MES簡介

MES（Manufacturing Execution System, MES）即執(zhí)行制造系統(tǒng)。是來源于制造業(yè)的一個(gè)管理信息化概念。顧名思義，MES系統(tǒng)輔助工廠貫徹和執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)劃，是以過程數(shù)學(xué)模型為核心，連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫或非實(shí)時(shí)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、診斷和控制，完成單元整合和系統(tǒng)優(yōu)化，在生產(chǎn)過程層（而不是管理層）進(jìn)行物料平衡，安排生產(chǎn)計(jì)劃，實(shí)施調(diào)度、排產(chǎn)及優(yōu)化。

煤炭行業(yè)對(duì)MES 的應(yīng)用需求

 

大型礦業(yè)集團(tuán)具備自動(dòng)化控制系統(tǒng)

大型礦業(yè)集團(tuán)在過去的幾年開始完善信息化系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)完成部分實(shí)施，ERP 逐步推廣中，EAM 設(shè)備資產(chǎn)管理具備部分成功應(yīng)用，關(guān)鍵的生產(chǎn)管理 MES 系統(tǒng)正處于規(guī)劃階段，整合上下層信息系統(tǒng): 從SCADA 到 ERP建立集中生產(chǎn)管理體系

MES在煤礦生產(chǎn)中的作用

MES讓自動(dòng)化系統(tǒng)作用升華，及時(shí)將現(xiàn)場信息上報(bào)。將聚集在控網(wǎng)端綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息經(jīng)過加工處理后，按需定制，推送給管網(wǎng)端管理層用戶，甚至集團(tuán)公司業(yè)務(wù)部門和移動(dòng)辦公領(lǐng)導(dǎo)。

MES讓您的管理意圖得以貫徹，直至下達(dá)到設(shè)備層。生產(chǎn)計(jì)劃、管理目標(biāo)、技術(shù)工藝參數(shù)都可以通過MES系統(tǒng)編制下達(dá)到基層班隊(duì)，甚至下達(dá)到綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，管控作業(yè)。

MES作為一種生產(chǎn)模式, 把生產(chǎn)系統(tǒng)中的計(jì)劃和進(jìn)度安排、進(jìn)度跟蹤、物料流動(dòng)、質(zhì)量管理、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及設(shè)備能耗、效率計(jì)算、各種KPI指標(biāo)和計(jì)算機(jī)集成制造接口（CIM）等一體化去考慮，以最終實(shí)施煤炭生產(chǎn)自動(dòng)化戰(zhàn)略 。

MES更是智能調(diào)度和科學(xué)管理中心。MES系統(tǒng)對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供各種專業(yè)智能分析，并按流程、職能組織數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用，推動(dòng)生產(chǎn)管理規(guī)范化、精細(xì)化，是構(gòu)建高產(chǎn)高效管理模式“助推器”。

 

礦井MES 系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)

FLT礦井 MES 解決方案功能組成

參照國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)煤炭行業(yè)的典型需求，礦井MES解決方案架構(gòu)在生產(chǎn)管理平臺(tái)并具備如下功能系統(tǒng)

 

共享功能組成

 

技術(shù)路線

MES系統(tǒng)是在法國Schneider的MES平臺(tái)基礎(chǔ)上，參照國際標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合馮家塔煤礦業(yè)務(wù)需求特點(diǎn),利用現(xiàn)代化的自動(dòng)控制技術(shù)、信息采集處理技術(shù)和信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，以礦井安全生產(chǎn)為前提，加強(qiáng)對(duì)礦生產(chǎn)現(xiàn)場管理，延用管理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程中生產(chǎn)、掘進(jìn)、運(yùn)輸、通風(fēng)、供排水、供電、洗選、裝運(yùn)等各環(huán)節(jié)信息的采集和控制，特別注重安全生產(chǎn)信息以及機(jī)電設(shè)備運(yùn)行等方面的數(shù)據(jù)跟蹤和信息分析，建立“管─控一體化”的煤礦綜合自動(dòng)化MES系統(tǒng)平臺(tái)，使得采煤生產(chǎn)可視化、過程可追溯、管理可持續(xù)改進(jìn)，從而提高整體安全生產(chǎn)管理能力，強(qiáng)化煤炭企業(yè)安全管理持續(xù)優(yōu)化的能力。

