企业管理控制一体化方案

企业管理控制一体化方案（綦希林）（中国计算机用户协会INTEL机分会曲非非綦希林）前言由于IT的发展，电子商务跃入世界市场经济、企业之间的生存、竞争激烈，许多跨国公司推出了针对流程工业和制造业的管理控制一体化的方案。在internet改变了一切的时代，任何从事管理或从事控制的商家，都必须考虑internet和电子商务的冲击。WTO的接近，国内企业更应该有紧迫感。在著名IT业媒体上大做广告的ERP供应商，宣传集成化的企业管理软件的同时，也出现了一批从事工业控制软件的供应商。例如：intellution、Wonderware、citect、美国GE、组态王、力控、世纪星等。市场正在火爆之时，西门子和费希尔·罗斯蒙特等跨国公司又推出了管理控制一体化的解决方案。一、当前集成化企业管理软件ERP90年代以来，MPRII（制造资源计划）经过进一步地发展完善，形成了目前的企业资源计划ERP系统。ERP除了包括和加强了MRPII各种功能外，更加面向全球市场，所管理的企业资源更多，支持混合式生产方式（分散生产与流程生产），管理覆盖面更宽，进入了企业供应链管理。从企业全局角度进行经营与生产计划，是制造业企业的综合的集成经营系统，也是集成化的企业管理软件系统。ERP面向市场，能够对市场快速响应，强调了供应商、制造商、与分销商间的新的伙伴关系。ERP强调企业流程与工作流，通过工作实现对企业的人员、财务、制造与分销间的集成，支持企业过程重组，支持后勤管理，使得企业的资金流、物流、信息流更加有机地结合，支持多种方式，即分散制造业与流程生产过程。此外，ERP系统还包括了金融投资管理、质量管理、运输管理、项目管理、法规与标准、过程控制（待链接）等，目的是通过ERP提高企业的经济效益。由于internet技术迅猛发展，改变了传统的管理和信息传递的单向制，又实现了实时与互动性。在网络经济中，管理需要考虑的问题更多。例如：如何管理和优化企业的外部资源，在全球经济环境中，建立业务网络，拓展企业新的业务增长点，如何在各个业务环节中，密切同客户的关系，在越来越复杂的供求关系中准确、及进地为了现有和潜在的客户提供“个性化”的产品和服务等。市场和客户需求决定了企业生产。企业必须更注意市场营销和客户服务、客户关系，其重点发生转移。销售、服务、经营等客户关系管理（CRM）成为的重点。企业战略管理（SEM）产品，客户关系管理（CRM）、供应链管理（SCM）都已是ERP的内容。支持电子商务，将是ERP软件进一步发展的必由之路。在国内，提供ERP的外商如：SAP、Oracle、CA、SSA、Forth等，提供ERP的内商如：用友、和利时、开思、金蝶、浪潮等等。二、费希尔·罗斯蒙特控管一体化的策略PlantWebTM——过程管理能力的过程控制概念，即工厂网络。更明白地说，过程管理=过程控制+设备管理PlantWebTM是开放式结构，是基于FF现场总线的工厂网络，“Web”概念就连接了设备系统和软件的网络。凡是FF现场总线产品的供应商的设备、系统和软件均可纳入PlantWebTM结构里。这样，给最终用户带来了设备兼容的好处。PlantWeb工厂管控网的功能PlantWeb结构的各个组成部分有机地联系在一起，提供了三个方面的主要功能，即过程控制，设备管理和业务管理和执行。1)过程控制需要说明的是，PlantWebTM的过程控制系统DeltaV，不仅能有效和可靠地完成各种控制任务，覆盖常规DCS/PLC的所有功能以外，它还能实现“任意地点的控制”，即用户能够把控制功能下装到现场设备或系统中执行。任意地点的控制是PlantWeb结构与FF现场总线技术相结合的产物。作为全球首套完全兼容FF技术的控制系统，DeltaV在设计时采用了FF的功能块等关键技术，使得FF现场总线功能块和常规控制模块的组态与下装都是在一个集成的软件环境中完成的，给用户带来了很多方便。