MES簡介

MES（Manufacturing Execution System, MES）即執行制造系統。是來源于制造業的一個管理信息化概念。顧名思義，MES系統輔助工廠貫徹和執行生產計劃，是以過程數學模型為核心，連接實時數據庫或非實時的關系數據庫，對生產過程進行實時監視、診斷和控制，完成單元整合和系統優化，在生產過程層（而不是管理層）進行物料平衡，安排生產計劃，實施調度、排產及優化。

煤炭行業對MES 的應用需求

 

大型礦業集團具備自動化控制系統

大型礦業集團在過去的幾年開始完善信息化系統，數據采集監控系統完成部分實施，ERP 逐步推廣中，EAM 設備資產管理具備部分成功應用，關鍵的生產管理 MES 系統正處于規劃階段，整合上下層信息系統: 從SCADA 到 ERP建立集中生產管理體系

MES在煤礦生產中的作用

MES讓自動化系統作用升華，及時將現場信息上報。將聚集在控網端綜合自動化系統中大量生產數據信息經過加工處理后，按需定制，推送給管網端管理層用戶，甚至集團公司業務部門和移動辦公領導。

MES讓您的管理意圖得以貫徹，直至下達到設備層。生產計劃、管理目標、技術工藝參數都可以通過MES系統編制下達到基層班隊，甚至下達到綜合自動化系統，管控作業。

MES作為一種生產模式, 把生產系統中的計劃和進度安排、進度跟蹤、物料流動、質量管理、設備運行狀態監控及設備能耗、效率計算、各種KPI指標和計算機集成制造接口（CIM）等一體化去考慮，以最終實施煤炭生產自動化戰略 。

MES更是智能調度和科學管理中心。MES系統對基礎數據提供各種專業智能分析，并按流程、職能組織數據共享與應用，推動生產管理規范化、精細化，是構建高產高效管理模式“助推器”。

 

礦井MES 系統功能和結構

FLT礦井 MES 解決方案功能組成

參照國際標準和國內煤炭行業的典型需求，礦井MES解決方案架構在生產管理平臺并具備如下功能系統

 

共享功能組成

 

技術路線

MES系統是在法國Schneider的MES平臺基礎上，參照國際標準并結合馮家塔煤礦業務需求特點,利用現代化的自動控制技術、信息采集處理技術和信息化網絡技術等，以礦井安全生產為前提，加強對礦生產現場管理，延用管理信息系統基礎數據，同時實現對生產過程中生產、掘進、運輸、通風、供排水、供電、洗選、裝運等各環節信息的采集和控制，特別注重安全生產信息以及機電設備運行等方面的數據跟蹤和信息分析，建立“管─控一體化”的煤礦綜合自動化MES系統平臺，使得采煤生產可視化、過程可追溯、管理可持續改進，從而提高整體安全生產管理能力，強化煤炭企業安全管理持續優化的能力。

　　Schneider的MES平臺Ampla，建立在.NET Frameworks架構之上，是一個完整的SOA（面向服務的架構）的系統解決方案。該方案擁有大量在國際一流礦業企業的應用經驗，是一套成熟的、專業面向礦業企業的平臺系統。

MES平臺Ampla 數據流概要

 

MES網絡架構 - 集團生產管理中心

 

 

礦井綜合自動化MES 平臺介紹

 

系統目標

1、提高企業對生產全過程的監督與控制能力，及時發現生產過程中存在的問題；

2、提高企業生產效率，最大限度地幫助企業有效使用現有生產資源；

3、提高生產安全性。通過大量使用工業控制設備與系統，可以減少人工差錯與干預，依靠技術手段提高安全性；

4、細化管理，降低企業生產成本。

5、MES系統為管理者提供良好的工具，來改進和優化管理，降低成本消耗

6、實現管控一體化。將企業業務管理網與各礦監測數據庫相連，變原來的“安全、信息孤島”為現在的“共享平臺”，形成了動態管理與閉環監控模式

系統特點

1、實現面向對象設計、組件化構造的系統。應用軟件包含眾多標準化的商業組件，這些模塊可完成多種預定義、組合、安裝和運行

2、系統提供基于商業智能技術的統計分析與報表功能，挖掘生產運營信息，改進生產運作質量。包括計劃與目標完成情況統計分析；節能降耗、成本費用統計分析；設備運維、故障、效能統計分析。并為礦井量身定做精細的能源管理模塊，支持節能降耗管理 。

3、對于關鍵生產績效指標監控分析和考評信息，系統可以主動推送，使各階管理人員及時了解礦井各區隊生產績效。

4、系統提供豐富的諸如儀表盤、圖表等生動形象的KPI分析展現形式，讓您對礦井生產各類績效指標一目了然，打造真正的管理駕駛倉。

5、系統秉承以人為本的設計風格，按照客戶的日常業務處理設計直觀的可視化圖形操作界面。

礦井MES系統平臺體系實現

 

