace 行业应用-石化行业,多种曲线显示历史数据。曲线导出到Excel曲线对

24、比分析，便于查找各种原因,过程监视-历史数据查询,pSpace 行业应用-石化行业,显示各个采集站运行情况及监视点状态。远程维护操作,过程监视-采集状态监视,pSpace 行业应用-石化行业,趋势分析。统计分析平稳率计算偏差统计数据导出最大值/最小值,过程分析-工艺参数分析,pSpace 行业应用-石化行业,以事故为线索组织数据。便于查找事故原因。便于找出被忽略的小事故,过程分析-事故追忆,pSpace 行业应用-石化行业,考核重要工艺指标计算操作平稳率计算产量、收率,过程分析-班组考核,pSpace 行业应用-石化行业,化验数据与生产数据相关性分析。提高质量控制。改进生产方案,过程分析-质量

25、监视,pSpace 行业应用-石化行业,实时跟踪装置的总进料和总出料。及时发现异常,过程分析-装置物料平衡跟踪,pSpace 行业应用-石化行业,在线累计装置生产利润。,过程分析-生产利润在线查询,pSpace 行业应用-石化行业,实时数据库与关系数据库的数据转换通用，可灵活组态,定制应用-数据转换,pSpace 行业应用-石化行业,调度报表简单。数据关联实时数据库和关系数据库可自定义报表,定制应用-通用调度报表,pSpace 行业应用-石化行业,核心数据库,作业计划优化,物科平衡,生产综合统计,成本核算,系统维护,数据整和,实时数据库,生产综合管理,pSpace 行业应用-石化行业,历史数据

26、比较。流程模拟优化。实验装置开车,高级应用-先进控制、流程模拟,pSpace 行业应用,发电企业SIS系统,pSpace 行业应用-发电企业,pSpace 行业应用-发电企业,全厂生产过程监控系统,全厂负荷优化调度系统,厂级及机组级性能计算,经济指标分析及诊断,运行优化操作指导系统,过程信息统计和分析,机组寿命分析系统,机组运行故障诊断系统,基本软件模块,扩展软件模块,pSpace,pSpace 行业应用-发电企业,生产信息监测和统计数据来自于所有类型的数据源，像DCS、PLC、LAB、手工录入等。数据可根据需要在各台客户机上以各种形式显示，像系统图、趋势图、棒图、表格等。,快速响应任何时间、

27、任何地点均可获取生产过程信息提高决策质量将实时数据与历史数据统一考虑完整的总览全厂信息多台机组和所有车间系统均被集成降低人员工作量自动统计、报表定期自动打印,pSpace 行业应用-发电企业,性能监测和优化目的是降低电厂运行和维护成本。基于ISO、ASME、国标和行业标准。可方便地实现在线与离线运行。,节约燃料成本改善机组热耗、提高机组效率提高设备运行可靠性及早发现设备运行问题提高调峰容量发现容量约束，及早调整降低污染排放提高锅炉效率，减少环境污染提高运行人员操作水平,pSpace 行业应用-发电企业,经济性分析和优化主要监控参数主蒸汽温度、压力再热蒸汽温度、压力过/再热蒸汽喷水流量再热器压损

28、空预器排烟温度锅炉排烟氧量,省煤器给水温度凝汽器真空、过冷度补水流量排污流量厂用电量。,pSpace 行业应用-发电企业,厂级优化负荷分配流程示意,pSpace 行业应用-发电企业,设备寿命监测管理经验显示优化机组运行降低机组寿命损耗有助于减少设备更换费用、维持机组可靠性和发电产出。量化机组当前运行工况下的寿命损耗率。评估运行工况变化对设备寿命的影响。优化运行是降低延长设备寿命风险的最佳方法。监测温度、压力、负荷，并将实时信息转换成蠕变、疲劳损伤系数。,pSpace 行业应用-发电企业,设备状态监测和故障诊断状态监测用各种检测、测量、监视、分析和判断方法，结合设备的历史和现状，考虑环境的因素，

29、对设备的运行状态进行评估，判别其是否处于正常、异常和故障状态，并对状态进行显示和记录，对异常状态作出报警，以便及时处理，为设备的故障分析提供数据和信息。,pSpace 行业应用-发电企业,设备状态监测和故障诊断故障诊断根据状态监测所获得的信息，结合已知的结构特性和参数，以及环境条件，结合该设备的历史记录，对设备可能要发生或已经发生的故障进行预报和分析、判断，确定故障的性质和类别、程度、原因、部位，指出故障发生和发展的趋势及其后果，提出控制故障继续发展和消除故障的调整、维修、治理的对策措施，并加以实施，最终使设备恢复到正常状态。,pSpace 行业应用-发电企业,pSpace 行业应用发电企业,pSpace 行业应用-轨道交通,轨道交通自动化系统典型结构,pSpace 行业应用,大型企业集团信息系统典型结构,问题？,