過程自動(dòng)化的發(fā)展與機(jī)遇

編者語：在過去的近二十年里，我國(guó)在DCS方面取得了重大進(jìn)展，基本上達(dá)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(rèn)可，但在的變送器及在線分析儀器方面，我們與先進(jìn)水平相比仍有一定的差距。

過程自動(dòng)化系統(tǒng)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(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域。流程工業(yè)的現(xiàn)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(guó)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(diào)度、管理以及信息化的等技術(shù)的相對(duì)落后。因此，迫切需要圍繞資源、能源的利用目標(biāo)，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(dá)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(xiàn)企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的*化，確?？沙掷m(xù)發(fā)展。

　　面對(duì)當(dāng)前激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和能源短缺問題，面向流程工業(yè)的過程自動(dòng)化系統(tǒng)的地位已經(jīng)變得越來越重要。過程自動(dòng)化系統(tǒng)不僅包括各類現(xiàn)場(chǎng)儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、DCS（集散控制系統(tǒng)）、PLC（邏輯控制系統(tǒng)）、SIS（儀表安全系統(tǒng)）等硬件系統(tǒng)，還包括先進(jìn)控制和優(yōu)化、計(jì)劃調(diào)度和排產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理和供應(yīng)鏈管理等軟件系統(tǒng)，涉及到節(jié)能降耗、環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)以及產(chǎn)品全生命周期管理等過程，為企業(yè)提供全面、安全、的信息化解決方案。

　　在過去的近二十年里，我國(guó)在DCS方面取得了重大進(jìn)展，基本上達(dá)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(rèn)可，但在的變送器及在線分析儀器方面，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(jī)遇

　　流程工業(yè)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的主要領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是國(guó)家實(shí)施節(jié)能降耗戰(zhàn)略的主攻方向。當(dāng)前流程工業(yè)節(jié)能減排等問題，既是過程自動(dòng)化發(fā)展的新挑戰(zhàn)，也是過程自動(dòng)化發(fā)展的新機(jī)遇。

　　面對(duì)國(guó)內(nèi)外激烈的競(jìng)爭(zhēng)，我們?cè)撊绾翁岣咂髽I(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)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(duì)流程工業(yè)而言其重點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化?？v觀我國(guó)制造業(yè)信息化系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，建設(shè)的重點(diǎn)普遍放在ERP管理系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)兩個(gè)方面。但是，由于產(chǎn)品行銷在近一、二十年間從生產(chǎn)導(dǎo)向快速地演變成市場(chǎng)導(dǎo)向、競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)向，因而對(duì)制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的管理和組織提出了更多的挑戰(zhàn)，僅僅依靠ERP和現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)往往無法應(yīng)付這種新局面。而企業(yè)的一些問題也隨之顯現(xiàn)：大量數(shù)據(jù)無法轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒑椭R(shí)；運(yùn)行管理缺乏可視化平臺(tái)與信息；節(jié)能減排缺少可操作指導(dǎo)和理論；企業(yè)可持續(xù)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(jìng)爭(zhēng)實(shí)力？顯然工廠制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System，簡(jiǎn)稱MES）就是其中可以采用的重要信息技術(shù)之一。

　　MES系統(tǒng)是近十年來在上迅速發(fā)展起來的、面向車間層的生產(chǎn)管理技術(shù)與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)。MES可以為用戶提供一個(gè)快速反應(yīng)、有彈性、精細(xì)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(jìng)爭(zhēng)力。MES適用于不同行業(yè)（石化、化工、冶金、制藥等），能夠?qū)我坏拇笈可a(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(duì)于非常復(fù)雜的石化等流程工業(yè)企業(yè)，從底層的PCS到過程控制、生產(chǎn)調(diào)度到節(jié)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(duì)流程工業(yè)而言是工業(yè)化與信息融合的關(guān)鍵。

　　 “十一五”期間通過國(guó)家863重大研究項(xiàng)目，整合國(guó)內(nèi)產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢(shì)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(zhǎng)效合作機(jī)制和高素質(zhì)的專業(yè)研發(fā)及實(shí)施隊(duì)伍。目前，該項(xiàng)研究成果已經(jīng)形成相關(guān)應(yīng)用軟件包，例如以石化盈科牽頭聯(lián)合高校開發(fā)的面向石化企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)SMES，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)流程工業(yè)企業(yè)級(jí)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)軟件的研發(fā)突破和示范應(yīng)用。其應(yīng)用效益得到企業(yè)認(rèn)可，并且有效推進(jìn)了企業(yè)信息化和節(jié)能減排的目標(biāo)。該項(xiàng)成果將不斷在冶金、化工、制藥等行業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用，以期取得更大的效益，例如對(duì)于非常復(fù)雜的鋼鐵企業(yè)，從底層的PCS到過程控制到企業(yè)的信息化管理，其中MES起了非常關(guān)鍵和重要的作用，沒有MES的支撐，ERP是無法有效地運(yùn)用并實(shí)現(xiàn)科學(xué)的量化管理、無法真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化。基于MES理念的石化企業(yè)生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程的投運(yùn)顯著增加綜合商品率，降低能耗，下表1是MES系統(tǒng)在石化領(lǐng)域示范應(yīng)用取得的成果。

　　美國(guó)的ARC公司對(duì)自動(dòng)化領(lǐng)域做出相關(guān)市場(chǎng)調(diào)查和分析：應(yīng)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(guó)能在產(chǎn)品質(zhì)量提高10％，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高5％，對(duì)中國(guó)現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)水平的影響是非常巨大的，對(duì)我國(guó)節(jié)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(diào)度、提高產(chǎn)品質(zhì)量、加快在制品庫存周轉(zhuǎn)、減少非計(jì)劃生產(chǎn)、加快生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)、降低庫存、提高管理效能、增加企業(yè)利潤(rùn)等方面產(chǎn)業(yè)明顯的經(jīng)濟(jì)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(chǔ)，而信息化又能推進(jìn)工業(yè)化，這個(gè)過程會(huì)推進(jìn)產(chǎn)品或服務(wù)的產(chǎn)生過程中實(shí)現(xiàn)管理流程、組織機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)技能及生產(chǎn)工具的變革。

　　近年來，過程自動(dòng)化的服務(wù)范疇和起到的作用不斷擴(kuò)大和提升，而且相關(guān)新需求和新研究課題也不斷涌現(xiàn)，譬如數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的信息獲取及應(yīng)用、制造運(yùn)行管理（MOM,Manufacturing Operation Management）、智能工廠（IP,Inligent Plant）等。

　　總之，信息化在推進(jìn)我國(guó)工業(yè)化的進(jìn)程，近年來從理論研究到技術(shù)攻關(guān)、軟件產(chǎn)品開發(fā)、工程應(yīng)用等形成了縱橫發(fā)展的良好勢(shì)頭。工業(yè)界的人們應(yīng)該充分吸收和利用控制技術(shù)、通信技術(shù)、軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等，并開發(fā)、利用企業(yè)信息資源，提升企業(yè)信息管理和生產(chǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)用的實(shí)質(zhì)性價(jià)值，提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量，zui終推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展轉(zhuǎn)型的歷史進(jìn)程。