一 前言

　　制造業是指對制造資源(物料、能源、設備、工具、資金、技術、信息和人力等)，按照市場要求，通過制造過程，轉化為可供人們使用和利用的工業品與生活消費品的行業。從生產類型來看，制造業可分為流程型(連續式)產品生產和離散型(裝配式)產品生產。

　　流程型產品生產過程是：從原材料的投入至最終成為產品，完全是按照順序連續加工的過程，主要通過對原材料進行混合、分離、粉碎、加熱等物理或化學方法，使原材料增值。通常以批量或連續的方式進行生產。典型的流程業有化工行業、紡織行業、制藥行業、食品飲料、紙漿及造紙業等。

　　二、現狀

　　如今經濟全球化趨勢已經給各國經濟發展帶來越來越深刻的影響，各國制造企業在世界市場上進行著日益激烈和殘酷的競爭。我國現已成為世界制造大國，以石油化工、冶金等行業為代表的流程制造業在我國制造業中占據了很大的比例，是重要的基礎支柱產業。然而在流程制造業信息化建設過程中毅然存在著如下問題：

　　◆信息系統標準化體系架構不盡完善

　　信息系統發展至今其體系架構還沒有相對固定的標準，因此造成許多信息系統功能的交叉和信息的不暢，通信協議方式無法兼容，甚至出現信息阻斷，從而給信息系統的開發和實施帶來許多不便，影響了信息系統在企業發展過程中應起的重要作用。

　　◆“信息孤島”現象多發

　　不少企業在管理和過程控制方面都實施了相應的系統，但大部分是“信息孤島”難以進行有效的集成。由于流程行業的生產特點，大部分流程企業都非常重視過程控制方面的系統建設，可以做到充分運用集散控制系統(DCS)、現場總線技術和自動化技術來實現廠級生產數據的采集、存儲。同時為了有效的實施企業整體管理，越來越多的流程行業企業開始借助ERP系統把企業的物流、人流、資金流、信息流統一起來進行管理，為企業決策層提供解決企業產品成本問題、提高作業效率、及資金的運營情況一系列問題。

　　然而過程控制系統和ERP系統兩者之間卻很難做到有效集成，導致企業上層在制定生產運營計劃過程中缺少及時有效的實時生產數據的支撐，同時下層生產控制環節又得不到上層管理系統發出的優化調度指令。從而使管理和生產之間產生了“斷層”現象，無法進行良好的交流互動，也無法體現信息系統所帶來的優厚效益。

　　◆信息系統與生產設備管理存在脫節

　　流程行業生產調度系統中生產設備管理是其中很重要的組成部分，而現在的很多信息系統中對生產設備的管理環節還比較薄弱，大部分功能還是放在了生產實時數據的采集和展示，對設備自身運行狀況的關注度不夠。因此還沒有達到真正的“全局化”管理，很難通過遠程設備管理、分析歷史數據生成設備運行報表，進而實現生產工藝的優化。

　　三、解決方案

　　3.1 系統架構

　　針對上述問題，典型的流程行業信息系統架構可如下圖所示：

　　力控科技實時歷史數據庫pSpace產品作為整個信息系統的數據存儲處理核心平臺，pSpace是一個高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強、跨網絡系統的開放式實時數據庫系統，產品為完全的分布式結構，可任意組建應用模式。pSpace完全支持C/S和B/S應用，它可以提供豐富的企業級信息系統客戶端應用和工具。大容量支持企業級應用，內部實現高數據壓縮率，可實現歷史數據的海量存儲，靈活的擴展結構可滿足各種需求，具備廣泛的安全性和可跟蹤性。