　　Schneider的MES平臺(tái)Ampla，建立在.NET Frameworks架構(gòu)之上，是一個(gè)完整的SOA（面向服務(wù)的架構(gòu)）的系統(tǒng)解決方案。該方案擁有大量在國際一流礦業(yè)企業(yè)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，是一套成熟的、專業(yè)面向礦業(yè)企業(yè)的平臺(tái)系統(tǒng)。

MES平臺(tái)Ampla 數(shù)據(jù)流概要

 

MES網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) - 集團(tuán)生產(chǎn)管理中心

 

 

礦井綜合自動(dòng)化MES 平臺(tái)介紹

 

系統(tǒng)目標(biāo)

1、提高企業(yè)對(duì)生產(chǎn)全過程的監(jiān)督與控制能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的問題；

2、提高企業(yè)生產(chǎn)效率，最大限度地幫助企業(yè)有效使用現(xiàn)有生產(chǎn)資源；

3、提高生產(chǎn)安全性。通過大量使用工業(yè)控制設(shè)備與系統(tǒng)，可以減少人工差錯(cuò)與干預(yù)，依靠技術(shù)手段提高安全性；

4、細(xì)化管理，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

5、MES系統(tǒng)為管理者提供良好的工具，來改進(jìn)和優(yōu)化管理，降低成本消耗

6、實(shí)現(xiàn)管控一體化。將企業(yè)業(yè)務(wù)管理網(wǎng)與各礦監(jiān)測數(shù)據(jù)庫相連，變原來的“安全、信息孤島”為現(xiàn)在的“共享平臺(tái)”，形成了動(dòng)態(tài)管理與閉環(huán)監(jiān)控模式

系統(tǒng)特點(diǎn)

1、實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)、組件化構(gòu)造的系統(tǒng)。應(yīng)用軟件包含眾多標(biāo)準(zhǔn)化的商業(yè)組件，這些模塊可完成多種預(yù)定義、組合、安裝和運(yùn)行

2、系統(tǒng)提供基于商業(yè)智能技術(shù)的統(tǒng)計(jì)分析與報(bào)表功能，挖掘生產(chǎn)運(yùn)營信息，改進(jìn)生產(chǎn)運(yùn)作質(zhì)量。包括計(jì)劃與目標(biāo)完成情況統(tǒng)計(jì)分析；節(jié)能降耗、成本費(fèi)用統(tǒng)計(jì)分析；設(shè)備運(yùn)維、故障、效能統(tǒng)計(jì)分析。并為礦井量身定做精細(xì)的能源管理模塊，支持節(jié)能降耗管理 。

3、對(duì)于關(guān)鍵生產(chǎn)績效指標(biāo)監(jiān)控分析和考評(píng)信息，系統(tǒng)可以主動(dòng)推送，使各階管理人員及時(shí)了解礦井各區(qū)隊(duì)生產(chǎn)績效。

4、系統(tǒng)提供豐富的諸如儀表盤、圖表等生動(dòng)形象的KPI分析展現(xiàn)形式，讓您對(duì)礦井生產(chǎn)各類績效指標(biāo)一目了然，打造真正的管理駕駛倉。

5、系統(tǒng)秉承以人為本的設(shè)計(jì)風(fēng)格，按照客戶的日常業(yè)務(wù)處理設(shè)計(jì)直觀的可視化圖形操作界面。

礦井MES系統(tǒng)平臺(tái)體系實(shí)現(xiàn)

 

