Proficy 冶金行业智慧工厂 MES 系统解决方案

PagePAGE19ofNUMPAGES19GEProficy冶金行业生产管理MES系统解决方案日期：版本：1.0 版本历史

目录1 冶金行业生产管理需求分析 51.1 制造业生产管理需求背景–数字化工厂 51.2 冶金行业流程特点 61.3 冶金行业生产管理系统目标 71.4 冶金行业生产管理系统功能要求 82 MES生产管理系统标准 112.1 先进制造业国际MES规范–ISA95 112.1.1 ISA95概念 112.1.2 ISA95模型 122.1.3 GE软件平台Proficy与ISA95标准的关系 173 GEProficyMES解决方案构成 173.1 Proficy服务器 183.2 ProficyRepository企业生产数据库 193.2.1 ProficyHistorian 193.2.2 ProficyDatabase 213.3 系统信息流向图 223.4 系统功能模块图 234 MES系统功能说明 244.1 生产配置管理 244.1.1 工厂建模 244.1.2 产品建模 254.2 生产计划和跟踪 254.2.1 生产计划管理 264.2.2 生产跟踪 274.3 生产资源管理 284.3.1 生产人员管理 284.3.2 生产物料管理 284.3.3 设备故障分析管理 294.4 质量管理 304.4.1 冶金质量数据采集 304.4.2 质量检测和监控 314.4.3 质量标准 324.4.4 质量跟踪 334.5 生产分析 344.5.1 生产性能分析 344.5.2 生产质量分析 354.5.3 生产消耗分析 364.5.4 生产设备分析 365 解决方案技术特点 405.1 平台技术架构 405.2 系统安全性 415.3 系统易用性 425.4 系统扩展性 426 系统接口 436.1 管理系统接口 436.2 控制系统接口 436.3 用户界面 446.3.1 MES现场操作站 446.3.2 MES系统维护站 456.3.3 WEB客户端 467 GEPROFICY服务 497.1 Proficy培训服务 497.2 GlobalCare软件支持服务 507.3 Proficy专业咨询服务 52

冶金行业生产管理需求分析制造业生产管理需求背景–数字化工厂数字化工厂采用世界一流的计算机辅助生产技术，通过计算机软件应用对一个完整的工厂，从生产线、加工单元到工序操作的所有层次的细节进行设计、仿真和优化集成。它革新了制造商传统的经营方式，因而大大地加速了新产品的面市周期，减少了工程技术和制造成本，使生产的准备时间最短，从整体上提高生产能力和质量。在数字化工厂的计算机集成环境中，对生产工程的各个环节，在不同的层次—小到操作步骤,大到生产单元、生产线乃至整个工厂—进行设计、仿真、分析和优化。它从并行工程的基本观点出发，在产品的设计阶段就同时考虑和解决生产工程的问题，包括工艺过程设计、工艺装备、设备、生产线或工作单元的布局、人体工程学、生产调度、物料管理等，实现了真正的CAD/CAPE/CAM一体化。对制造加工业来说，数字化工厂采用的"活链接"（LiveLink）技术使它可以直接读取多种流行的CAD系统的产品设计数据，不需转换或复制。这不但有效地保证数据的准确、不丢失，而且减少了运行时存储空间的开销。当产品的设计资料发生更改时，能立即反映到整个生产工程系统，使与之相关的各个环节均得到更改，充分体现了并行工程的优越性。数字化工厂的工艺过程集成是依靠它的工艺过程数据库（ProcessDatabase）来实现的。该数据库存储了全部有关的工艺过程数据，它能支持从设计到生产的全过程。其中实时信息反馈是其中重要的一环。利用最新WEB技术的应用程序能为企业的决策者及时提供产品质量参数，6个西格玛和KPI(关键性能指标)，帮助企业领导者决策。管理人员可通过统一的浏览器界面综合销售，财务和生产过程的信息，获得分析报告，来采取措施来改善生产。同时WEB技术和工厂智能软件的应用，将生产的原始数据转化为知识，帮助实现了协同生产，最大程度地满足客户的需求。数字化工厂通过一系列应用软件手段，来实现整个系统从设计到生产的自动数据流。