一、MES概述

    1、MES的定义

    MES(Manufacturing Execution System)－生产执行系统，是美国管理界上世纪九十年代提出的新概念。MESA（MES国际联合会）对MES的定义是：MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能对此及时作出反应、报告，并用当前的准确数据对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运作过程，从而提高工厂及时交货能力，改善物料的流通性能，提高生产回报率。MES还能通过双向的直接通讯在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品行为的关键任务信息。

    2、MES的发展

    MES的产生源自工厂的内部需求，传统的MES（T-MES）就是从70年代的零星车间级应用发展起来的。20世纪80年代后期，随着计算机技术和网络技术的迅速发展，流程工业控制中出现了多学科间的相互渗透与交叉；同时，信号处理技术、计算机技术、通信技术及计算机网络与自动控制技术的结合使过程控制开始突破自动化孤岛模式，出现了集控制、优化、调度、管理和经营于一体的综合自动化新模式。MES就是这种新模式下的一项重要技术和应用。MES适用于不同行业（石化、钢铁、家电、汽车、通讯、IT、医药），可以将数据信息从生产现场取出，由操作控制级送达管理级，通过连续信息流来实现企业信息全集成。目前国内外许多企业已开始采用这项技术来增强自身的核心竞争力。MES强调控制和协调，是使计划系统能落实到实处的执行系统，因此在石化企业经济效益控制中有很高的应用价值（见图1）。

    3、MES相关标准

    针对于MES的国际标准有IEC/ISO 62264和ANSI/ISA-95，它定义了企业级业务系统与工厂车间级控制系统相集成时所使用的术语和模型。该标准还定义了中间层MES系统应支持的生产作业活动。很多供应商、用户、顾问都参与了该标准的制定和定义，这就确保了该标准具有坚实的基础以及高度的可用性。该标准目前由三部分组成，即企业功能部分，信息流部分和控制功能部分。其中第3部分定义了MES的作业活动。它着重阐述了与生产（Production）、维护（Maintenance）及质量（Quality）等有关的作业活动（见图1）。

  二、石化行业的特点与MES应用

    1、石化行业的特点

    石化业是国民经济的支柱产业部门之一，它包括石油炼制和石油化工等生产过程。石油化工生产属于连续性生产，生产线一级自动化程度较高，DCS、PLC系统已成为石化企业的主要控制手段。另外，石化行业的生产是一个多投入、多产出的过程，即：每套装置的产出同时包含着各种不同的半成品或产成品，其中半成品进入下一套装置又会产生各种不同的产品，同时还存在着物料回流的现象。石化生产过程有着多种产品方案可以灵活切换的特点，所以，建立一个快速反应的生产控制、生产执行、生产管理环境，是保证产品产量和质量、减低成本、安全平稳生产的必要条件。

    2、MES在石化领域的应用

    MES面向生产执行过程，连接实时数据库和关系数据库，对生产过程进行过程监视、控制和诊断、单元整合、模拟和优化，并进行物料平衡、生产计划、调度、排产等操作管理。MES是连接控制层与管理层的一个中间纽带，完成从生产命令下达到生产统计的整个生产过程的管理，并实时地将生产过程信息反馈给ERP及其它信息系统，从而将生产活动信息与管理活动信息有效的集成起来。在企业信息化系统中，MES起着承上启下的作用，有着广泛的应用价值。一些软件厂商也纷纷推出MES产品，如流程行业知名的Honeywell公司、Aspen公司等，都有完整的MES解决方案和相应的配套产品。

    国外大型流程工业企业，特别是石油化工企业，均十分重视信息集成技术的应用，纷纷以极大的热情和精力，构架工厂级、公司级甚至跨国集团公司级的信息集成系统，并有许多成功案例（如EXXONMOBIL、巴西石油等）。MES的建设在我国石化行业还处于初级阶段。国内的大型石油石化公司如中石油、中石化前几年做了许多MES相关工作，在一些企业建立实时数据库、计划调度、生产统计等系统，但都比较零散，缺乏系统性和整体性。近几年，随着我国石化行业信息化建设的迅猛发展，中石油、中石化都把MES作为信息化建设的重点，制定了详细的技术方案和实施计划。

  三、中国石油MES应用架构

    1、管理模式与MES建设目标

    炼油与化工业务是中国石油的主营业务之一，在中国石油的全部经营活动中起着承上启下、提升公司价值、化解上游风险、实现可持续发展的重要作用。当前，中国石油所有的石化企业（即地区公司）有两种管理模式，即集中式管理模式和分布式管理模式。集中式管理模式指地区公司下面不设工厂，其生产管理相关的职能部门及管理活动集中在地区公司一级进行。分布式生产管理模式则指地区公司下设工厂，工厂下设相关职能部门，其生产管理分散在各工厂内部进行，地区公司主要负责协调监督工作。

    中国石化MES的总目标是以最经济的方式来优化生产以满足需求。具体来说要实现以下目标：（1）通过对企业生产运行相关信息的收集，形成及时、准确、真实、清晰的企业信息；（2）指导企业合理配置资源、找出潜在的效益增长点或制约企业发展的“瓶颈”，及时调整经营战略和生产计划；（3）建立一套快速、灵活、准确的反应体系，增强企业的敏捷性，使企业处于最佳化运转状态；（4）通过本系统的实施实现生产过程和业务流程的优化，进一步降低成本以配合中国石油的业务发展战略。

    2、MES应用范围

    根据中国石油信息技术总体规划的目标和功能，结合国际大石油公司实施MES的经验和相关产品方案，中国石油深入研究了MES建设的业务范围和功能范围，制定了整体的技术架构和应用架构。根据石化企业的特点，可以将MES的业务领域分解为四个关键领域，即生产计划与排产，生产运行管理，生产执行和生产统计，这些业务领域是一个工厂生产管理的核心。工厂维护，物料管理，质量管理，销售与分销，工程项目管理，健康、安全与环保管理、财务管理、人事管理等业务领域分别属于ERP等系统覆盖的业务领域，这些业务领域需要与MES交换信息。这些系统之间的关系是：

    （1）MES是支持工厂生产管理的核心系统；

    （2）集散控制系统（DCS）、先进过程控制系统（APC）、实时优化系统（RTO）等控制系统，是MES最直接的实时数据来源。

    （3）企业资源计划系统（ERP）MES 是支持生产运行系统的最主要的两个应用系统。ERP为MES提供有关工厂维护，物料管理，质量管理，销售与分销管理，健康、安全与环保，以及财务管理和人事管理的相关信息；MES的信息也会反馈到这些系统中去。

    （4）一些工程项目管理和工艺管理的业务领域由工程类应用系统或企业资源计划系统的部分模块来实现。

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