http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 09:23:04 來源:浙江大學智能係統與控製研究所 褚健
編者語:在過去的近二十年裏,我國在DCS方麵取得了重大進展,基本上達到了國際先進水平,如中控、和利時等公司的產品都得到了市場的認可,但在高端的變送器及在線分析儀器方麵,我們與國際先進水平相比仍有一定的差距。
過程自動化係統地位凸顯
流程工業既是能源消耗的工業,也是原材料生產的重要工業,包括煉油、化工、電力、冶金等重大基礎工業領域。流程工業的現實狀況是能耗高、成本高、汙染高、勞動生產率低、資源利用率低。目前,我國流程工業與國際先進水平的主要差距,除了產品、工藝外,主要還在於生產控製自動化、優化、調度、管理以及信息化的等技術的相對落後。因此,迫切需要圍繞資源、能源的高效利用目標,集成采用生產工藝技術、自動化技術、信息技術、優化技術等先進技術的支持,以達到提高產品質量和產量、降低物耗與能耗、減少環境汙染的目的,實現企業綜合經濟技術指標的最優化,確保可持續發展。
mianduidangqianjiliedequanqiushichangjingzhenghenengyuanduanquewenti,mianxiangliuchenggongyedeguochengzidonghuaxitongdediweiyijingbiandeyuelaiyuezhongyao。guochengzidonghuaxitongbujinbaokuogeleixianchangyibiao、執行機構、DCS(集散控製係統)、PLC(邏輯控製係統)、SIS(儀表安全係統)等硬件係統,還包括先進控製和優化、計劃調度和排產、經營管理和供應鏈管理等軟件係統,涉及到節能降耗、環境保護、安全生產以及產品全生命周期管理等過程,為企業提供全麵、安全、高效的信息化解決方案。
在過去的近二十年裏,我國在DCS方麵取得了重大進展,基本上達到了國際先進水平,如中控、和利時等公司的產品都得到了市場的認可,但在高端的變送器及在線分析儀器方麵,我們與國際先進水平相比仍有一定的差距。
自動化與信息化的新機遇
流(liu)程(cheng)工(gong)業(ye)是(shi)實(shi)現(xian)節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)目(mu)標(biao)的(de)主(zhu)要(yao)領(ling)域(yu)和(he)關(guan)鍵(jian)環(huan)節(jie),也(ye)是(shi)國(guo)家(jia)實(shi)施(shi)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)戰(zhan)略(lve)的(de)主(zhu)攻(gong)方(fang)向(xiang)。當(dang)前(qian)流(liu)程(cheng)工(gong)業(ye)節(jie)能(neng)減(jian)排(pai)等(deng)問(wen)題(ti),既(ji)是(shi)過(guo)程(cheng)自(zi)動(dong)化(hua)發(fa)展(zhan)的(de)新(xin)挑(tiao)戰(zhan),也(ye)是(shi)過(guo)程(cheng)自(zi)動(dong)化(hua)發(fa)展(zhan)的(de)新(xin)機(ji)遇(yu)。
麵(mian)對(dui)國(guo)內(nei)外(wai)激(ji)烈(lie)的(de)競(jing)爭(zheng),我(wo)們(men)該(gai)如(ru)何(he)提(ti)高(gao)企(qi)業(ye)的(de)核(he)心(xin)競(jing)爭(zheng)力(li)?答(da)案(an)中(zhong)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)一(yi)點(dian)就(jiu)是(shi)信(xin)息(xi)化(hua)與(yu)工(gong)業(ye)化(hua)的(de)融(rong)合(he),對(dui)流(liu)程(cheng)工(gong)業(ye)而(er)言(yan)其(qi)重(zhong)點(dian)就(jiu)是(shi)實(shi)現(xian)綜(zong)合(he)自(zi)動(dong)化(hua)。縱(zong)觀(guan)我(wo)國(guo)製(zhi)造(zao)業(ye)信(xin)息(xi)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)應(ying)用(yong)現(xian)狀(zhuang),建(jian)設(she)的(de)重(zhong)點(dian)普(pu)遍(bian)放(fang)在(zai)ERP管理係統和自動化控製係統兩個方麵。但是,由於產品行銷在近一、二十年間從生產導向快速地演變成市場導向、競爭導向,因而對製造企業生產現場的管理和組織提出了更多的挑戰,僅僅依靠ERP和現場自動化係統往往無法應付這種新局麵。而企業的一些問題也隨之顯現:大量數據無法轉變為信息和知識;運行管理缺乏可視化平台與信息;節能減排缺少可操作指導和理論;企業可持續發展需要信息整合。在這個領域裏如何利用先進技術提高企業的綜合競爭實力?顯然工廠製造執行係統(Manufacturing Execution System,簡稱MES)就是其中可以采用的重要信息技術之一。