这个数据流将企业运作的各个部分无缝连接起来，消除了以往独立的数字孤岛。通过各种应用组件软件和实时数据，及其过程和结果的可视化使得用户可以方便地通过屏幕上的画面对当前的生产有直观的形象的认识。在数字化工厂中，我们可以设想如下的状况，客户的订单在企业的ERP/MRP系统中生成，信息立即通过应用程序传递到MES层，而MES层的计划调度程序立即将订单转化为优化的工作计划，并发布到工作现场。所有的操作人员信息，设备信息和工作计划信息均在实时更新中。所以计划调度的过程也是动态的，而且只有指定的操作人员才能执行指定的工作任务。在批次生产的过程中所涉及的文档也实行电子化管理，生产过程中，产量消耗量和各种设备，人员信息也是在不断更新中，管理人员可以跟踪目前计划完成的情况。当生产结束时，所有的生产状况报告也是自动生成并最终传递到上层ERP系统中为决策提供帮助。冶金行业流程特点冶金行业的生产自动化目前已经处于一个较高的水平，主要的生产部分均通过DCS和PLC为核心的控制系统完成。冶金行业以钢铁行业为例，是制造业中流程最长的行业，这就意味着这个行业的信息化最复杂，也最难以完成。ERP企业资源管理对大型的钢铁企业已经不是新鲜事，国内排名前50的钢铁企业大都早已完成了这个步骤。其ERP基本上涵盖了企业的采购、销售以及财务等领域。但在钢铁行业信息化发展一片凯歌的风潮中，却很少听到有企业实施或成功上线MES(制造执行系统)的消息。无论是冶炼过程中的动态调整和改判，还是对产品编码的弹性处理本质都涉及到MES，它上联接受从ERP系统中传来的生产计划和指令，把它们分解组织成为产线和机组的作业计划和作业指令，告诉它的下一级系统PCS如何生产;MES同时下联PCS系统，收集生产实绩和检验化验结果，对突发事件进行调度，并向ERP反馈生产实绩。MES真正的作用在于帮助企业真正解决产品品质的问题，因此将MES比喻为钢铁企业生产制造的神经系统一点不为过。同ERP相比，MES似乎更难一些。MES之难，难在炼制过程中对含碳量等指标还不能完全稳定控制，难在信息系统对于冶炼之后的工序如炉内精炼、连铸等一系列的过程的随时改判、动态调整的复杂性。有人预言，在今后的几年内，MES将是各个企业增加竞争力的焦点，可以说，谁先解决了MES，谁就将在竞争中占得先机。综上所述，国内的钢铁企业开始对MES系统的关注逐渐升温，实施MES系统，通过其灵活的配置和实时信息的反馈来帮助提高生产质量，跟踪生产过程的每一步，并对生产事件进行实时响应和调整已成为共识。冶金行业生产管理系统目标根据国际上计算机管理系统的先进经验和MES系统的规范要求及冶金行业特定流程的综合分析，我们可以发现冶金行业的生产管理制造执行系统的关键需求包括：管理目标制造执行系统项目实施，是实现生产过程中的组织、管理和决策的最优化，最终达到企业整体水平的最优化，使从计划、生产、调度、资源分配等管理更加科学、准确。实现生产过程的快速反应与敏捷、精确制造，最终与业务系统、生产自动化系统集成，实现全厂供应链的快速反应。实现工厂自动化连续化均衡生产。实现生产过程中的产品生产交货期的准确预估，最终与业务系统、生产自动化系统集成，实现对客户的产品交货期的准确预估。实现产品质量以及生产过程的可追溯性。实现生产过程产量、消耗、质量、设备状况、产品跟踪和技术性分析等的全面动态可视和可控。实现生产过程中的实时事务处理功能以及统计分析功能。建立预警指标，提供预警功能（包括设备、质量、物流等）；提供调度方案供调度人员决策。技术目标符合行业、国家和国际有关技术要求和管理规范采用当前成熟稳定的平台，为最终构成的B/S和C/S系统能够提供高可用性、高稳定性以及高效率建立操作系统平台基础。实现与ERP的数据集成、应用集成、业务集成。实现与生产自动化设备的集成。为了最大限度地提高系统的可塑性，在系统各个功能模块的部署上，采用.NET的部署以及回收方式。对于未来系统的扩展，采用只需要添加所需硬件，而软件通过部署的方式，不需要重新调整代码的方式来实现，以这种方式实现系统的可扩展性。整个系统的基础平台，采用国外先进的MES平台构成，系统的各个功能，采用相应平台的各个功能模块来完成。操作系统和数据库建立在微软的平台上，为工厂的中层管理人员提供易用性和开放性。