數據采集層：是完成對煤礦各生產和安全系統實現原始數據的采集，同時構架數據存儲與支撐平臺，由實時、歷史數據庫存儲煤礦各生產和安全系統過程數據；建立關系數據庫，關系數據庫的數據來源有實時、歷史數據庫（數據經過精度降低、過濾）與煤礦各生產和安全系統設備一些設備初始資料數據（人工建立）。

數據處理層：通過數據平臺與應用支撐平臺的建設，對關系數據庫數據進行信息處理、信息挖掘、信息分析、故障診斷和建立專家系統來實現：

數據表示層：綜合自動化信息管理平臺由Web服務器以IE的界面向企業網進行發布，礦級領導和相關人員可在辦公室和在出差的情況下通過身份認證機制遠程登陸Web服務器，實時在線了解礦井生產和安全狀況，并且數據處理層實現的功能都能以IE界面實現調用。

FLT礦井MES系統平臺是基于MES原理和體系結構，以經濟指標為目標，以生產過程優化運行、優化控制與優化管理為核心技術的功能模型，通過分布式實時數據庫系統實現對礦井自動化設備的實時數據采集、存儲管理與監控，通過對OPC Server數據與Historian數據進行處理分析，建設安全生產監控系統、生產績效分析系統、生產過程管理系統等形成面向不同生產崗位的一體化信息系統。

 

MES 平臺 - 基礎數據

 

MES 平臺 – 數據建模

 

 

 

 

 

過程信息統計分析功能

在礦井MES管理平臺上以儀表盤的形式或者報表的形式匯總全礦各生產系統設備運行工況信息并進行分析，如：排水系統各水泵電機電流情況、各水泵流量情況、排水泵軸溫以及壓力監控情況，排水泵累計運行時間情況等；各生產班皮帶機不同時間段煤量統計等情況。

 

 

固定設備性能檢測及分析

系統采用開放的、易于二次開發和維護的網絡計算平臺軟件.NET在網上進行計算和分析。數據來源于數據庫，計算結果（包括中間值）通過標準接口程序自動進入數據庫中。該計算平臺包括：采煤機、刮板機等、主巷道皮帶等主要設備運行信息監控、在線查詢、計算調度、系統設置等功能

 

 

設備運行功耗與效率統計分析：

實時監控礦井生產設備，如：皮帶機、風機、電機的運行參數(電流、電壓、開停等)和經濟性能指標，將計算結果以儀表板、趨勢圖、棒圖和表格等形式顯示，使運行和管理人員對整個礦井生產設備的運行狀況全面掌握；

 

 

設備停機分析：

1、故障原因庫定義 ( 故障原因 故障類別 故障結果 )

2、故障原因表與特定設備定義建立對應關系

3、實時停機事件捕獲 ( 根據設備狀態發出警告提示 )

4、停機報警

 

 

設備管理 - 實時 OEE 計算

 

設備運轉時間統計與壽命管理

通過對礦井生產設備重要部件關鍵參數的在線計算確定設備壽命損耗情況和老化狀態，及時正確的制定檢修維護計劃，實現狀態管理的目的；對礦井生產設備運行過程中參數偏離基準值或設備投停所造成的產能損失進行實時分析，找出礦井產量損失的地點、大小、分布情況和原因，可以使運行人員有目的地調整參數，使礦井產量運行指標逐漸逼近或達到設計值（或最佳值）。

 

 

方案的優勢

1、實現管控一體化。將企業業務管理網與各礦監測數據庫相連，變原來的“安全、信息孤島”為現在的“共享平臺”，形成了動態管理與閉環監控模式

2、實現面向對象設計、組件化構造的系統。應用軟件包含眾多標準化的商業組件，這些模塊可完成多種預定義、組合、安裝和運行

3、系統采用先進的設計思想，利用現代的編程技術，具備了好的可擴充性，可做到跨越任意平臺，對接任意系統，真正實現資源的合理利用，為客戶節約資源和成本

4、系統秉承以人為本的設計風格，按照客戶的日常業務處理設計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一步的提高工作效率

5、系統提供數據采集、傳輸、整理、分析功能。通過先進的處理手段將現場采集的數字信息轉化為圖形的可視化的報表，實時的記錄下來，以備監管部門隨時查閱

結論

通過以上的分析，我們可以看出，煤礦引入MES系統，可以極大的提升煤炭企業對煤炭生產過程的管理和控制能力。MES提供DCS系統、ERP系統無法實現的生產、調度和管理功能；提供ERP等管理信息系統無法實現的生產數據的獲取與分析功能，成為生產和企業管理之間的橋梁，可以為企業帶來現實的或潛在的經濟效益：

1、提高企業對生產全過程的監督與控制能力，及時發現生產過程中存在的問題，將生產安全隱患扼殺在搖籃之中

2、提高企業生產效率，最大限度地幫助企業有效使用現有生產資源

3、提高生產安全性。通過大量使用工業控制設備與系統，可以減少人工差錯與干預，依靠技術手段提高安全性

4、細化管理，降低企業生產成本。通過各種信息技術的使用，減少人工需求，降低人員成本。另外，應用系統為管理者提供良好的工具，來改進和優化管理，降低成本消耗