对于一些基本的控制回路来说，把控制功能下装到现场变送器或阀门中执行，既能加快回路信号响应，改善调节品质，又能减轻控制系统负担，使其完成较复杂的优化控制等任务，同时，增加了系统的分散度，提高了系统的可靠性。2)设备管理PlantWeb另一项重要功能是AMS设备管理能力。AMS的主要功能是对过程中，运行的现场设备进行在线的监测和诊断。它不仅包括变送器、阀门、分析仪器和其它现场仪表，还包括一些旋转设备，如泵和电机。经过PlantWeb的AMS管理软件的处理，HART或FF现场总线设备中的大量信息，如标定日期和步骤，组成材质、状态诊断等，能够被用来对设备进行组态和标定；自动存档；及时诊断和预测潜在的故障。所有这些任务都不需到环境恶劣或危险的现场，只需在控制室，维护车间或PlantWeb网络的任意节点上即可轻松完成。由于DCS/PLC是建立在集中和专有的结构上的，无法利用智能设备及新增功能。例如，它的输入卡件通常只能接收单一的模拟量。PlantWeb中的控制平台DeltaV系统采用规模可变的结构，其网络，系统和软件平台是专门针对如何发挥现场设备中大量信息而设计的。根据需要，从几个回路到上千个回路，DeltaV都能应付自如。3)集成的模块软件在PlantWeb结构中，集成的模块软件把过程和设备自身的大量信息转化为有用的知识和判断－－对运行和维护人员来说，不必陷入到繁杂的数据之中，而是得到直观、高效的分析，提示和判断。这一点在AMS设备管理软件中体现得优为明显，从而极大地提高工作效率。软件的模块化结构同时意味着用户可以根据需要灵活、方便地应用软件。而且这些软件都是基于Windows的，具有相同设备的外观和感受，减少了很多使用和掌握所需的时间和费用。PlantWeb工厂管控网把设备管理和过程控制的功能都集成到DeltaV平台，AMS的应用软件也是模块化结构，用户可灵活选配，逐步扩充和升级。4)业务管理和执行对一个企业而言，仅仅具备过程控制和设备管理仍然是不够的，还必须对企业的各个环节，从定单处到生产计划及财务审查进行全方位的管理。这些都是业务管理的内容。在过程管理和业务管理的信息集成方面，通过遍及企业内部的工业标准数字通讯网络及OPC服务器，PlantWeb结构提供了衔接无缝的方案。其网络结构涵盖了从设备层到工厂和业务系统的各个层次，包括过程的优化、维护管理、资源分配和其它企业管理任务。例如，批处理跟踪和执行，文档的保存以满足审查需要等功能都包含在PlantWeb结构本身中。这样就使得用户能在企业的任意地点上，获取需要的各种信息。PlantWebTM运行着PERFORMANCE智能化、模块化软件，用户通过它可定义过程、设备和商业上的信息，包括了过程的测量，设备的运行和管理，即在系统运行状态下，对全厂的智能现场仪表和设备进行组态、监测、运行诊断和维护记录，从而能更平衡地操作，减少了停工维修的时间，也减少了施工、安装、维护和设备保养的支出。同时AMS（AssetManagmentSolution）设备管理系统，也是PlantWebTM的组成部分。ASM由以下三部分组成：(1)增值的应用软件即PERFORMANCE软件，采用的操作系统为Win9x或WinTN。它完成对现场设备的标定、组态、维护、诊断、预测性维护，规范的遵从性及监测和控制方案。(2)通讯：HART协议和FF总线通讯协议。(3)智能化现场设备：包括智能压力、温度、流量等及多参数变送器、智能分析仪，以及具有预测性维护和诊断能力的阀门等。AMS还可将其他供应商的软件，如泵的振动诊断、泄漏、磨损等诊断软件，集成到AMS之中。DeltaV，它能做到“全厂信息集成”，不但完成过程控制，还将工厂信息和设备过程信息集成为一个完整的数据库。各工段，全厂以及企业管理层均可在网络上共享所有信息与数据。