過(guò)程自動(dòng)化的發(fā)展與機遇

編者語(yǔ)：在過(guò)去的近二十年里，我國在DCS方面取得了重大進(jìn)展，基本上達到了先進(jìn)水平，如中控、和利時(shí)等公司的產(chǎn)品都得到了市場(chǎng)的認可，但在的變送器及在線(xiàn)分析儀器方面，我們與先進(jìn)水平相比仍有一定的差距。

過(guò)程自動(dòng)化系統地位凸顯

　　流程工業(yè)既是能源消耗的工業(yè)，也是原材料生產(chǎn)的重要工業(yè)，包括煉油、化工、電力、冶金等重大基礎工業(yè)領(lǐng)域。流程工業(yè)的現實(shí)狀況是能耗高、成本高、污染高、勞動(dòng)生產(chǎn)率低、資源利用率低。目前，我國流程工業(yè)與先進(jìn)水平的主要差距，除了產(chǎn)品、工藝外，主要還在于生產(chǎn)控制自動(dòng)化、優(yōu)化、調度、管理以及信息化的等技術(shù)的相對落后。因此，迫切需要圍繞資源、能源的利用目標，集成采用生產(chǎn)工藝技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的支持，以達到提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量、降低物耗與能耗、減少環(huán)境污染的目的，實(shí)現企業(yè)綜合經(jīng)濟技術(shù)指標的*化，確?？沙掷m發(fā)展。

　　面對當前激烈的市場(chǎng)競爭和能源短缺問(wèn)題，面向流程工業(yè)的過(guò)程自動(dòng)化系統的地位已經(jīng)變得越來(lái)越重要。過(guò)程自動(dòng)化系統不僅包括各類(lèi)現場(chǎng)儀表、執行機構、DCS（集散控制系統）、PLC（邏輯控制系統）、SIS（儀表安全系統）等硬件系統，還包括先進(jìn)控制和優(yōu)化、計劃調度和排產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理和供應鏈管理等軟件系統，涉及到節能降耗、環(huán)境保護、安全生產(chǎn)以及產(chǎn)品全生命周期管理等過(guò)程，為企業(yè)提供全面、安全、的信息化解決方案。

　　在過(guò)去的近二十年里，我國在DCS方面取得了重大進(jìn)展，基本上達到了先進(jìn)水平，如中控、和利時(shí)等公司的產(chǎn)品都得到了市場(chǎng)的認可，但在的變送器及在線(xiàn)分析儀器方面，我們與先進(jìn)水平相比仍有一定的差距。

自動(dòng)化與信息化的新機遇

　　流程工業(yè)是實(shí)現節能減排目標的主要領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節，也是國家實(shí)施節能降耗戰略的主攻方向。當前流程工業(yè)節能減排等問(wèn)題，既是過(guò)程自動(dòng)化發(fā)展的新挑戰，也是過(guò)程自動(dòng)化發(fā)展的新機遇。

　　面對國內外激烈的競爭，我們該如何提高企業(yè)的核心競爭力？答案中很重要的一點(diǎn)就是信息化與工業(yè)化的融合，對流程工業(yè)而言其重點(diǎn)就是實(shí)現綜合自動(dòng)化?？v觀(guān)我國制造業(yè)信息化系統的應用現狀，建設的重點(diǎn)普遍放在ERP管理系統和自動(dòng)化控制系統兩個(gè)方面。但是，由于產(chǎn)品行銷(xiāo)在近一、二十年間從生產(chǎn)導向快速地演變成市場(chǎng)導向、競爭導向，因而對制造企業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)的管理和組織提出了更多的挑戰，僅僅依靠ERP和現場(chǎng)自動(dòng)化系統往往無(wú)法應付這種新局面。而企業(yè)的一些問(wèn)題也隨之顯現：大量數據無(wú)法轉變?yōu)樾畔⒑椭R；運行管理缺乏可視化平臺與信息；節能減排缺少可操作指導和理論；企業(yè)可持續發(fā)展需要信息整合。在這個(gè)領(lǐng)域里如何利用先進(jìn)技術(shù)提高企業(yè)的綜合競爭實(shí)力？顯然工廠(chǎng)制造執行系統（Manufacturing Execution System，簡(jiǎn)稱(chēng)MES）就是其中可以采用的重要信息技術(shù)之一。

