MES簡介

MES（Manufacturing Execution System, MES）即執(zhí)行制造系統(tǒng)。是來源于制造業(yè)的一個管理信息化概念。顧名思義，MES系統(tǒng)輔助工廠貫徹和執(zhí)行生產計劃，是以過程數(shù)學模型為核心，連接實時數(shù)據(jù)庫或非實時的關系數(shù)據(jù)庫，對生產過程進行實時監(jiān)視、診斷和控制，完成單元整合和系統(tǒng)優(yōu)化，在生產過程層（而不是管理層）進行物料平衡，安排生產計劃，實施調度、排產及優(yōu)化。

煤炭行業(yè)對MES 的應用需求

大型礦業(yè)集團具備自動化控制系統(tǒng)

大型礦業(yè)集團在過去的幾年開始完善信息化系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)完成部分實施，ERP 逐步推廣中，EAM 設備資產管理具備部分成功應用，關鍵的生產管理 MES 系統(tǒng)正處于規(guī)劃階段，整合上下層信息系統(tǒng): 從SCADA 到 ERP建立集中生產管理體系

MES在煤礦生產中的作用

MES讓自動化系統(tǒng)作用升華，及時將現(xiàn)場信息上報。將聚集在控網端綜合自動化系統(tǒng)中大量生產數(shù)據(jù)信息經過加工處理后，按需定制，推送給管網端管理層用戶，甚至集團公司業(yè)務部門和移動辦公領導。

MES讓您的管理意圖得以貫徹，直至下達到設備層。生產計劃、管理目標、技術工藝參數(shù)都可以通過MES系統(tǒng)編制下達到基層班隊，甚至下達到綜合自動化系統(tǒng)，管控作業(yè)。

MES作為一種生產模式, 把生產系統(tǒng)中的計劃和進度安排、進度跟蹤、物料流動、質量管理、設備運行狀態(tài)監(jiān)控及設備能耗、效率計算、各種KPI指標和計算機集成制造接口（CIM）等一體化去考慮，以最終實施煤炭生產自動化戰(zhàn)略 。

MES更是智能調度和科學管理中心。MES系統(tǒng)對基礎數(shù)據(jù)提供各種專業(yè)智能分析，并按流程、職能組織數(shù)據(jù)共享與應用，推動生產管理規(guī)范化、精細化，是構建高產高效管理模式“助推器”。

礦井MES 系統(tǒng)功能和結構

FLT礦井 MES 解決方案功能組成

參照國際標準和國內煤炭行業(yè)的典型需求，礦井MES解決方案架構在生產管理平臺并具備如下功能系統(tǒng)

共享功能組成

技術路線

MES系統(tǒng)是在法國Schneider的MES平臺基礎上，參照國際標準并結合馮家塔煤礦業(yè)務需求特點,利用現(xiàn)代化的自動控制技術、信息采集處理技術和信息化網絡技術等，以礦井安全生產為前提，加強對礦生產現(xiàn)場管理，延用管理信息系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)對生產過程中生產、掘進、運輸、通風、供排水、供電、洗選、裝運等各環(huán)節(jié)信息的采集和控制，特別注重安全生產信息以及機電設備運行等方面的數(shù)據(jù)跟蹤和信息分析，建立“管─控一體化”的煤礦綜合自動化MES系統(tǒng)平臺，使得采煤生產可視化、過程可追溯、管理可持續(xù)改進，從而提高整體安全生產管理能力，強化煤炭企業(yè)安全管理持續(xù)優(yōu)化的能力。

　　Schneider的MES平臺Ampla，建立在.NET Frameworks架構之上，是一個完整的SOA（面向服務的架構）的系統(tǒng)解決方案。該方案擁有大量在國際一流礦業(yè)企業(yè)的應用經驗，是一套成熟的、專業(yè)面向礦業(yè)企業(yè)的平臺系統(tǒng)。

