抚顺石化MES生产统计报表系统设计与开发

　　随着MES软件技术成熟，出现了大量MES商品化软件，MES也开始逐渐在国内大型生产企业推广应用。中国石油是国内各大中型企业中第一批开始推广应用MES技术改进生产、提高管理水平的企业。采用Honeywell技术的石化企业协同制造解决方案，将生产运行中的生产计划与排产、生产运行管理、生产执行和生产统计四大领域的业务进行了分解。在MES各模块中，生产系统是龙头，而当前业界集成化的MES软件自带的报表模板往往都是根据国外企业的现实所定制，并不能完全适合国内生产企业的实际需要，因此，结合企业现状，设计研发符合企业实际的统计报表已逐渐成为衡量企业应用MES效果的重要标志。

　　1 生产统计报表系统现状调研分析

　　1.1 项目概述

　　中国加入WTO后，石化企业将面临着重组改制及国际市场竞争的严峻挑战，随着中国石油MES的推广进度不断深入。减少了信息孤岛，各地区公司的生产信息化集成度大大提高，实现企业生产精细化管理已势在必行。抚顺石化公司是集“油化纤塑洗蜡”为一体的大型石油化工联合企业，MES系统中，生产统计和生产运行信息平台的实施具有重要意义，将先后在公司机关及下辖全部11个生产企业全面推广实施，而生产统计报表这一核心系统能否成功开发，将直接决定生产统计和生产运行信息平台的成败。改进生产报表管理的业务流程，规范生产报表业务，定制符合公司现状及业务发展的生产报表，能起到如下几方面的作用。(1)改进掌握企业生产运行、物料移动、生产执行等情况;(2)加强各业务层次间的信息集成和数据共享;(3)提高了用户访问和管理的安全性;(4)改进用户使用方式，提供更加友好的用户界面;(5)加快数据访问的速度;(6)提高数据访问量。

　　1.2 应用范围

　　生产统计报表系统开发上线后，将为企业各级决策层提供及时、准确的综合信息，辅助决策。此项目设计的单位主要业务部门包括抚顺石化公司机关以及公司各直属单位生产、统计部门。

　　1.3 现状分析

　　抚顺石化公司目前的生产运行管理采用分布式管理模式，下属各生产分厂生产调度中心是数据的报送者，为系统提供准确可信的数据，同时对本单位的上报数据要做检查效验工作，而数据来源则来自以下几个方面：(1)现场DCS/PLC自动采集并汇总数据(2)各生产装置报送数据(3)计量仪表采集并汇总数据(4)分厂生产调度中心手动确认录入的数据。使用MES以前，生产报表的汇报流程采用车间——分厂——公司逐级汇报的形式，通过邮件上报EXCEL数据。在当前企业管理日趋精细化的时代，这样的生产报表信息已经无法为领导决策层提供准确的数据支持。而且各单位生产报表缺乏统一的模板，格式多样化，十分不利于公司有关部门的管理、计划、统计、分析、汇总等工作。抚顺石化的数据源收集还处于初级阶段，需要手动地通过电子表单或者报表进行整理、发布，并没有系统化的应用软件提供方便的数据源信息整理、发布的功能。这就导致了生产管理岗位得到的数据精度不高，得到的信息至少是日以上的信息而且还不够完善，此外数据的共享性也不强。

　　2 生产统计报表系统需求分析

　　2.1 生产统计报表系统应用概述

　　(MES可行性研究报告》将生产运行中各个领域的业务需求，分解落实到图1的11个应用模块上。

　　图1 MES应用模块方案

　　主要功能模块的主要功能定义如下：

　　(1)工厂基础信息管理：用于存储和管理工厂的基础信息，包括工厂结构、装置、管线、储罐情况和其它关联信息文档等。(2)实时数据库用于存储和管理实时生产过程数据，以及长期的历史生产数据。(3)收率计算：支持对生产期间加工量和收率的计算。(4)生产计划与排产：利用生产计划和排产的工具，在工厂层面进行更进一步、细化的优化排产。(5)生产统计：一组面向最终用户的应用模块，用于自定义、显示并且发布统计报表。(6)生产信息运行平台：一组面向最终用户的应用模块，用于自定义、显示并且发布生产运行报表。

　　2.2 生产统计报表系统需求报告

　　生产统计业务领域需要MES解决的核心问题包括：数据统计的准确性和实效性问题，即如何及时地、准确地获得生产一线的综合信息，并进一步集中应用和挖掘这些信息。如何对生产过程控制进行更合理的分析和指导的问题，即如何通过对生产一线的综合信息的监控和分析来进一步指导生产过程控制;生产数据的可视化问题，即如何使各级生产管理人员和生产调度人员及时看到综合的准确的生产信息。解决目前生产一线综合信息的不能及时获得、信息上报的自动化程度低等问题;生产管理的规范化问题，具体表现在信息的规范化，操作规程的规范化，管理的规范化掣”。

　　系统的目标是建立一个管理和控制一体化的集成报表系统。它利用标准的通讯协议采集生产装置、罐区等控制系统的数据并为扩充系统留有灵活的集成方式，并将这些数据与工厂的配置信息、试验室信息综合在一起形成统一的应用平台。这个应用平台也可以与ERP系统集成，并支持先进控制和优化的应用。在这个平台上，在对管理流程进行调整的基础上，为车间和装置的管理提供数据支持。装置和车间管理人员可以根据应用的需求组态应用系统，对目标变量的偏差进行跟踪和记录，对指令进行监控，对KPI进行监控，对班组的生产情况和执行记录进行监控。对物料跟踪与油品移动信息也可以进行采集与管理，生产统计和物料平衡人员可以在应用这个报表系统所提供的数据进行装置和全厂范围内的物料平衡和收率计算。在基于线性规划模型的基础上，生产计划人员可以对年、月、旬的生产计划进行优化，优化的结果可以在利用调度优化软件进行调度的优化。同时系统提供一个统一的用户界面支持用户使用系统。