采用Web技术，实现跨技术平台的应用集成，以适应冶金行业整体信息系统集成的需要。冶金行业生产管理系统功能要求根据上述冶金行业的MES基本需求，GE提出了基于Proficy的冶金行业解决方案，其主要功能可以包含生产配置管理、生产计划管理、生产物料管理、生产过程监控、生产性能分析、质量管理与质量追踪、企业生产报表分析、数据集成等功能以及制造执行系统与ERP系统的集成。具体包括：生产配置管理生产配置管理的主要功能是对整个企业的生产相关对象数字化。主要的功能将包括工厂的数字化建模，即建立一个工厂分层对象的数字化结构；产品建模，包括对生产产品类别，相关的材料构成，质量检测的规格标准等的基础数据定义；生产路径建立，根据实际的生产设备和工艺要求，建立多条工艺路径，以适应不同产品的生产要求。生产计划管理生产计划的管理可以接受从ERP生成的主生产计划，也可以支持手工输入主生产计划，然后，系统可以根据设备，原材料的产品的情况对生产计划进行分解。生产计划的执行可以由相应的管理人员进行监控，可以查询实时的生产计划执行状况和细节，并对排序的生产计划进行优先级的调整和量的修改，同时支持生产计划的插入和删除。生产物料管理实现对整个生产过程物流信息的全面管理；通过记录整个生产过程中批次原料使用情况，批次在制品、半成品、成品、废次品情况，实现物料管理；通过全方位的物料成本分析，找出影响成本的关键因素，对症下药，以实现在生产环节内降低成本、提高经济效益的目的；为财务系统提供全面准确的生产成本数据；实现主辅料的质量追溯。主要功能包括：主辅料库存信息查询、物料定额维护、物料动态管理、物料追踪等。生产过程监控以集成控制系统和各个其它子系统为主，实现对现场生产状况、设备运行情况、质量状况、消耗状况的实时监控和异常报警，是生产调度指挥的信息来源和依据。生产性能分析生产性能分析面向于相关设备为主的各主要设备的停机检测，故障原因分析，事件记录，废品分析。系统通过自动连接控制系统，通过控制系统的信号自动识别和设备的停机相关信息。废品分析和生产统计则是此子系统的另外两大功能，最终可以通过实时数据计算生产线，设备的整体设备效率OEE，并对生产效率和各种绩效指标进行分析，报警，报表等。质量管理与质量追踪以生产过程质量信息汇总和质量在线控制为核心，遵照ISO9000质量管理体系的要求，通过科学的方法，对企业的物流、信息流进行全面的质量跟踪和管理，建立快速、高效、全过程的质量反馈、质量处理、质量跟踪机制，辅助企业管理人员的生产经营，及时有效地保证产品质量。主要功能包括:质量标准管理、质量数据采集、在线质量控制、质量统计分析、质量追踪。对于生产跟踪，系统可以根据批次编号对其生产的全过程，通过的设备，生产路径，质量标准等进行全方位跟踪，对于质量召回具有重大的意义。企业生产报表分析对生产过程的生产、设备、质量、物料等实际完成情况进行统计和分析，为生产分析、统计提供信息和依据。编制月、日生产报表。主要内容包括:工艺质量统计分析(工序能力指数分析；质量检测结果统计分析；工艺检测结果统计分析；质量判别结果统计分析；产品质量追溯分析等)；设备统计分析(生产能力统计分析；设备利用率、设备故障统计分析；设备运行记录统计分析)；生产统计分析(生产产量统计分析；在制品统计分析；废品统计分析；投入产出统计分析；库存数据统计等)；消耗统计分析(主、辅料消耗统计分析；能源消耗统计分析等)等。根据生产统计要求，编制生产月报、生产日报等统计报表。信息功能集成集成范围制造执行系统的内部各子系统的集成；制造执行系统与生产自动化系统的集成；内部各子系统集成要求实现内部各子系统的信息共享和无缝连接，彻底消除“孤岛”系统。实现内部各子系统之间的功能连结和互动，体现实时控制和快速反应。与ERP的集成要求在保障制造执行系统的正常运行下，实现与ERP的集成。明确定义本系统与ERP的接口实现方式。以制造执行系统为核心，实现与ERP的信息共享和无缝连接，确保制造执行系统与ERP的功能连接与互动。数据的共享方式至少达到数据库级，彻底消除文件级共享方式。与生产自动化系统的集成要求在保障生产自动化系统的正常运行下，实现与各生产自动化系统的集成。以制造执行系统的控制为目标，实现与各生产自动化系统的连接和控制，确保连接和控制的可靠性、稳定性、准确性和时效性。