　　作為信息系統的核心數據平臺，pSpace可以將來自各個車間、工藝流程、子系統等大量的現場生產數據、設備運行數據、系統報警數據、能源消耗數據等各種流程行業企業所關心的數據匯總到統一的平臺。其良好的開放性和分布式架構設計，可以允許調度人員通過本地或者遠程工程師、操作員站隨時了解生產現場的實時生產狀況。pSpace可以通過ODBC組件向SQL Server、Oracle等關系數據庫提供生產實時數據，從而使得上層管理ERP系統能夠與生產控制系統有機結合，為整個集團的生產運營計劃制定實施，工藝流程控制策略優化管理、能源消耗數據分析提供真實快捷的數據保障，從而解決了“信息孤島”問題。同時pSpace還可對第三方系統提供統一的標準接口，比如標準OPC Server接口，允許第三方系統調用數據。

　　在系統搭建過程中為了保證系統的安全可靠，可在每個子系統中配備工業安全隔離網關裝置pSafetyLink，工業隔離網關以統一安全引擎為基礎，對隔離交換報文進行全文數據還原，對用戶登錄、命令請求、文本信息、協議格式等實施全文深度檢測，并支持特定應用層協議標簽的檢測控制，實現了對特定信息交換多重內容安全管理，為工業控制系統網絡間數據交換提供了“綠色通道”。

　　3.2 功能特性

　　實時數據庫pSpace作為流程行業信息系統的數據核心平臺，與關系數據庫及ERP系統構成完整的信息集成環境，將企業所有生產裝置的實時生產數據有效管理，實現多級瀏覽(公司或異地)，同時實現海量數據的長期保存。作為事故分析和流程改進的數據基礎，整合后與相應的專家系統共同使用來指導操作，實現流程企業生產管理的高度協調統一。

　　建立實時數據庫系統平臺，完成業務管理層的管理網絡和操作控制層的控制網絡的網絡互聯，實現與各種數據采集系統的對接，采集和保存企業的生產工藝、設備運行、能耗計量和質量數據等信息。

　　完成實時數據庫系統規劃和配置，制定項目實施方案。建立實時數據庫，實現與現場主要生產裝置DCS/PLC的數據采集，完成生產過程數據的采集、長期歷史數據保存和數據處理，實現實時數據庫與關系數據庫的數據交換。

　　實現主要生產裝置生產過程的實時監控;歷史趨勢分析;報警管理和事故追憶;生產成本核算;實現計量數據管理;生產調度業務處理等功能。

　　★實時數據管理

　　可以從各個生產工藝流程、設備、廠區和子系統通過各種接口快速讀取大量實時數據，長期儲存過程數據，做到不限期限、不限數量、不限類型，按照各級管理人員要求的精度、頻度、格式，準確地保存在實時數據庫中，并具有各種級別的安全設置。

　　★生產運行監控

　　基于實時數據系統，實現對工廠過程數據的存儲、監視和分析，通過對企業生產情況進行歷史和現狀的對比分析，從而實現工廠級的實時管理;通過對原材料、產成品、物料、能量計量監控和產品質量監控，協調全廠生產運行物料和能量的平衡狀態，指導裝置優化操作。

　　★報警管理和事故追憶

　　系統發生故障時，系統有自動報警功能，提供設置報警級別、報警權限功能和報警信息的記錄、維護和管理功能;提供事故追憶功能，當事故發生時，系統產生報警，啟動事故記錄，記錄相關報警、事件、時間及相關的大量信息。提供事故追憶的事故分析和管理功能，用戶可以根據權限進行事故管理的設定、修改、取消等。

　　★系統維護功能

　　提供數據庫的在線及自動備份功能，能實現完全及增量備份，提供數據庫的數據冗余功能，實現磁盤鏡像或磁盤陣列。提供數據庫的恢復功能，在實時數據庫系統崩潰時，提供緊急恢復功能。

　　提供實時數據庫服務器、采集站的集中監控，能遠程實現實時數據庫服務器、采集站的重配置、啟動、停止、切換等管理任務。此外可以根據用戶和行業應用需求開發功能子模塊，比如：生產成本核算子模塊、 計量管理系統子模塊、生產調度業務子模塊等。

　　四、結語

　　通過將現代自動化技術、網絡通信技術和信息管理技術引入到流程行業，打破了傳統系統的信息瓶頸，改變了原有的數據流程和監控管理模式，實現了從分散控制和獨立管理到管控一體化的轉變。