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精细化工行业制造执行平台

作者: 金百利国际网址发表时间:2018-08-15 14:00:41

方案简介

方案说明:


平台研发背景

精细化工行业属于间歇式流程制造,产品品种众多、工艺变化频繁,投入产出难以精准控制。市场对产品特性及品质要求的不断提升,客户对产品的个性化需求也越来越多,

目前,安全、环境、能源问题越来越突出,随着新环保法,政府对安全、节能、环保等方面的行业监管越来越严,这就对企业,尤其是化工企业的的生产运营提出更大的挑战;

为适应不断变化的市场需求,企业对产品研发、工艺设计、制造执行、安全生产、环保节能乃至在智能制造、工业互联方面、都提出了更高更新的管理需求。

行业管理问题

  • 工艺过程复杂、工艺调度频繁;

  • 手工自动并行,操作规范困难

  • 批次管理复杂,品质追溯困难;

  • 投入产出不稳定,计划执行预测难;

  • 投入产出环节多,收率控制难度大;

  • 质量检测时效要求高,检测效率及流程规范难以保障;

  • 中间体检验纷繁复杂,出错概率较大、工作强度较高;

  • 缺乏对设备隐患的有效预防机制及隐患排查;

  • 缺乏对生产单耗的快速数据收集及计算手段;

  • 缺乏对设备操作工绩效考评的客观数据支撑;

  • 缺乏对历史执行数据的规范积累和有效利用。

行业管理需求分析

企业需要通过生产执行系统及质量流程系统的实施,实现对生产的工艺、质量、安全、环保管理,尤其是实现对生产监控、投入产出、工艺质量、设备运行的实时、规范、精细管理。

企业需要通过生产数据的分析、建模,逐步克服和实现产出品的不确定及个性化需求下的智能生产及工艺控制。

  • 生产执行监控

对工艺执行、设备运行、生产排放等生产执行状况进行监控,通过设置工艺及运行报警阈值(可包括单次阈值、区间阈值、趋势阈值等),将工艺及运行标准与执行数据进行实时对比,进行报警,从而保障生产安全、工艺安全、排放安全。

  • 投入产出管理

通过作业批、原料批、产出批的应用进行投入产出数据的采集,从而实现对生产收率的监控管理、投入产出的物料平衡管理、生产的物料及费用单耗管理。

通过投入未产出分析对在产任务进行物料需求预测管理。

  • 生产追溯管理

生产指令单从各工序的作业批到投料批、产出批,各批次的物料投入,中间体、成品产出过程中的工艺、品质、设备、环境的跟踪管理。

某一批次产品从原料采购及投入、中间体及成品产出、出货的全程的、全批次的物料、设备、班组、品质、环境的追溯管理。

  • 质量检测管理

通过建立一个能够进行“项目定义、流程规范、任务分派、进度跟踪、设备集成”的检测管理体系,实现检测业务的可执行性、能适应检测项目变化的可配置性,提高企业检测效率和检测结果的准确度。

  • 质量流程管理

依企业质量标准管理体系为基础,通过在系统中对质量作业流程的定义、执行及反馈以及与ERP物流的集成应用,实现对企业质量流程的管理。从而达到数据统一、流程规范、高效协同、效率监督的应用效果。

  • 工艺质量管理

通过对工艺执行数据与工艺质量数据的整合分析,发现工艺质量的根源与规律,从而解决质量的工艺问题,修订工艺标准,不断优化工艺水平,并通过生产大数据的积累与分析,最终实现对个性产品需求下的配方、工艺、生产资源的智能规划。

  • 设备隐患管理

通过DCS、现场操作工、设备检修人员等各个途径及角色,获取到的设备预警或隐患信息,通过隐患排查流程进行提报,以对各种设备进行判断及事前的预防性维护。

针对隐患的种类不同,设置不同的审批流程。当隐患发生时可以实现不同的隐患进行不同的审批流转,从而实现对设备的隐患处理管理。

  • 环境保护管理

通过与设备集成或手工录入车间的各种能源消耗的数量,根据系统预制的能源分摊公式自动计算各种能源的单耗情况。

  • 执行绩效管理

通过对设备运转和工艺执行数据的连续、平稳、安全性等的分析,为操作工的绩效管理提供数据基础。


 平台总体架构

 制造执行理念架构

  • 从实时数据库获取工艺执行及设备运行数据,包括生产过程的各项工艺指标、运行指标、投入产出及排序指标等;