　　MES系統是近十年來(lái)在上迅速發(fā)展起來(lái)的、面向車(chē)間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實(shí)時(shí)信息系統。MES可以為用戶(hù)提供一個(gè)快速反應、有彈性、精細化的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)環(huán)境，幫助企業(yè)提高資源利用率、減低成本、實(shí)時(shí)優(yōu)化產(chǎn)能、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、提高服務(wù)質(zhì)量以及企業(yè)綜合競爭力。MES適用于不同行業(yè)（石化、化工、冶金、制藥等），能夠對單一的大批量生產(chǎn)和既有多品種小批量生產(chǎn)又有大批量生產(chǎn)的混合型制造企業(yè)提供良好的企業(yè)信息管理，尤其對于非常復雜的石化等流程工業(yè)企業(yè)，從底層的PCS到過(guò)程控制、生產(chǎn)調度到節能減排再到企業(yè)的管理，MES起了非常關(guān)鍵和重要的作用，對流程工業(yè)而言是工業(yè)化與信息融合的關(guān)鍵。

　　 “十一五”期間通過(guò)國家863重大研究項目，整合國內產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢力量，建立由企業(yè)、高校和科研單位組成MES研發(fā)聯(lián)盟，形成了長(cháng)效合作機制和高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)研發(fā)及實(shí)施隊伍。目前，該項研究成果已經(jīng)形成相關(guān)應用軟件包，例如以石化盈科牽頭聯(lián)合高校開(kāi)發(fā)的面向石化企業(yè)生產(chǎn)執行系統SMES，實(shí)現國內流程工業(yè)企業(yè)級生產(chǎn)執行系統軟件的研發(fā)突破和示范應用。其應用效益得到企業(yè)認可，并且有效推進(jìn)了企業(yè)信息化和節能減排的目標。該項成果將不斷在冶金、化工、制藥等行業(yè)進(jìn)行推廣應用，以期取得更大的效益，例如對于非常復雜的鋼鐵企業(yè)，從底層的PCS到過(guò)程控制到企業(yè)的信息化管理，其中MES起了非常關(guān)鍵和重要的作用，沒(méi)有MES的支撐，ERP是無(wú)法有效地運用并實(shí)現科學(xué)的量化管理、無(wú)法真正實(shí)現企業(yè)信息化?；贛ES理念的石化企業(yè)生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程的投運顯著(zhù)增加綜合商品率，降低能耗，下表1是MES系統在石化領(lǐng)域示范應用取得的成果。

　　美國的ARC公司對自動(dòng)化領(lǐng)域做出相關(guān)市場(chǎng)調查和分析：應用MES，在同樣的裝置下產(chǎn)品質(zhì)量可以提高19.2％，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高13％，產(chǎn)量提高11％。如果我國能在產(chǎn)品質(zhì)量提高10％，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高5％，對中國現階段的經(jīng)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(shù)在石化、冶金、化工等行業(yè)里將起到的作用非常明顯，特別是在優(yōu)化生產(chǎn)調度、提高產(chǎn)品質(zhì)量、加快在制品庫存周轉、減少非計劃生產(chǎn)、加快生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)對市場(chǎng)的響應、降低庫存、提高管理效能、增加企業(yè)利潤等方面產(chǎn)業(yè)明顯的經(jīng)濟效益。

　　自動(dòng)化與信息化發(fā)展的新方向

　　自動(dòng)化是工業(yè)信息化的技術(shù)基礎，而信息化又能推進(jìn)工業(yè)化，這個(gè)過(guò)程會(huì )推進(jìn)產(chǎn)品或服務(wù)的產(chǎn)生過(guò)程中實(shí)現管理流程、組織機構、生產(chǎn)技能及生產(chǎn)工具的變革。

　　近年來(lái)，過(guò)程自動(dòng)化的服務(wù)范疇和起到的作用不斷擴大和提升，而且相關(guān)新需求和新研究課題也不斷涌現，譬如數據驅動(dòng)的信息獲取及應用、制造運行管理（MOM,Manufacturing Operation Management）、智能工廠(chǎng)（IP,Inligent Plant）等。

　　總之，信息化在推進(jìn)我國工業(yè)化的進(jìn)程，近年來(lái)從理論研究到技術(shù)攻關(guān)、軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工程應用等形成了縱橫發(fā)展的良好勢頭。工業(yè)界的人們應該充分吸收和利用控制技術(shù)、通信技術(shù)、軟件技術(shù)、數據處理技術(shù)等，并開(kāi)發(fā)、利用企業(yè)信息資源，提升企業(yè)信息管理和生產(chǎn)數據應用的實(shí)質(zhì)性?xún)r(jià)值，提高經(jīng)濟增長(cháng)質(zhì)量，zui終推動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展轉型的歷史進(jìn)程。