數(shù)據(jù)采集層：是完成對(duì)煤礦各生產(chǎn)和安全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的采集，同時(shí)構(gòu)架數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與支撐平臺(tái)，由實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)煤礦各生產(chǎn)和安全系統(tǒng)過程數(shù)據(jù)；建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫，關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)來源有實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)經(jīng)過精度降低、過濾）與煤礦各生產(chǎn)和安全系統(tǒng)設(shè)備一些設(shè)備初始資料數(shù)據(jù)（人工建立）。

數(shù)據(jù)處理層：通過數(shù)據(jù)平臺(tái)與應(yīng)用支撐平臺(tái)的建設(shè)，對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行信息處理、信息挖掘、信息分析、故障診斷和建立專家系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)：

數(shù)據(jù)表示層：綜合自動(dòng)化信息管理平臺(tái)由Web服務(wù)器以IE的界面向企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行發(fā)布，礦級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)人員可在辦公室和在出差的情況下通過身份認(rèn)證機(jī)制遠(yuǎn)程登陸Web服務(wù)器，實(shí)時(shí)在線了解礦井生產(chǎn)和安全狀況，并且數(shù)據(jù)處理層實(shí)現(xiàn)的功能都能以IE界面實(shí)現(xiàn)調(diào)用。

FLT礦井MES系統(tǒng)平臺(tái)是基于MES原理和體系結(jié)構(gòu)，以經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為目標(biāo)，以生產(chǎn)過程優(yōu)化運(yùn)行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理為核心技術(shù)的功能模型，通過分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井自動(dòng)化設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)管理與監(jiān)控，通過對(duì)OPC Server數(shù)據(jù)與Historian數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，建設(shè)安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)績效分析系統(tǒng)、生產(chǎn)過程管理系統(tǒng)等形成面向不同生產(chǎn)崗位的一體化信息系統(tǒng)。

 

MES 平臺(tái) - 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

 

MES 平臺(tái) – 數(shù)據(jù)建模

 

 

 

 

 

過程信息統(tǒng)計(jì)分析功能

在礦井MES管理平臺(tái)上以儀表盤的形式或者報(bào)表的形式匯總?cè)V各生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行工況信息并進(jìn)行分析，如：排水系統(tǒng)各水泵電機(jī)電流情況、各水泵流量情況、排水泵軸溫以及壓力監(jiān)控情況，排水泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)間情況等；各生產(chǎn)班皮帶機(jī)不同時(shí)間段煤量統(tǒng)計(jì)等情況。

 

 

固定設(shè)備性能檢測及分析

系統(tǒng)采用開放的、易于二次開發(fā)和維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)軟件.NET在網(wǎng)上進(jìn)行計(jì)算和分析。數(shù)據(jù)來源于數(shù)據(jù)庫，計(jì)算結(jié)果（包括中間值）通過標(biāo)準(zhǔn)接口程序自動(dòng)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫中。該計(jì)算平臺(tái)包括：采煤機(jī)、刮板機(jī)等、主巷道皮帶等主要設(shè)備運(yùn)行信息監(jiān)控、在線查詢、計(jì)算調(diào)度、系統(tǒng)設(shè)置等功能

 

 

設(shè)備運(yùn)行功耗與效率統(tǒng)計(jì)分析：

實(shí)時(shí)監(jiān)控礦井生產(chǎn)設(shè)備，如：皮帶機(jī)、風(fēng)機(jī)、電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)(電流、電壓、開停等)和經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)，將計(jì)算結(jié)果以儀表板、趨勢圖、棒圖和表格等形式顯示，使運(yùn)行和管理人員對(duì)整個(gè)礦井生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀況全面掌握；

 

 

設(shè)備停機(jī)分析：

1、故障原因庫定義 ( 故障原因 故障類別 故障結(jié)果 )