  • 通过执行数据与执行标准的实时比对,对工艺指标的超限进行多种方式的报警。预警可通过桌面、邮件、短信的方式;

  • 通过对监控数据的跟踪、统计与分析,及时发现生产及排查安全隐患;

  • 通过对工艺执行数据进行采集记录,形成工艺质量台账,实现不同条件、多种维度的工艺质量分析;

  • 通过对工艺质量数据的分析,不断地对工艺标准进行优化,提高产品的质量。


  • 平台网络架构

    平台集成架构

    平台系统集成

    制造执行平台通过与人力资源管理系统、固定资产管理系统、ERP和实时数据系统集成,实现各系统之间的数据共享,保障数据的统一性和准确性。

                               

    平台门户集成

    平台以实时数据系统为依托,由制造执行管理子系统、质量流程管理子系统以及统一的执行管理门户共同构成。

    平台功能架构

    制造执行平台包含生产、工艺、质量检测、质量流程、设备、环保、执行绩效七大管理模块,实现对生产监控、投入产出、工艺、质量、设备运行的实时、规范、精细管理。

    质量流程管理架构

    • 质量管理流程的定义:通过各项质量管理业务流程的定义,实现企业从采购计划、生产计划到成品发运出库的整个供应链质量管理流程规范;

    • 质量流程数据的集成:通过与ERP的集成,实现业务数据的实时共享;

    • 质量流程执行门户管理:在首页实时查看待办任务、交办任务、历史任务等信息,点击相关任务即可查看任务的详细信息、执行状态,审批记录等;

    • 质量流程执行分析管理,通过系统的报表定制功能实现对生产报表、工艺质量报告、质量分析报表的不同形式查询和分析。

    平台关键应用

    执行监视管理

    实时监视界面

    集成DCS监控界面,分车间管理,权限人员可查看对应车间的DCS实时界面。

    指标趋势分析

    把变量关联分组,任意组合到同一趋势图,通过对相关工艺数据进行分析,抽象出相应的曲线图,对不同用户、不同装置、不同内容进行随需动态配置,满足不同岗位人员对各项数据的不同要求。

    工艺执行报警

    数据的实时报警模块通过对生产数据的自动分析处理,当重要的生产数据超标,系统立即通过报警、闪烁等方式提示用户,同时,用户能够通过提示,快速地切换到对应的流程图页面。

    工艺作业指导

    系统依据工艺手册文件及长年累积的作业经验,形成作业知识库,在线提供作业指导。

    工艺远程调度

    • 现场作业人员在遇到设备异常而不知道如何处理时,可在线发送作业调度请求给相关管理人员。

    • 管理人员通过监视界面或远程报警的发现异常作业信息,通过系统的远程调度功能可对现场发送作业调度要求。

    投入产出管理

    现场作业平台

    • 移动工作台:主要用于小料的投料作业,包含固定或移动车装备的工控触屏(作业看板)电脑、地磅称、扫描枪。

    • 监视工作台:主要用于生产现场监视、工单处理、工艺监视、工序切换、过程报检等,固定安装包含工控电脑、监视屏幕、打印机(打条码用,如样品标识)。

    投入产出作业

    系统通过投料单和产出单来实现投料名称、投料数量、物料批次、产出数量、产出批次、对应检测单、加工人员、班组等信息的数据采集。

     

                               

