打破生产管理的“黑箱”

安徽丰原格拉特乳酸有限公司（以下简称丰原格拉特）使用最新的具有自主产权的技术，并通过实施信息化建设，把提高生产效率和产品质量有机结合起来，并与丰原的玉米深加工生产设施有效地整合，使得成本结构得到优化，为公司具备强大的市场竞争力及产品达到最高质量标准提供了保障。

丰原格拉特是由安徽丰原生物化学股份有限公司与比利时格拉特公司于2002年共同出资建设成立的一家中外合作型企业。总资产1500万美元。公司属省级高新技术企业、制造业信息化示范企业。主要产品为L-乳酸，在产品质量与营销上，已建立了完善的国际、国内销售网络。目前公司已占国内53%以上的市场份额, 30%的亚洲市场份额，产品销往世界40多个国家和地区。2008年实现销售收入19121万元，其中出口销售收入1701万美元，纳税349万元。

公司信息化应用现状

在信息化建设方面，丰原格拉特自公司成立以来就以高标准、高目标进行信息化建设：使用最新的信息化技术，建立企业内部网络；公司的ERP采用微软的Navision系统，从人力资源到财务管理，从采购、生产到仓库、销售、货运，全部实现网络化管理，使得整个公司运营快速高效，以期提高企业在国际市场上的竞争力，实现较好的经济效益；在DCS层面，公司采用具有世界先进水平的Emerson公司的Delta V系统，全面支持数字式的自动化系统，充分融合了“智能化工厂”的技术；建立公司的OA系统和内、外部网站，并建立VPN（虚拟专用网）方式将丰原格拉特和比利时格拉特公司及公司在上海和南京的办事处相连，满足数据传输安全和经常出差在外人员的移动办公需求。2003~2005年公司先后投入103 万用于信息化建设。公司在2005年10 月被安徽省科技厅评为安徽省制造业信息化示范企业，2009年12月被安徽省科技厅评为安徽省“十一五”制造业信息化示范企业。

2006~2009年间，公司信息化建设进入到深化应用阶段，对正在使用的ERP系统，根据公司发展状况和管理需求，自行开发了数据挖掘应用的OLAP服务系统，提供销售、采购和财务数据。这使得虚拟多维数据集中的多维查找结果可以使用简单的工具如电子表格、浏览器等跟踪，分析数据及产生报表。并建立生产管理分析系统，联接企业内部局域网和工业生产以太网以及通过各种技术方法将各专业数据有机的结合起来，形成生产日、月报表，销售报表，财务报表等为高层管理者提供反映企业经营状态的企业内部财务、生产、物流等相关信息，提供决策支持。公司还专门采购了国内知名的易捷内控王系统，该系统投入使用后，不仅实现了对公司员工的上网行为管理，还加强了对企业IT资产的管理，能够及时分发和安装微软的补丁，增强客户机的安全；远程桌面协助提高了IT部门处理问题的及时性，有效的提高了员工的工作效率。2008年3~12月，丰原格拉特投入45万元完成了公司计算机维护管理软件（CMMS）COSWIN系统（造价50万）的建设和运行管理工作，使公司的设备维护由大量的应急维修过度到设备的预维护占多数，加强了工单的科学管理，据估算，年可节约维修费用40%。

公司信息化建设过程中，需要解决的问题：

1.系统本身缺乏柔性，赶不上管理需求的变化。

现有信息系统难以适应不断发展的形势，既赶不上管理需求的变化，也赶不上信息技术的发展。一方面，管理需求的变化要求信息系统必须不断地进行完善和升级(由于信息系统本身缺乏柔性，升级换代的成本比较高)；另一方面，企业片面地追求所谓最新技术，不断地对系统进行升级(结果往往是放弃原有的系统)。看似矛盾的这两者却最终都使得信息系统没有一个稳定的运行状态，难以发挥出效益。

2.管理信息系统和生产管控系统不能共享信息。

目前管理信息系统主要应用于销售、财务、成本核算、库存管理、人力资源、市场、货运等部门，和生产管控系统是相互独立，分割开的。这造成生产难以适应快速、准确按订单排产的要求，对库存管理、生产管理难于做到精细、准确和快速，并且难以实现产品按批次可追溯。只有将管理信息系统和生产管控系统相互结合，才能实现诸如按订单排产、产品可追溯、黄金批次管理等功能，从而进一步对生产数据统计分析，提高产品质量，降低消耗，为企业提升竞争力。

根据以上分析结果，丰原格拉特根据自身行业的特点和具体的管理功能需求，提出了综合的MES系统解决方案。该方案将企业现有的ERP系统和DCS（分布式控制系统）连接起来，使得信息流通，数据共享，从而解决诸如生产计划按订单排产、产品追溯、黄金批次和节能降耗等实际问题。

MES系统目标与原则

MES应用在丰原格拉特主要应用目标是，打破生产管理的“黑箱”，企业原有的ERP系统管理不到生产现场，难以实现精细化管理，而自动控制系统（DCS）的数据也反映不到ERP系统中，形成信息孤岛，缺乏生产管理手段的生产现场就如同一个“黑箱”。

为解决实际生产和管理应用问题，丰原格拉特提出企业应用MES的目标：

实现可追溯：客户希望对产品生产过程进行监控，了解产品使用的原材料情况，生产过程情况（工艺、设备、质量检验等），从而准确预测发货期，实现产品制造过程的可视化、可追溯。