　　3 生产统计报表系统详细设计

　　3.1 生产报表系统框架设计

　　生产报表由于具有格式复杂、内容易变、数据来源广泛等特点，仅靠.net开发，很难满足实际需求。完全用.net开发出的报表，如果格式或者显示内容发生改动，需要专业人员重新调试、修改，工作量大，不易于后期的维护和扩展。根据业界先进实施经验，采用.net与VBA两种技术并行开发的方式，是一种有效的解决途径。充分结合.net的BS模式和VBA的易于开发维护和扩展的功能，基本能够满足实际生产的需求。对于一些不能采集的数据，例如月生产计划、生产记事等由于格式固定，采用.net开发录人界面，统一进行管理。对于实际的生产报表，采用VBA开发方式，能够满足客户对复杂报表的需求。开发完的报表，借助.net开发的发布平台，统一发布，便于客户的查询和维护。生产统计报表采用了.NET+存储过程+Excel的技术架构，运用Microsoft VB.NET2003开发平台，结合VBA生成Web发布模式的报表系统。MES生产统计报表的开发主要包括创建报表用户操作的web页面、进行XML相关文件的配置、创建符合业务逻辑的存储过程、编写各报表子系统对应的Fa qade类和利用VBA填充Excel模板。

　　3.2 生产报表系统流程设计

　　生产报表系统主要实现报表数据提取、报表发布、生产情况计划量维护、生产记事和生产记事维护等功能。流程如下：

　　(1)系统开发完成以后会交给用户各个报表的模版，用户每天生成报表时先在用户本机打开报表的模版，点击菜单中的“生成报表”，报表所需要的数据会自动提取到报表中。

　　(2)有些报表中需要手动录入计划量的内容，系统提供了计划量的维护功能，用户需要手工维护每个月计划量的数据。

　　(3)有些报表中需要生产记事，系统同样提供了生产记事维护功能，用户可以直接在系统维护界面上录人生产记事的内容。

　　(4)用户检查生成的报表，修改错误的数据。审核完成以后，用户需要点击菜单中的发布数据，将用于审核确认的数据发布到数据库中。

　　(5)用户登陆报表发布的web页面，将最终的报表发布到服务器上。

　　(6)发布的过程中，系统会自动按照日期保存报表的Excel内容，并且同时自动生成可以用于web浏览的html页面，用于web浏览。

　　3.3 生产报表系统数据设计

　　3.3.1 数据结构设计

　　模块数据结构演示处理见图2。

　　图2 模块数据结构演示处理

　　3.3.2 计划维护功能设计

　　系统提供计划量的录入、维护界面。计划量要求每个月录人一次，可以提前录入下个月的数据。系统将在WEB下提供一棵树状图，树上显示到每个装置，点击装置后在右边的页面显示出该装置的各个侧线信息，并且提供计划录入文本框。树的上面提供月选择控件，根据选择的月信息将数据保存到数据库中。用户需要录入月计划量的数据，或者录入月加工量、月收率的数据，一个报表在录入月计划量的数据的同时不能录入月加工量和月收率数据，或者录入月加工量和月收率的同时不能录入月计划量，二者同时只能录入一种。另外一个数据系统通过计算自动得出。

　　3.4 生产报表系统报表发布设计

　　采用ORACLE存储过程PL/SQL中Package包编程的方式。每次用户访问特定报表时，web应用程序将该报表所需数据项信息集中收集起来，并传递给相应Package程序，PL/SQL程序包将这些指标信息所需SQL语句打包，一次性访问相应TABLE中的COLUMN，并将获取的指标数据存储在临时表中，然后一次性的返回WEB程序中，再填人该报表各数据项，最终在浏览器中呈现给用户。所有的报表经过本地取数、用户审核以后，需要发布报表以后才能在服务器上保留，并且供以后查询。未经过发布流程的将会查询不到。通过本功能，用户只需要按照界面提供的文件选择框，选中本机需要发布的报表，然后直接点击“立即发布”按钮，报表即会自动发布到服务器上，并且同时还会自动生成可以用于web浏览的html页面，用于web浏览。抚顺石化地区公司的调度报表数据主要来自各个分厂每天上报的报表，然后以链接的方式取出各个分厂所需的数据项进行分类汇总。其中报表内容包括MES现在没有涵盖的一厂、化塑等即将搬迁的厂及未上市的部分分厂，并且报表显示项经常变化。通过同生产运行处进行讨论，决定保持现有工作流程不变。但是开发报表发布的web工具，即各分厂可以通过报表发布工具每天上传日报，并且可以根据日期进行查询、下载和删除操作。

　　4 结束语

　　基于抚顺石化的业务现状分析，传统的信息孤岛模式下所采用的纸质报表，电话问询，人工统计的方式，在当前现代高度自动化、精细化的工业生产中存在信息滞后、人为因素多等诸多问题。使经营管理信息与作业信息的共享和传递面临障碍。而生产统计报表系统成功实现了抚顺石化公司各企业生产操作控制和生产管理的信息同步集成，为上述问题的解决做出了贡献。综上所述。生产统计报表项目不仅为抚顺公司带来了良好的应用效果，发挥了重要作用。同时在国有企业信息化建设过程中如何提高自身管理水平，从而增强核心技术竞争力，实现可持续发展的研究上，提供了一定的参考价值。

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