DeltaV的操作系统是WindowsNT4.0网络通讯遵守TCP/IP和UDP/IP协议，完全可纳入以太网中，为上层管理系统留有对接接口。换言之，ERP很容易将PlantWebTM合为一体，共同运行，形成具有Freher-Rosemount特点的管理控制一体化的方案。三、西门子的控管一体化方案SIMATICPCS7是西门子过程控制系统的标准，形成了全集成自动化（TIA）的概念。它是以SIMATICPCS7为基础，从（IT）信息技术的高度，将信息技术IT和过程自动化加以纵向和横向的集成。更为明确地说，西门子提供所有的过程（管理与控制），运用IT实现优化的各种方案，（软件工具和系统，以及有关的Know-how生产经验），从组态、调试到设备运行的经营规划，财务管理之间架起一座桥梁，打开了控制管理的一体化。西门子的全集成自动化（TIA），在制造自动化和过程自动化领域中均得到了运用，例如：在汽车制造（美国）钢铁生产（中国）、水泥生产（意大利）等。TIA系统中，底层采用了Profibus现场总线网即向profibus产品供应商开放，上层采用了MES（管理执行系统）链接企业资源规划层（ERP）。TIA高端通讯采用100Mb/s的以太网，而通过Web@aGlane接口软件连接intranet和internet向外开放。所以说TIA系统是集成与开放互补的系统。在产品规划和产品设计阶段，企业（工厂）可利用SIGRAPHEMP提供的资源，使用基于JAVA的过程自动化工具XMAT快速进行设计、测试使之投入运行。由于XMAT具务连接internet的能力，企业分布于世界各地的工程设计小组，可以用它设计大型工程项目。规划设计结果可以立即用过程仿真器进行审核，因此，随着项目的进展，“虚拟设备”也在增加，由此，可以及早地发现错误，避免既费钱又费时的返工再处理。过程仿真对于设计者而言，是一个十分重要的工具，过程条件发生变化所带来的影响，在它未转变为现实之前，就可以毫无风险地在仿真模型上进行实验，以达成功。SIMATICNET工业以太网中的OSM（光学切换模块）是100Mb/S快速以太网的核心部件。整个网络通过OSM可分成若干个子网或段，各站点用工业双绞线连接，两个OSM之间的距离可到3Km，除了总线拓补外，还可以实现冗余环网。其冗余受一个冗余管理OSM器控制。使用OSM快速冗余，可以在出现生产事故时，起到有效的保护作用。SIMATICNET中PC与Profibus之间，是用通信处理器连接的。西门子推出的CP5613和CP5614是新一代产品。它们拥有一个事件和滤波的功能，可以使PC放弃轮询的费时方法，通过存储器直接存取，从而节省大量的计算工作，信号反映时间减少了一半。SIMATIC与internet(intranet)连接是用CP343-1IT和CP443-1IT通信处理构成Web的服务器实现。利用已有的网络结构，可以节省费用，如安全机制，防火墙(Friewalls)和Web服务，E-mail均包括在内。一旦设备中出现故障或其它事件，这时需要进行干预，SIMATIC则生成相应的报文，将它用E-mail发往有关人员的PC、手机、复印机。有关人员通过商用internet浏览器同控制器建立联系，并根据有关规定作出处理。如果需要监视信息，可安装一个Web-Cam。四、结论外国公司提供的管理控制一体化方案，说明了企业发展的方向，具体到一个企业是否朝着管理控制一体化方向实施，还要等待环境条件的驱动力和自身的承受能力。最佳的对接点，是多种因素构成的，自然不能急于求成，也不能只是观望，因为时间、市场不容等待，竞争对手不等待。internet（电子商务）==[ERP+虚拟现实+CAD+仿真+CAM(Fieldbus)]LAN(intrenet)表达了生产制造型企业的管理控制一体化的模型。