提高产品质量：及时发现和分析质量问题，减少质量事故造成的损失，找出节能降耗的关键点，分析现场数据，MES通过反馈结果来优化生产制造过程的管理，从而提高竞争力。

遵循法规：只有获得足够的制造现场数据，才有可能实现对产品的原材料、设备、工艺、加工时间等进行记录，从而满足相关的法规。

提高生产效率：帮助企业优化生产排程，提高设备和人员的绩效，及时获得制造现场数据，灵活地调度作业，改善工作效果，为生产管理决策提供有效支持。

降低成本：减少在制品库存，减少意外事件对企业运营的影响。

MES系统实施与应用

打造生产闭环控制系统

利用OPC技术将化验结果写入DCS系统，形成完全的闭环控制系统，便于操控人员及时调整操作，提高产品质量和避免生产事故的发生。以后逐步将生产经验固化到系统中，消除人为操作的误差，优化生产过程，使产品质量更加稳定，有助于生产高品质产品和减少消耗。

生产批次的追溯应用

原有MES系统提供实时和历史数据查询功能，但只是对单点位号进行查询，不能很好地支持对产品批次进行追溯。以前对产品的追溯只能追踪到成品仓库和成品罐。为解决产品批次可追溯的需求，结合实时监控软件进行编程，将产品批次写入虚位号中，系统记录此虚位号的实时和历史数据，达到了对产品批次的可追溯至中间过程乃至原材料，生产工艺人员和生产经理可以对生产批次按自己的角度分析对比相关数据，进一步对整个生产过程优化，满足稳定产品质量的功能，打造出产品的“黄金批次”。

顺序控制SFC的人机界面组态二次开发

为更直观表现当前生产所处的顺控步骤，以及更利于操作人员了解当前工艺参数和更改参数（即SFC中的SP变量），摒弃了系统原配的仪表板（Faceplate），利用Delta V系统内置的顺序控制SFC功能组态，并结合iFIX编程对主控图进行二次开发，开发出顺序控制的人机界面，实现了更灵活的控制策略，便于操作人员了解当前工艺参数和根据生产情况更改参数。

生产计划排程

丰原格拉特根据自身产品和生产过程的特点，开发出适合企业特点的生产计划排程系统。首先从ERP系统中提取销售订单数据和成品仓库中已包装的产品分类合计数据，统计出未来3天、一周和一个月的销售订单合计数。生产经理结合DCS成品罐储量和客户信息及特殊需求情况合理安排生产。已排程的生产产品信息也进入系统中，便于销售人员了解生产实时情况，及时和客户或生产部门沟通，达到及时交货，提高客户满意度，维持安全库存的作用。

实时数据管理分析

实时数据库系统是企业综合自动化的重要组成部分，对各个层次的技术和应用，提供了强大的支持，它必须是一个数据平台，同时也必须是一个应用平台。在现代化工厂中，全厂的自动化系统包括了现场设备的管理（智能设备的组态、参数整定等）、生产过程管理（DCS等）及全厂运行调度决策的管理，特别是CIMS计算机管理系统要求不同子系统的应用程序之间有大量的信息交流。OPC技术的采用为采集过程数据等实时信息提供了解决方法，丰原格拉特决定采用Delta V工业过程控制系统自带的OPC DA2.0 Server提供的自动化接口，使用VB开发的客户端获取发酵罐、成品罐液位值等重要的实时数据，利用ADO组件和定时器组件每隔一小段固定时间将实时数据存储到后台的关系型数据库中，并开发出相应的ERP系统的接口，将这些数据应用于企业的ERP系统之中，消除企业中的信息孤岛，降低生产成本，提高企业的竞争力。以进一步完善公司的信息化建设，帮助企业带来更多的价值和效益，提高效率、质量，使相关数据更为精确，同时减少劳动量、降低成本。能够进行生产过程情况（工艺、设备、质量检验等）可追溯，从而准确预测发货期，实现产品制造过程的可视化、可追溯。及时发现和分析质量问题，减少质量事故造成的损失，找出节能降耗的关键点，分析现场数据，加以改进，从而提高竞争力。

产品研发和自动化生产线（DCS）的集成化应用

我公司所采用的用于菌种研发测试的5L全自动发酵罐，虽然实现了发酵过程中主要参数记录的无纸化，并且可将记录的图形文件转化为EXCEL文件以便存档。但存在未给用户预留通信接口、不可做二次开发的缺陷。我们最终的解决方法是将这套研发子系统与自动化生产线系统DCS相整合，利用DCS系统的易接入性和强大的运算能力，将关键信号接入DCS，以此编写程序，从而更好的掌握菌种生长的趋势；并且利用PI-Data Link这一EXCEL的实时数据库插件，将DCS计算的数据导入EXCEL，这些数据再与研发子系统的用于存档实验数据的EXCEL文档整合，从而得到这些相关联参数的对应关系，更好的指导研发人员的工作。

应用效果

在成功实施了ERP系统、DCS系统，并经过MES系统建设后，公司在主要经济指标上有如下改善：降低库存30%~50%；交货延迟率下降60%；采购提前期缩短30%；停工待料减少60%以上；平均供货期提前2天，国内客户当天发货；制造成本平均水、电、蒸汽单耗分别降低23%，12％，35%；产品收率提高1.65%，相当于每年新增利润300多万元。