以制造执行系统的监测为目标，实现与各生产自动化系统的连接和数据收集，确保连接和收集的可靠性、稳定性、准确性和时效性。实现与各生产自动化系统无缝联接，实现信息数据资源共享。通过数据集成，可以自动收集整个生产过程中各设备状态信息、在线质量信息、工艺信息、生产物流信息、进度状况信息等，为作业监控、调度、管理提供根据。MES生产管理系统标准GEProficyMES生产管理系统从总体设计上参照国际标准的MES规范和最新的计算机技术，以ProficyServer平台为核心，应用功能模块化，人机界面规范化，形成一个清晰的信息流，各模块之间通过平台高度集成，形成统一而高效的整体。先进制造业国际MES规范–ISA95简而言之，ISA95是目前国际组织对MES或者说是ERP与生产低层自动化系统之间的管理和信息交换部分的标准定义。ISA95概念要解释什么是ISA95，先看一下什么是SP95。SP95是仪表、系统和自动化协会(ISA)的一个委员会。我们用SP95代表这个委员会，SP标示标准项目(StandardProject)，而95代表是ISA的第95个标准项目，而且最巧合的是委员会的第一次会议在1995年召开。委员会标准的通过过程是所有委员会的投票代表必须在标准通过前同意，而标准的开发过程是由ANSI(美国国家标准协会)监督并保证其过程是正确的。此委员会开发一系列标准称作SP-95“企业控制系统集成”标准，它包括以下部分：ANSI/ISA-95.00.01–2000“企业-控制系统集成–第一部分：模型和术语(ModelsandTerminology)此部分2000年7月15日通过ANSI/ISA-95.00.02–2001“企业-控制系统集成–第二部分：数据结构和属性(DataStructuresandAttributes)此部分2001年10月17日通过ISA-95.00.03“企业-控制系统集成–第三部分：制造业运作模型(ModelsofManufacturingOperations)此部分2005年通过ISA-95.00.04“企业-控制系统集成–第四部分：制造运作管理对象模型和属性(ObjectModelsandAttributesofManufacturingOperationsManagement)此部分正在讨论草案ISA-95.00.05“企业-控制系统集成–第五部分：商业系统与制造系统交易(BusinesstoManufacturingTransactions)此部分正在讨论草案综上所述，ISA95(以下简称S95)模型是这一系列标准中的部分，而这一系列标准的国际化认证过程如下：SP95的国际化版本称为ISO/IEC62246，由IEC/SC65第15联合工作组共同工作。对于SP95第一部分的最终草案已经通过，称为ISO/IEC62246–1，第二部分的工作正在进行。ISO在第一部分的生产容量和生产能力部分增加了部分注解，并在不同语言版本上作了格式和表述的调整。ISA95企业控制集成标准的产生是来源于实际应用集成的需要。在实际应用集成中，不管是最终用户还是集成商都面临着一些问题，如集成没有公共模型、集成不同厂商的产品十分困难、与最终用户的需求之间沟通有问题，人们将时间化在统一技术术语上而不是解决问题上、集成的系统难于维护等。为了解决相应的问题，国际上前几年不同的组织和用户一起做了大量的工作，80年代末期，一些用户、厂商和学术机构的团体在Purdue大学开发了计算机集成制造即著名的CIM标准，它包括了几个描述制造业公司的模型，它的一部分内容被包括在ANSI/ISA-95.00.01标准中。1992年由领先的MES软件供货商组成的MESAInternational则是非盈利性组织，旨在提供一个制造业技术的论坛，关注于现代制造业的MES和相应产品及服务。而1988年发起的SP88委员会则负责批次控制部分的标准建立。ISA95模型ISA95标准定义了企业商业系统和控制系统之间的集成，主要可以分成三个层次，即其企业功能部分，信息流部分和控制功能部分。其企业功能基于Pursue大学当初建立的CIM功能模型；信息流部分基于Pursue大学的数据流模型图和S88批次标准，包括产品定义、生产能力、生产计划和生产性能4种信息流；而其控制功能则基于Pursue和MESA的功能模型。