過程自動化的發展與機遇

編者語：在過去的近二十年里，我國在DCS方面取得了重大進展，基本上達到了先進水平，如中控、和利時等公司的產品都得到了市場的認可，但在的變送器及在線分析儀器方面，我們與先進水平相比仍有一定的差距。

過程自動化系統地位凸顯

　　流程工業既是能源消耗的工業，也是原材料生產的重要工業，包括煉油、化工、電力、冶金等重大基礎工業領域。流程工業的現實狀況是能耗高、成本高、污染高、勞動生產率低、資源利用率低。目前，我國流程工業與先進水平的主要差距，除了產品、工藝外，主要還在于生產控制自動化、優化、調度、管理以及信息化的等技術的相對落后。因此，迫切需要圍繞資源、能源的利用目標，集成采用生產工藝技術、自動化技術、信息技術、優化技術等先進技術的支持，以達到提高產品質量和產量、降低物耗與能耗、減少環境污染的目的，實現企業綜合經濟技術指標的*化，確保可持續發展。

　　面對當前激烈的市場競爭和能源短缺問題，面向流程工業的過程自動化系統的地位已經變得越來越重要。過程自動化系統不僅包括各類現場儀表、執行機構、DCS（集散控制系統）、PLC（邏輯控制系統）、SIS（儀表安全系統）等硬件系統，還包括先進控制和優化、計劃調度和排產、經營管理和供應鏈管理等軟件系統，涉及到節能降耗、環境保護、安全生產以及產品全生命周期管理等過程，為企業提供全面、安全、的信息化解決方案。

　　在過去的近二十年里，我國在DCS方面取得了重大進展，基本上達到了先進水平，如中控、和利時等公司的產品都得到了市場的認可，但在的變送器及在線分析儀器方面，我們與先進水平相比仍有一定的差距。

自動化與信息化的新機遇

　　流程工業是實現節能減排目標的主要領域和關鍵環節，也是國家實施節能降耗戰略的主攻方向。當前流程工業節能減排等問題，既是過程自動化發展的新挑戰，也是過程自動化發展的新機遇。

　　面對國內外激烈的競爭，我們該如何提高企業的核心競爭力？答案中很重要的一點就是信息化與工業化的融合，對流程工業而言其重點就是實現綜合自動化。縱觀我國制造業信息化系統的應用現狀，建設的重點普遍放在ERP管理系統和自動化控制系統兩個方面。但是，由于產品行銷在近一、二十年間從生產導向快速地演變成市場導向、競爭導向，因而對制造企業生產現場的管理和組織提出了更多的挑戰，僅僅依靠ERP和現場自動化系統往往無法應付這種新局面。而企業的一些問題也隨之顯現：大量數據無法轉變為信息和知識；運行管理缺乏可視化平臺與信息；節能減排缺少可操作指導和理論；企業可持續發展需要信息整合。在這個領域里如何利用先進技術提高企業的綜合競爭實力？顯然工廠制造執行系統（Manufacturing Execution System，簡稱MES）就是其中可以采用的重要信息技術之一。

　　MES系統是近十年來在上迅速發展起來的、面向車間層的生產管理技術與實時信息系統。MES可以為用戶提供一個快速反應、有彈性、精細化的生產經營環境，幫助企業提高資源利用率、減低成本、實時優化產能、提高產品的質量、提高服務質量以及企業綜合競爭力。MES適用于不同行業（石化、化工、冶金、制藥等），能夠對單一的大批量生產和既有多品種小批量生產又有大批量生產的混合型制造企業提供良好的企業信息管理，尤其對于非常復雜的石化等流程工業企業，從底層的PCS到過程控制、生產調度到節能減排再到企業的管理，MES起了非常關鍵和重要的作用，對流程工業而言是工業化與信息融合的關鍵。

　　 “十一五”期間通過國家863重大研究項目，整合國內產學研優勢力量，建立由企業、高校和科研單位組成MES研發聯盟，形成了長效合作機制和高素質的專業研發及實施隊伍。目前，該項研究成果已經形成相關應用軟件包，例如以石化盈科牽頭聯合高校開發的面向石化企業生產執行系統SMES，實現國內流程工業企業級生產執行系統軟件的研發突破和示范應用。其應用效益得到企業認可，并且有效推進了企業信息化和節能減排的目標。該項成果將不斷在冶金、化工、制藥等行業進行推廣應用，以期取得更大的效益，例如對于非常復雜的鋼鐵企業，從底層的PCS到過程控制到企業的信息化管理，其中MES起了非常關鍵和重要的作用，沒有MES的支撐，ERP是無法有效地運用并實現科學的量化管理、無法真正實現企業信息化。基于MES理念的石化企業生產管理業務流程的投運顯著增加綜合商品率，降低能耗，下表1是MES系統在石化領域示范應用取得的成果。

　　美國的ARC公司對自動化領域做出相關市場調查和分析：應用MES，在同樣的裝置下產品質量可以提高19.2％，勞動生產率提高13％，產量提高11％。如果我國能在產品質量提高10％，勞動生產率提高5％，對中國現階段的經濟水平的影響是非常巨大的，對我國節能減排的作用也是巨大的。

　　MES技術在石化、冶金、化工等行業里將起到的作用非常明顯，特別是在優化生產調度、提高產品質量、加快在制品庫存周轉、減少非計劃生產、加快生產經營對市場的響應、降低庫存、提高管理效能、增加企業利潤等方面產業明顯的經濟效益。

　　自動化與信息化發展的新方向

　　自動化是工業信息化的技術基礎，而信息化又能推進工業化，這個過程會推進產品或服務的產生過程中實現管理流程、組織機構、生產技能及生產工具的變革。

　　近年來，過程自動化的服務范疇和起到的作用不斷擴大和提升，而且相關新需求和新研究課題也不斷涌現，譬如數據驅動的信息獲取及應用、制造運行管理（MOM,Manufacturing Operation Management）、智能工廠（IP,Inligent Plant）等。

　　總之，信息化在推進我國工業化的進程，近年來從理論研究到技術攻關、軟件產品開發、工程應用等形成了縱橫發展的良好勢頭。工業界的人們應該充分吸收和利用控制技術、通信技術、軟件技術、數據處理技術等，并開發、利用企業信息資源，提升企業信息管理和生產數據應用的實質性價值，提高經濟增長質量，zui終推動經濟社會發展轉型的歷史進程。