企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)和關(guān)鍵性能指標(biāo)評(píng)估技術(shù)研究.pdf

1、本文針對(duì)制造業(yè)信息化進(jìn)程中面臨的難題，深入研究企業(yè)信息集成架構(gòu)中擔(dān)當(dāng)重要紐帶作用的制造執(zhí)行系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、功能模塊和信息交互機(jī)制，基于對(duì)象過(guò)程方法論和IEC/ISO62264標(biāo)準(zhǔn)重構(gòu)了制造執(zhí)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息集成模型，規(guī)范了制造企業(yè)的層次結(jié)構(gòu)，打通了實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程和企業(yè)決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳和指令下達(dá)的通道。為了保證制造執(zhí)行系統(tǒng)的穩(wěn)定和高效運(yùn)行，需要引入必要的評(píng)估機(jī)制。本文細(xì)化和擴(kuò)展了制造執(zhí)行系統(tǒng)的績(jī)效分析功能模塊，提出了一個(gè)基于關(guān)鍵性能指標(biāo)的

2、制造執(zhí)行系統(tǒng)評(píng)估體系，將制造執(zhí)行系統(tǒng)的評(píng)估分為“靜態(tài)分析”和“動(dòng)態(tài)分析”兩個(gè)部分。靜態(tài)分析以規(guī)范化的通用模板定義了每個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo)，并建立了指標(biāo)集合;動(dòng)態(tài)分析包括關(guān)鍵性能指標(biāo)的計(jì)算和基準(zhǔn)的設(shè)定，是關(guān)鍵性能指標(biāo)的應(yīng)用機(jī)制。通過(guò)動(dòng)靜態(tài)結(jié)合的方式發(fā)掘制造執(zhí)行系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的潛力，提高運(yùn)行效率、穩(wěn)定性和可持續(xù)性。本文的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 1)針對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)層次模型的不規(guī)范以及缺乏統(tǒng)一有效的建模理論現(xiàn)狀，引入了IEC/ISO

3、62264的設(shè)備層次模型，以及對(duì)象過(guò)程方法論來(lái)描述和構(gòu)建制造執(zhí)行系統(tǒng)涉及的層次模型。通過(guò)過(guò)程對(duì)象方法論與統(tǒng)一建模語(yǔ)言的對(duì)比，突出了對(duì)象過(guò)程方法論在復(fù)雜系統(tǒng)以及動(dòng)態(tài)系統(tǒng)方面的建模優(yōu)勢(shì)。最后在一家煉油廠的實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證了IEC/ISO62264模型的正確性和普適性，以及對(duì)象過(guò)程方法論建模的有效性。
　　 2)提出了一個(gè)基于關(guān)鍵性能指標(biāo)的制造執(zhí)行系統(tǒng)評(píng)估體系，該體系細(xì)化和拓展了制造執(zhí)行系統(tǒng)的績(jī)效分析模塊，將制造執(zhí)行系統(tǒng)的評(píng)估分為“靜態(tài)”

4、和“動(dòng)態(tài)”兩個(gè)部分。靜態(tài)部分涉及制造執(zhí)行系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo)的提煉和定義，動(dòng)態(tài)部分包括關(guān)鍵性能指標(biāo)的計(jì)算和基準(zhǔn)的設(shè)定。動(dòng)靜態(tài)結(jié)合的評(píng)估機(jī)制支撐了制造執(zhí)行系統(tǒng)自我完善和改進(jìn)，提升了制造執(zhí)行系統(tǒng)的運(yùn)行效率、穩(wěn)定性和可持續(xù)性。
　　 3)針對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo)評(píng)估體系的靜態(tài)分析部分，按照時(shí)間、數(shù)量和質(zhì)量等三種類型詳細(xì)分析了關(guān)鍵性能指標(biāo)的基礎(chǔ)要素和數(shù)據(jù)來(lái)源，并提出了一個(gè)通用的關(guān)鍵性能指標(biāo)模型，規(guī)范描述關(guān)鍵性能指標(biāo)的定義、公式和屬性。根

5、據(jù)制造企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，列舉了制造執(zhí)行系統(tǒng)涉及的生產(chǎn)、質(zhì)量、維護(hù)、庫(kù)存、能源等運(yùn)行活動(dòng)關(guān)注的典型關(guān)鍵性能指標(biāo)，并分析其異同性，形成了關(guān)鍵性能指標(biāo)集合。最后通過(guò)對(duì)十多家制造企業(yè)的關(guān)鍵性能指標(biāo)使用的調(diào)研，驗(yàn)證了指標(biāo)集合的合理性和有效性，并完善了關(guān)鍵性能指標(biāo)的提煉和定義。
　　 4)詳細(xì)分析了流程行業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)關(guān)鍵性能指標(biāo)評(píng)估體系，剖析了關(guān)于制造設(shè)備的六個(gè)典型的關(guān)鍵性能指標(biāo)，建立了制造設(shè)備的關(guān)鍵性能指標(biāo)集合。針對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)關(guān)鍵性

6、能指標(biāo)評(píng)估體系的動(dòng)態(tài)分析部分，提出了基于穩(wěn)態(tài)優(yōu)化理論的制造設(shè)備關(guān)鍵性能指標(biāo)基準(zhǔn)的設(shè)定方法，建立了通用的評(píng)估模型。最后以二元精餾塔為例分析了其生產(chǎn)率的計(jì)算過(guò)程以及基準(zhǔn)的設(shè)定，同時(shí)驗(yàn)證了基于穩(wěn)態(tài)優(yōu)化確定關(guān)鍵性能指標(biāo)基準(zhǔn)方法的可行性。
　　 5)詳細(xì)分析了中石化生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)SMES3.0的架構(gòu)、組件和實(shí)現(xiàn)方式，驗(yàn)證了本文的制造執(zhí)行系統(tǒng)體系和IEC/ISO62264制造設(shè)備層次模型的有效性和實(shí)用性。通過(guò)SMES3.0企業(yè)層次模型和IEC