下图为一个简单的表述：S95的不同部分对不同的层次的功能分别定义，第一层企业级的控制域定义在S95的第一部分，第二层次信息交换方面，4种信息流交换的分类和对象模型也定义在第一部分，而对象模型的属性定义在第二部分，而底层的生产制造和控制层的域也定义在第一部分。而S95的第三部分则对相应的生产活动做出定义，如下图所示：在上图中，S95的第三部分定义了企业生产质量、生产和维护方面的常规活动，从高度上指出了各活动之间的数据流，同时定义了8种基本生产活动：定义管理，资源管理，生产详细计划，生产部署，生产执行，跟踪，分析和数据采集。ISA95模型中的信息流简单地说，S95中的信息流如前图中显示分为4种：产品定义信息：通过交换产品的全周期管理信息描述如何制造一个产品。生产能力信息：通过信息交换说明需要的和可获得的生产资源的容量和能力。生产计划信息：通过信息交换说明何时何地生产何物以及需要何种资源。生产性能信息：通过信息交换说明生产了什么，消耗了什么资源，也包括了所有商业系统所需要的生产产品的反馈信息。整个信息流的定义关注于以下这些方面：生产计划计划产量生产能力输入订单确认长期和短期的材料和能源需求材料和能源的库存目标生产成本实际生产性能和成本质量保证结果生产标准和客户需求在制品放弃请求成品库存过程数据产品和过程知识维护请求维护响应维护标准和方法维护技术反馈下面是各种信息类型的功能说明：产品定义信息：产品定义信息包括有产品的生产规则，资源清单，材料表，制造清单和产品段(ProductSegment)。产品的生产规则信息指特定产品在实际生产中的详细定义信息，如配方，工作指令等。资源清单指的是生产特定产品的计划信息，包括和生产无关的信息，如材料订单时间。材料表指的是生产特定产品的材料信息，包括和生产无关的信息，如发货的材料。而制造清单则包括配方公式等。产品段指的是为了完成一个生产步骤所需要的资源组（人，设备和材料），它是资源计划和生产特定产品之间的共享信息。生产能力信息：生产能力信息包括下列内容：维护信息，生产设备状态，定义生产系统何时何地能够做何事，计划产量信息，计划可用生产资源，预估/预防维护信息，生产容量。而过程段（ProcessSegment）的能力是其中一个重要的部分，而这里的过程段指的是某生产段所需资源的总和，资源可以是材料/能源，人员和设备。过程段的定义是根据商业活动的细化要求，例如计划和关键生产指标KPI的分析。过程段的能力综合了材料能力，人员能力，综合能力。生产计划信息：生产计划信息包括当前生产信息，生产库存信息，生产计划信息，生产材料信息，生产计划，库存控制和生产段信息。其主要内容由当前生产信息，生产库存信息，生产计划信息组成，其中包括当前的材料信息和预估的材料信息，生产库存控制和预期的产品产量。生产性能信息：生产性能信息实际上是生产状况的实际反馈信息，包括了生产，库存，计划的相关实际情况，以及生产历史和总体生产性能的评估，实际的产量，原材料消耗，实际的生产执行情况。ISA95对象模型一览S95中描述的生产对象模型根据功能分为4类9大模型，资源、能力、产品定义和生产计划。资源包括人员，设备，材料和过程段对象。能力包括生产能力，过程段能力。产品定义包括产品定义信息。生产计划包括生产计划和生产性能。下面就这些模型的内容做一个描述：人力资源模型此模型独一无二地定义人员和人员的等级，定义个人或成员组的技能和培训，定义个人的资质测试，结果和结果的有效时间段。设备资源模型设备资源模型用于独一无二地定义设备或设备等级，定义设备的描述，定义设备的能力，定义设备能力测试，测试结果和结果的有效时间段。定义和跟踪维护请求。材料资源模型此模型独一无二地定义材料或材料等级属性，对材料进行描述，定义和跟踪材料批量和子批量信息，定义和跟踪材料位置信息，定义材料的质量保证测试标准，结果和结果的有效时间段过程段(ProcessSegment)模型（包括过程段模型和过程段能力模型）独一无二地定义了过程段，提供过程段的描述，定义过程段使用的资源（个人，设备和材料），定义过程段的能力，定义过程段的执行顺序。