氧气公司连续型生产调度系统研究

华中科技大学硕士学位论文氧气公司连续型生产调度系统研究姓名：刘昕申请学位级别：硕士专业：工商管理指导教师：崔南方20080401IERP(CIPS,ComputerIntegratedProcessSystems)CIPSCIPSCIPSCIPSIIAbstractAutomaticcontrolandmanagementinindustrialproductionhasbecomethekeytopicinindustrialdevelopmenttoday.Theopeningofenterprisenetwork,theintegrationofenterpriseinformationandtheoptimizationofenterprisemanagementwillbethetrendofenterprisedevelopment.ProductionManagement,animportantcomponentofERP,isemphasizedbyenterprise.ProductionScheduling,animportantinformationbridgewhichlinksprocesscontroltoproductionmanagement,thebasementofproductionmanagementandthesourceofinformationsystems,istakingmoreandmoreimportantplaceinthenetworked-developmentmodeofintegrationofmanagementandcontrol.ThisthesisfocusesonaCANBUS-basedcontinuousproductionschedulinganddecisionsupportsystem,inwhichacentralcontrolstationisusedtoimplementautomaticmanagementofproductionprocessandtofulfillthetasksofmonitoring,scheduling,harmonizingtheproductionprocess.Theinvolvedworkispresentedasfollows:Afterreviewingthetrendofindustrialcontrolnetworkdevelopment,theappliedsignificanceofCIPSinindustrialreconstruction,andtheresearchfulmeaningsofschedulingdecision,thisthesisdiscussesthefunctionalstructureofCIPSincontinuousindustryandthemaintechnologiesofCIPS'srealization,andpresentsthesystemstructuremodeloftheproductionschedulingsystemsofCIPSbasedontheanalysisofthetraitsofproductionschedulingsystemsofCIPS.WiththebackgroundoftheproductionprocessautomaticreconstructionprojectofOxygenplant,thisthesisemphaticallyconstructsthesystemstructureofthefieldbuscontinuousproductionschedulinganddecisionsupportsystembasedondistributedmultilayerfieldbusnetworkframework,anddissertatesthesoftwareandhardwaredesignandsystemimplementationofthesystem.Last,onthebaseofdiscussionofthenormalmethodsofproductionschedulingofCIPS,thisthesisputsforwardtheideaofintegrationofschedulingdecisionsupportsystem(DSS)anddatamining(DM),andtriestosolvetheproblemsofschedulingdecisionincontinuousproductionprocessoftheOxygenplantbydataminingmethods.Keywords:ProductionScheduling,CIPS,DecisionSupport,DataMining200822(“”)::::111.1[1]1234[2]1.1.195%20076.51-121-11-21-31-41-51-21#4#6#8#2#5#7#9#CSP1580mm31-31-41-51#4#6#8#2#5#7#9#1580mmCSP4[3][4]LINDE1.1.2DCSDistributedControlSystemI/OFieldbusFCSFieldbusControlSystemDCSDCS[5][6][7][8]5[9][10](FCS)DCSDCS[11]CANControllerAreaNetworkCANCANIS011898[9]Intranet/InternetTCP/IPTCP/IP6IEIE:12InternetIntranet34[12]1973(JosephHarrington)(CIM,ComputerIntegratedManufacturing)1986CIMSCIMS(