MES平臺Ampla 數(shù)據(jù)流概要

MES網絡架構 - 集團生產管理中心

礦井綜合自動化MES 平臺介紹

系統(tǒng)目標

1、提高企業(yè)對生產全過程的監(jiān)督與控制能力，及時發(fā)現(xiàn)生產過程中存在的問題；

2、提高企業(yè)生產效率，最大限度地幫助企業(yè)有效使用現(xiàn)有生產資源；

3、提高生產安全性。通過大量使用工業(yè)控制設備與系統(tǒng)，可以減少人工差錯與干預，依靠技術手段提高安全性；

4、細化管理，降低企業(yè)生產成本。

5、MES系統(tǒng)為管理者提供良好的工具，來改進和優(yōu)化管理，降低成本消耗

6、實現(xiàn)管控一體化。將企業(yè)業(yè)務管理網與各礦監(jiān)測數(shù)據(jù)庫相連，變原來的“安全、信息孤島”為現(xiàn)在的“共享平臺”，形成了動態(tài)管理與閉環(huán)監(jiān)控模式

系統(tǒng)特點

1、實現(xiàn)面向對象設計、組件化構造的系統(tǒng)。應用軟件包含眾多標準化的商業(yè)組件，這些模塊可完成多種預定義、組合、安裝和運行

2、系統(tǒng)提供基于商業(yè)智能技術的統(tǒng)計分析與報表功能，挖掘生產運營信息，改進生產運作質量。包括計劃與目標完成情況統(tǒng)計分析；節(jié)能降耗、成本費用統(tǒng)計分析；設備運維、故障、效能統(tǒng)計分析。并為礦井量身定做精細的能源管理模塊，支持節(jié)能降耗管理 。

3、對于關鍵生產績效指標監(jiān)控分析和考評信息，系統(tǒng)可以主動推送，使各階管理人員及時了解礦井各區(qū)隊生產績效。

4、系統(tǒng)提供豐富的諸如儀表盤、圖表等生動形象的KPI分析展現(xiàn)形式，讓您對礦井生產各類績效指標一目了然，打造真正的管理駕駛倉。

5、系統(tǒng)秉承以人為本的設計風格，按照客戶的日常業(yè)務處理設計直觀的可視化圖形操作界面。

礦井MES系統(tǒng)平臺體系實現(xiàn)

數(shù)據(jù)采集層：是完成對煤礦各生產和安全系統(tǒng)實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的采集，同時構架數(shù)據(jù)存儲與支撐平臺，由實時、歷史數(shù)據(jù)庫存儲煤礦各生產和安全系統(tǒng)過程數(shù)據(jù)；建立關系數(shù)據(jù)庫，關系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)來源有實時、歷史數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)經過精度降低、過濾）與煤礦各生產和安全系統(tǒng)設備一些設備初始資料數(shù)據(jù)（人工建立）。

數(shù)據(jù)處理層：通過數(shù)據(jù)平臺與應用支撐平臺的建設，對關系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行信息處理、信息挖掘、信息分析、故障診斷和建立專家系統(tǒng)來實現(xiàn)：

數(shù)據(jù)表示層：綜合自動化信息管理平臺由Web服務器以IE的界面向企業(yè)網進行發(fā)布，礦級領導和相關人員可在辦公室和在出差的情況下通過身份認證機制遠程登陸Web服務器，實時在線了解礦井生產和安全狀況，并且數(shù)據(jù)處理層實現(xiàn)的功能都能以IE界面實現(xiàn)調用。

FLT礦井MES系統(tǒng)平臺是基于MES原理和體系結構，以經濟指標為目標，以生產過程優(yōu)化運行、優(yōu)化控制與優(yōu)化管理為核心技術的功能模型，通過分布式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)對礦井自動化設備的實時數(shù)據(jù)采集、存儲管理與監(jiān)控，通過對OPC Server數(shù)據(jù)與Historian數(shù)據(jù)進行處理分析，建設安全生產監(jiān)控系統(tǒng)、生產績效分析系統(tǒng)、生產過程管理系統(tǒng)等形成面向不同生產崗位的一體化信息系統(tǒng)。

MES 平臺 - 基礎數(shù)據(jù)

MES 平臺 – 數(shù)據(jù)建模

過程信息統(tǒng)計分析功能

在礦井MES管理平臺上以儀表盤的形式或者報表的形式匯總全礦各生產系統(tǒng)設備運行工況信息并進行分析，如：排水系統(tǒng)各水泵電機電流情況、各水泵流量情況、排水泵軸溫以及壓力監(jiān)控情況，排水泵累計運行時間情況等；各生產班皮帶機不同時間段煤量統(tǒng)計等情況。