生产能力模型此模型对生产能力或其他信息进行描述，独一无二地对设备模型的特定生产单元定义生产能力，提供当前能力的状态（可用性，确认能力和超出能力），定义生产能力的位置，定义生产能力的物理层次(企业，生产厂，生产区域，生产单元……)，定义生产能力的生命周期（起始时间，结束时间），对生产能力的发生日期归档。产品定义模型产品定义模型用于独一无二地定义产品的生产规则（配方，生产指令），并对此规则提供一个发布日期和版本，指定生产规则的时间段，提供生产规则及其他信息的描述，指定使用的材料表和材料路由，为生产规则指定产品段的需求（人员，设备和材料），指定产品段的执行顺序。生产计划模型生产计划模型用于对特定产品的生产发出生产请求，并对请求提出一个唯一的标识，提供对生产计划以及相关信息的描述，提供生产计划请求的开始和结束时间，对生产计划发布的时间和日期归档，指出生产计划请求的位置和设备类型（生产厂，生产区域，过程单元，生产线……）生产性能模型生产性能模型根据生产计划请求的执行或某一个生产事件报告生产结果，唯一地标识生产性能，包括版本和修订号，提供生产性能的描述和其他附加信息，识别相关的生产计划，提供实际的生产开始和结束时间，提供实际的资源使用情况，提供生产的位置信息，对生产性能发布的时间日期归档，提供生产产品设备的物理模型定义（生产厂，生产区域，过程单元，生产线……）GE软件平台Proficy与ISA95标准的关系GEProficy解决方案的应用架构从设计到应用模块上均参照S95标准的要求，其主要模块质量，生产和效率（包括设备总体效率计算，消耗跟踪和生产统计）均与S95标准一致。Proficy的各个模块中贯穿了生产计划，设备，生产过程，资源等S95对象模型，通过各种标准的生产事件实现S95的标准功能，S95中的各种对象，信息流，功能描述在Proficy中得到了空前的统一和完整的体现。在于ERP系统连接上，Proficy遵照了S95对象定义规范，通过目前流行的中间件方式连接各种主流ERP关系数据库，连接的模型对象支持B2MML定义。S95为信息交换提供了标准，减少了MES–ERP集成的费用，与产品的生命周期管理协同工作，提供生产能力和状态，提高了生产制造的灵活性，提供了一套信息集成的架构和标准模型，定义了ERP和MES的界限和信息流。它定义了4种信息流和9大对象模型，同时适用于批次、连续和离散过程，在很多用户项目的全周期中得到广泛应用。GEProficyMES解决方案构成GEProficyMES生产管理系统解决方案是建立在一个统一的Proficy产品平台上，通过各种组件化应用模块和系统连接器形成一个整体的解决方案，具有清晰的信息流和模块构成。其主要的组件包括：Proficy服务器-通过公共系统服务完成一系列信息传递，安全验证，软件分发和诊断，工作流管理等功能。Proficy企业生产数据库–包括了目前工业界性能最优的高速海量实时过程历史数据库，同时结合了基于S95模型的企业生产模型数据库，能从功能和性能上极大满足冶金企业的需求。Proficy客户–通过C/S结构的客户端功能，完成生产执行的指令下发和生产实时信息跟踪，显示，分析等功能。同时提供同等功能的基于SDK的用户定制客户界面的客户端功能。ProficyMES应用模块–安装在服务器端的各种功能应用，经常包括生产管理、质量管理、效率管理、批次分析等功能模块。Proficy企业连接器–通过各种方式连接企业外部系统，如连接大型的ERP系统，SAP、Oracle等。ProficyWeb报表服务器–建立在各种应用功能上的报表发布，提供系统自动生成的各种分析报表以及用户化的交互式报表Proficy实时信息门户–采用B/S结构，提供功能强大的实时生产信息显示，质量分析图，企业报表集成和关系数据库查询的多种功能，可以连接几乎所有的数据源。Proficy服务器Proficy服务器主要包括其公共组件架构CommonComponentFramework和各种服务器基本管理功能，系统公共服务存在于公共组件架构中，主要的一些系统服务包括下面几类：基础服务：包括信息总线服务，软件许可服务，数据库管理服务和系统服务监视和管理。其中比较重要的系统信息总线服务负责所有的数据和信息的通讯和交换，各种其它数据和信息交换服务均通过其完成。而所有数据库读写的操作均由数据库管理服务完成。另外，许可证管理服务负责所有软件模块的许可证管理，必须先于其它服务和应用模块运行。