    • 如多批次连续投料,则按照先进先出的原则,投料批次依据投入产出的理论值自动分配给产出品批次。

    • 对于自动投料,投料信息通过DCS下的实时数据自动采集。

    • 对于手工投料,依据投料工作台的作业看板,进行物料扫描识别和集成计量。

    • 系统依据投入产出的作业批、原料批、产出批以及其对应的质量检验结果,形成对作业的全程跟踪及质量追溯。

    • 系统根据投入产出情况,自动计算各物料单耗及投入未产出量。

    1)投入单

    记录某一生产作业单的某一生产批次(作业批)在某一车间的某一装置(如反应釜)上的投入时间、投入物料数量、批次及计划的产出数量。

    2)投料批次管理

    投入单建立时选择要投料的批次,并可以查看已选批次量及剩余批次量。

    3)批次状态跟踪

    通过投入产出的数据采集,系统可随时监控某一作业批在各个反应工序的执行状态。

    4)产出检验

    通过作业工作台发起中间体、半成品、成品检验作业,检验请求自动发送、标识样品送检验室。

    5)产出计量

    中间体、半成品或成品工序完成后参照投入作业批次自动生成产出批次人,自动或手动记录产出量,系统依据产出批次自动从检验数据库获取本批次产出的检验结果。

    质量检测管理

    检测流程

    样品管理

    • 车间根据样品和需要检测的项目打印送检单。

    • 打印二维码。二维码包含样品的工序、批次等基本信息,二维码下部带有编号,用于后续检测中心使用。

     

    任务分派

    • 收发室根据申请的检测项目分派到各个检验科室。

    • 检验科室接收到检测任务后,由系统根据检测人员的角色、检测能力、任务状态等自动分配检测任务到检测人员,也可由管理人员手动分配。

    • 检测人员收到检测任务后遇到突发状况时可手动转交给其他检测人员,或由管理人员重新分配。

    检测执行

    检测人员通过PC端扫描检测记录单上的一维码自动写入业务信息并录入各项检测值,系统通过指标的自动计算及参照标准值自动判断是否合格,以形成检测报告。

    质量流程管理

    质量流程管理涵盖了从供应物流到生产物流的整个过程,系统依照企业标准质量流程管理体系以及人员角色权限的划分而构建,以个人门户任务自动推送及点击处理的方式,实现各质量流程在各个管理角色间的自动流转,从而高效地实现了企业的质量流程管理。

    流程应用门户:在首页发起任务、查看当前任务、交办任务、历史任务等信息;

    到货检验应用范例

    在首页发起采购到货检验申请,系统自动按照提前设置的流程进行审批作业。

    过程检验应用范例

    在首页发起过程检验申请,系统自动按照提前设置的流程进行审批作业。

    设备隐患管理

    l 隐患发现人员发起,选择责任部门,隐患类别,隐患现象等信息

    l 发现人员主管审核后自动发给责任部门主管

    l 责任部门填写原因及解决步骤等信息后知会发现部门人员及主管

    执行统计与分析

    班组报警统计 

    工艺超标明细

    员工操作考核(KPI)

    工艺运行历史记录

    工艺质量分析

    将工艺调整记录与对应的产出检验记录进行对比分析。

    车间生产日报

    反应车间每天的生产状况比如:生产批次、物料消耗,产出量、检验详情、检验状态等。

    车间日投入未产出

    实时反应该车间当天各物料单耗及投入未产出量,以对投料需求及作业计划的调度情况进行分析评估。

    车间生产能耗报表

    及时反应该车间每天的能源消耗状况及产品的能源单耗情况。

    价值分析

    • 通过从实时数据库获取工艺执行及设备运行数据,实现对工艺执行、设备运行、生产排放等生产执行状况的监控及预警,从而保障生产安全、工艺安全、排放安全。

    • 通过生产数据的分析、建模,逐步克服和实现产出品的不确定及个性化需求下的智能生产及工艺控制。

    • 实现对生产收率的监控管理、投入产出的物料平衡管理、生产的物料及费用单耗管理以及物料需求预测管理。

    • 实现从原料采购及投入、中间体及成品产出、出货的全程的、全批次的物料、设备、班组、品质、环境的追溯管理。

    • 实现检测业务的可执行性、能适应检测项目变化的可配置性,提高企业检测效率和检测结果的准确度。

    • 通过质量作业流程的定义、执行及反馈以及与ERP物流的集成应用,实现对企业质量流程的管理。

    • 通过对工艺执行数据与工艺质量数据的整合分析,实现对个性产品需求下的配方、工艺、生产资源的智能规划。

    • 实现对安全隐患的发现、报告、请求处理的系统化管理,并自动形成隐患排查知识库,方便对设备进行事前的预防性维护。

    • 通过对设备运转和工艺执行数据的连续、平稳、安全性等的分析,为操作工和设备的绩效管理提供数据基础。




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