2、故障原因表與特定設(shè)備定義建立對(duì)應(yīng)關(guān)系

3、實(shí)時(shí)停機(jī)事件捕獲 ( 根據(jù)設(shè)備狀態(tài)發(fā)出警告提示 )

4、停機(jī)報(bào)警

 

 

設(shè)備管理 - 實(shí)時(shí) OEE 計(jì)算

 

設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)與壽命管理

通過對(duì)礦井生產(chǎn)設(shè)備重要部件關(guān)鍵參數(shù)的在線計(jì)算確定設(shè)備壽命損耗情況和老化狀態(tài)，及時(shí)正確的制定檢修維護(hù)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)管理的目的；對(duì)礦井生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行過程中參數(shù)偏離基準(zhǔn)值或設(shè)備投停所造成的產(chǎn)能損失進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，找出礦井產(chǎn)量損失的地點(diǎn)、大小、分布情況和原因，可以使運(yùn)行人員有目的地調(diào)整參數(shù)，使礦井產(chǎn)量運(yùn)行指標(biāo)逐漸逼近或達(dá)到設(shè)計(jì)值（或最佳值）。

 

 

方案的優(yōu)勢

1、實(shí)現(xiàn)管控一體化。將企業(yè)業(yè)務(wù)管理網(wǎng)與各礦監(jiān)測數(shù)據(jù)庫相連，變原來的“安全、信息孤島”為現(xiàn)在的“共享平臺(tái)”，形成了動(dòng)態(tài)管理與閉環(huán)監(jiān)控模式

2、實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)、組件化構(gòu)造的系統(tǒng)。應(yīng)用軟件包含眾多標(biāo)準(zhǔn)化的商業(yè)組件，這些模塊可完成多種預(yù)定義、組合、安裝和運(yùn)行

3、系統(tǒng)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，利用現(xiàn)代的編程技術(shù)，具備了好的可擴(kuò)充性，可做到跨越任意平臺(tái)，對(duì)接任意系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)資源的合理利用，為客戶節(jié)約資源和成本

4、系統(tǒng)秉承以人為本的設(shè)計(jì)風(fēng)格，按照客戶的日常業(yè)務(wù)處理設(shè)計(jì)直觀的可視化圖形操作界面。使操作簡化易于掌握，可以幫助煤礦行政管理部門進(jìn)一步的提高工作效率

5、系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)采集、傳輸、整理、分析功能。通過先進(jìn)的處理手段將現(xiàn)場采集的數(shù)字信息轉(zhuǎn)化為圖形的可視化的報(bào)表，實(shí)時(shí)的記錄下來，以備監(jiān)管部門隨時(shí)查閱

結(jié)論

通過以上的分析，我們可以看出，煤礦引入MES系統(tǒng)，可以極大的提升煤炭企業(yè)對(duì)煤炭生產(chǎn)過程的管理和控制能力。MES提供DCS系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)、調(diào)度和管理功能；提供ERP等管理信息系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的獲取與分析功能，成為生產(chǎn)和企業(yè)管理之間的橋梁，可以為企業(yè)帶來現(xiàn)實(shí)的或潛在的經(jīng)濟(jì)效益：

1、提高企業(yè)對(duì)生產(chǎn)全過程的監(jiān)督與控制能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的問題，將生產(chǎn)安全隱患扼殺在搖籃之中

2、提高企業(yè)生產(chǎn)效率，最大限度地幫助企業(yè)有效使用現(xiàn)有生產(chǎn)資源

3、提高生產(chǎn)安全性。通過大量使用工業(yè)控制設(shè)備與系統(tǒng)，可以減少人工差錯(cuò)與干預(yù)，依靠技術(shù)手段提高安全性

4、細(xì)化管理，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。通過各種信息技術(shù)的使用，減少人工需求，降低人員成本。另外，應(yīng)用系統(tǒng)為管理者提供良好的工具，來改進(jìn)和優(yōu)化管理，降低成本消耗