CIPS,ComputerIntegratedProcessSystems)90CIMSCIMSCIPS[13]CIPSCIMS[14][15]7CIM[16]1.21(1)(2)(3)2(4)(5)(6)(7)381.3CIPSCANCANCIMSCIPSCIPSCIPSCIPSCIPSCIPSDSSDM92CIPS2.1CIMSCIPS[17]CIPSCIPS2.2CIMS-CIPS2.2.1CIMSCIMSComputerIntegratedManufacturingSystems[18]CIMSCIMS[19]“”CIMSCIPS(ComputerIntegratedProcessSystems)[20]10CIM2.2.2CIPS2-1CIPS321DCS2-1CIPS432DCS111DCS[21]2.2.3CIPSCIPS(1)Client/Server[21](2)CIPS12[22]2-22-2(3)()(4)//(5)DCS13(6)2.3CIPS2.3.1(MRP)(MRP-11)(ERP)(JIT)(BOM)[23]BOMMRPMRP-IIERPJIT/2.3.2/(1)[13]“”“”“”“”“”“”“”“”“”14(2)/“”(3);/“”“”(4)CIMS/“”“”(5)2.3.3CIPSCIPSCIPS[13]152-3[23][24]2-3/华中科技大学硕士学位论文163连续生产过程调度与决策系统设计与实现3.1系统建设的思想3.1.1公司现有调度业务流程分析氧气公司调度主要工作要求：在集团公司总调和能源动力公司调度的领导下，完成当班各项生产任务和领导交办的各项工作；根据日计划和领导要求，处理日常生产事务，保证生产顺利进行；根据产品质量要求和计划要求组织好工作，确保昀终产品合格；合理安排当班的相关设备运行工作，控制大型设备有计划开停车；深入现场随时掌握生产、设备维护检修情况，及时与有关部门联系，组织解决生产中的疑难问题；发生人身、设备事故，及时向相关领导回报，积极组织抢救、抢修，配合有关部门排除故障，恢复生产；搞好岗位交接班，填写有关记录。氧气公司生产组织管理机构，其相互关系和信息传递如图3-1所示:集团公司总调氧气公司调度运行车间能源动力公司调度班组维护车间班组用户单位调度相关领导华中科技大学硕士学位论文17图3-1生产组织管理机构关联图氧气公司调度业务流程：集团公司将每月总体生产计划在上月月底下发，氧气公司根据计划，分解后对各车间下达月生产任务，并交给调度，调度根据每天的调度会制定日生产计划（参考月计划），将调度指令下达给生产车间执行生产计划，生产车间按调度令组织生产，同时质检车间根据计划每日记录的有关质量统计台帐，维护车间与设备管理部门按调度令安排相关设备检修工作，统计组根据前日生产情况统计汇总，有助于做出下个月的生产计划。氧气公司现有调度业务流程图如下图3-2所示:图3-2氧气公司现有调度业务流程公司调度日生产报表日生产计划月生产计划运行管理统计管理集团公司月计划生产月报运行车间组织生产车间报表质检台帐质检车间检修计划华中科技大学硕士学位论文183.1.2需求分析随着信息化的高速发展，信息化管理越来越多的深入到社会生活的每个方面，技术的、经济的、组织的、社会的，来的这么深远而又激烈，它使得一种全新的管理模式出现，并正改写着传统的管理规则，信息技术的革命正深入影响到企业的战略、文化、组织设计、流程再造等，归跟结底，信息技术就是一种管理竞争力。过去，氧气公司调度是以手工作业为主的管理环境。主要存在的问题如下：(1)不可靠性。人工填写的有关数据表格不可靠或不精确，甚至会出现造假现象，不利于正确的认识生产状态。这些数据己失去了科学分析生产的价值。(2)滞后性。生产信息不能及时的反馈给调度人员和上层领导，长期以来，由于软件开发的滞后，仍在使用传统的工作单、报表或台帐记录各种生产信息，经逐级整理后上报，有一定的信息滞后时间。(3)无经验模式。由于已经保留的人工填写的历史数据的不可靠性，无法从历史数据中找寻影响生产效率的关键因素。(4)效率低。因为并没有实时监控整个生产系统，对于生产过程中的动态信息，虽然在各车间的控制系统中均有记录，但调度组只能通过电话与各车间联络，每班或4小时车间上报一次记录数据，不仅效率低而且无法及时有效地控制。企业的生产管理总是围绕着生产流程和相关的信息流进行的。合理有效的生产管理可以降低生产成本，提高工作效率，改善产品的质量，而这个合理的生产管理依赖于生产过程本身的各种信息[25]。3.1.3系统建设的策略调度是企业管理在生产领域中具体的指挥、控制、监督者[26]。我们将中央控制站，设于氧气公司调度室。作为综合信息自动管理级，职能是远程监控，监视现场级的工作状态，以图形、表格、曲线显示，协调各现场工作站工作，向现场操作员提供系统运行监督信息等。中央控制站职能分析图如图3-3所示。华中科技大学硕士学位论文19图3-3中央控制站职能分析图3.2系统网络规划3.2.1生产信息的共享模型伴随着信息技术的进步，供应链信息共享的研究与实践不仅对生产调度与库存控制产生了影响，而且对产品和工序质量产生了影响。我们量化和比较有关过程和产品质量的不同信息共享策略后，结果表明实时信息共享可能会带来生产质量的巨大改善。为了实现氧气公司生产管理的改进，必须实现生产系统的信息共享，使得工艺、管理、生产各部门实时地进行信息交互，以助于各设备之间的协调和上层领导的决策。随着计算机网络技术的不断发展，越来越多的企业建成了自己的网络系统，这为加快信息传播速度、实现信息共享奠定了良好的基础[25]。在这种情况下，构建网络系统，实现生产控制实时信息与管理系统有机结合，对于引进先进管理技术、实现企业运行的全局化具有重要的意义。上级决策层信息管理：分解生产计划；监视和维护生产动态；基础信息管理指挥调度：下达调度指令；协调生产；处理/完成异常报告；信息交换和处理制氧机系统空气系统管网输送系统用户情况监测华中科技大学硕