固定設備性能檢測及分析

系統(tǒng)采用開放的、易于二次開發(fā)和維護的網絡計算平臺軟件.NET在網上進行計算和分析。數(shù)據(jù)來源于數(shù)據(jù)庫，計算結果（包括中間值）通過標準接口程序自動進入數(shù)據(jù)庫中。該計算平臺包括：采煤機、刮板機等、主巷道皮帶等主要設備運行信息監(jiān)控、在線查詢、計算調度、系統(tǒng)設置等功能

設備運行功耗與效率統(tǒng)計分析：

實時監(jiān)控礦井生產設備，如：皮帶機、風機、電機的運行參數(shù)(電流、電壓、開停等)和經濟性能指標，將計算結果以儀表板、趨勢圖、棒圖和表格等形式顯示，使運行和管理人員對整個礦井生產設備的運行狀況全面掌握；

設備停機分析：

1、故障原因庫定義 ( 故障原因 故障類別 故障結果 )

2、故障原因表與特定設備定義建立對應關系

3、實時停機事件捕獲 ( 根據(jù)設備狀態(tài)發(fā)出警告提示 )

4、停機報警

設備管理 - 實時 OEE 計算

設備運轉時間統(tǒng)計與壽命管理

通過對礦井生產設備重要部件關鍵參數(shù)的在線計算確定設備壽命損耗情況和老化狀態(tài)，及時正確的制定檢修維護計劃，實現(xiàn)狀態(tài)管理的目的；對礦井生產設備運行過程中參數(shù)偏離基準值或設備投停所造成的產能損失進行實時分析，找出礦井產量損失的地點、大小、分布情況和原因，可以使運行人員有目的地調整參數(shù)，使礦井產量運行指標逐漸逼近或達到設計值（或最佳值）。

方案的優(yōu)勢

1、實現(xiàn)管控一體化。將企業(yè)業(yè)務管理網與各礦監(jiān)測數(shù)據(jù)庫相連，變原來的“安全、信息孤島”為現(xiàn)在的“共享平臺”，形成了動態(tài)管理與閉環(huán)監(jiān)控模式

2、實現(xiàn)面向對象設計、組件化構造的系統(tǒng)。應用軟件包含眾多標準化的商業(yè)組件，這些模塊可完成多種預定義、組合、安裝和運行

3、系統(tǒng)采用先進的設計思想，利用現(xiàn)代的編程技術，具備了好的可擴充性，可做到跨越任意平臺，對接任意系統(tǒng)，真正實現(xiàn)資源的合理利用，為客戶節(jié)約資源和成本

4、系統(tǒng)秉承以人為本的設計風格，按照客戶的日常業(yè)務處理設計直觀的可視化圖形操作界面。使操作簡化易于掌握，可以幫助煤礦行政管理部門進一步的提高工作效率

5、系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)采集、傳輸、整理、分析功能。通過先進的處理手段將現(xiàn)場采集的數(shù)字信息轉化為圖形的可視化的報表，實時的記錄下來，以備監(jiān)管部門隨時查閱

結論

通過以上的分析，我們可以看出，煤礦引入MES系統(tǒng)，可以極大的提升煤炭企業(yè)對煤炭生產過程的管理和控制能力。MES提供DCS系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)無法實現(xiàn)的生產、調度和管理功能；提供ERP等管理信息系統(tǒng)無法實現(xiàn)的生產數(shù)據(jù)的獲取與分析功能，成為生產和企業(yè)管理之間的橋梁，可以為企業(yè)帶來現(xiàn)實的或潛在的經濟效益：

1、提高企業(yè)對生產全過程的監(jiān)督與控制能力，及時發(fā)現(xiàn)生產過程中存在的問題，將生產安全隱患扼殺在搖籃之中

2、提高企業(yè)生產效率，最大限度地幫助企業(yè)有效使用現(xiàn)有生產資源

3、提高生產安全性。通過大量使用工業(yè)控制設備與系統(tǒng)，可以減少人工差錯與干預，依靠技術手段提高安全性

4、細化管理，降低企業(yè)生產成本。通過各種信息技術的使用，減少人工需求，降低人員成本。另外，應用系統(tǒng)為管理者提供良好的工具，來改進和優(yōu)化管理，降低成本消耗