MES係統是近十年來在國際上迅速發展起來的、麵向車間層的生產管理技術與實時信息係統。MES可以為用戶提供一個快速反應、有彈性、精細化的生產經營環境,幫助企業提高資源利用率、減低成本、實時優化產能、提高產品的質量、提高服務質量以及企業綜合競爭力。MES適用於不同行業(石化、化工、冶金、製藥等),能neng夠gou對dui單dan一yi的de大da批pi量liang生sheng產chan和he既ji有you多duo品pin種zhong小xiao批pi量liang生sheng產chan又you有you大da批pi量liang生sheng產chan的de混hun合he型xing製zhi造zao企qi業ye提ti供gong良liang好hao的de企qi業ye信xin息xi管guan理li,尤you其qi對dui於yu非fei常chang複fu雜za的de石shi化hua等deng流liu程cheng工gong業ye企qi業ye,從cong底di層ceng的dePCS到過程控製、生產調度到節能減排再到企業的管理,MES起了非常關鍵和重要的作用,對流程工業而言是工業化與信息融合的關鍵。
“十一五”期間通過國家863重大研究項目,整合國內產學研優勢力量,建立由企業、高校和科研單位組成MES研yan發fa聯lian盟meng,形xing成cheng了le長chang效xiao合he作zuo機ji製zhi和he高gao素su質zhi的de專zhuan業ye研yan發fa及ji實shi施shi隊dui伍wu。目mu前qian,該gai項xiang研yan究jiu成cheng果guo已yi經jing形xing成cheng相xiang關guan應ying用yong軟ruan件jian包bao,例li如ru以yi石shi化hua盈ying科ke牽qian頭tou聯lian合he高gao校xiao開kai發fa的de麵mian向xiang石shi化hua企qi業ye生sheng產chan執zhi行xing係xi統tongSMES,首shou次ci實shi現xian國guo內nei流liu程cheng工gong業ye企qi業ye級ji生sheng產chan執zhi行xing係xi統tong軟ruan件jian的de研yan發fa突tu破po和he示shi範fan應ying用yong。其qi應ying用yong效xiao益yi得de到dao企qi業ye認ren可ke,並bing且qie有you效xiao推tui進jin了le企qi業ye信xin息xi化hua和he節jie能neng減jian排pai的de目mu標biao。該gai項xiang成cheng果guo將jiang不bu斷duan在zai冶ye金jin、化工、製藥等行業進行推廣應用,以期取得更大的效益,例如對於非常複雜的鋼鐵企業,從底層的PCS到過程控製到企業的信息化管理,其中MES起了非常關鍵和重要的作用,沒有MES的支撐,ERP是無法有效地運用並實現科學的量化管理、無法真正實現企業信息化。基於MES理念的石化企業生產管理業務流程的投運顯著增加綜合商品率,降低能耗,下表1是MES係統在石化領域示範應用取得的成果。
美國的ARC公司對自動化領域做出相關市場調查和分析:應用MES,在同樣的裝置下產品質量可以提高19.2%,勞動生產率提高13%,產量提高11%。如果我國能在產品質量提高10%,勞動生產率提高5%,對中國現階段的經濟水平的影響是非常巨大的,對我國節能減排的作用也是巨大的。
MES技術在石化、冶金、化工等行業裏將起到的作用非常明顯,特別是在優化生產調度、提高產品質量、加快在製品庫存周轉、減少非計劃生產、加快生產經營對市場的響應、降低庫存、提高管理效能、增加企業利潤等方麵產業明顯的經濟效益。
自動化與信息化發展的新方向
自動化是工業信息化的技術基礎,而信息化又能推進工業化,這個過程會推進產品或服務的產生過程中實現管理流程、組織機構、生產技能及生產工具的變革。
jinnianlai,guochengzidonghuadefuwufanchouheqidaodezuoyongbuduankuodahetisheng,erqiexiangguanxinxuqiuhexinyanjiuketiyebuduanyongxian,pirushujuqudongdexinxihuoqujiyingyong、製造運行管理(MOM,Manufacturing Operation Management)、智能工廠(IP,Intelligent Plant)等。
總之,信息化在推進我國工業化的進程,近年來從理論研究到技術攻關、軟件產品開發、工程應用等形成了縱橫發展的良好勢頭。工業界的人們應該充分吸收和利用最新控製技術、通信技術、軟件技術、數據處理技術等,並開發、利用企業信息資源,提升企業信息管理和生產數據應用的實質性價值,提高經濟增長質量,最終推動經濟社會發展轉型的曆史進程。