历史数据库服务：包括各种生产事件的侦测，管理，基于时间和事件的历史数据库读写过程。这里的历史数据库是存储所有过程和其它生产相关数据的对象。同时，这里的里是数据库的连接可以通过远程数据服务RDS完成，RDS服务运行于远程的历史数据库计算机上，负责远程的历史数据库数据和MES应用服务之间的联系。内部服务：包括数据库内部的应用计算和报警，质量数据和定时数据扫描的管理。而其中的报警服务负责基于质量规格或SPC规则的报警实时检测。计算服务负责各种方式从简单到复杂的应用计算，可以通过调用存储过程程序完成复杂的数据库计算。外部设备通讯服务：包括FTP服务，Email信息通讯服务和数据关口GATEWAY服务，所有的用户界面UI无论是Proficy自有客户还是用户开发客户界面均通过Gateway来与系统信息总线服务进行交流。ProficyRepository企业生产数据库ProficyRepository或者说Proficy企业生产数据库结合了ProficyHistorian高速海量过程数据库和S95模型关系数据库，完整地满足了企业的实时性和应用性两方面的需求。ProficyHistorianProficyHistorian是整个MES系统的数据基础，它面向于过程控制系统，所有实时的过程数据信息和控制系统的数据连接均由ProficyHistorian完成，其功能性和易用性在多个钢铁企业得到验证。其主要的技术特点如下：毫秒级数据采集速率在数据采集和检索方面，ProficyHistorian更具有无与伦比的性能，达到每秒存储及检索20,000个事件，每天一千七百万个事件。强力数据压缩ProficyHistorian毫秒级的采集速率，使得同时采集数以千计的数据变为可能。通过高效率的压缩方式，ProficyHistorian也可将存储的数据压缩到只占据磁盘极小空间，平均每一个数据值只占3个字节。多时区支持ProficyHistorian能让用户在不同时区，配置客户端并分析数据，而无需手动转换时差或进行夏时制的转换。因此在进行数据检索和显示不同时区的数据时，具有极高的灵活性。高精度时间标签所有ProficyHistorian的时间标签都可达到毫秒级(ms)，且所有存储的数据也都达到此等级。多个在不同时间的PC机上的采集器的时间标签可与服务器时钟同步。此功能便于多个节点的数据进行毫秒级的事件时序的比较。采集器不仅可以以100ms的速度采集数据，而且能进行平衡负载来提高系统性能。当以OPC客户端方式支持时，采集器也可被配置为基于非请求（例外）方式上采集信息。真正的瘦客户端管理ProficyHistorian强大的基于Web的管理工具使得配置与管理应用非常容易，无论在何处，只要具有相应的安全许可，任何人都可通过Internet/Intranet网络访问ProficyHistorian服务器中的URL地址。只要拥有IE5.5以上版本，您可以通过ProficyHistorian瘦客户端的管理选项，创建并管理历史文档、启动／停止采集器、配置历史数据点、监视系统主要状态及性能指示，警报及信息。根据21CFRPart11设计ProficyHistorian是GEFanucAutomation根据美国食品及药物管理局的“21CFRPart11”法规设计的产品之一。它包含了许多关于电子记录跟踪和数字签名的功能，符合FDA的“21CFRPart11”法规要求。开发兼容于“21CFRPart11”的解决方案，主要是遵循由FDA制订的制造法规。利用功能丰富的工具，用户可以进行授权检查、审计跟踪及跟踪修改值与报表。在实现制造业电子记录跟踪策略上，ProficyHistorian扮演着重要的角色。简便的组态ProficyHistorian可以自动显示数据点及批量配置数据点，简化创建及组态数据点。只要数据源支持，根据预设定的过滤器，ProficyHistorian采集器可自动浏览数据服务器，并根据数据名字及其配置，自动地创建ProficyHistorian历史数据点。此方法无需任何数据输入，因此可避免发生输入错误，也无需组态大量的数据点。在ProficyHistorian中创建数据点后，对单个数据点还可以独立地配置；或使用过滤器及多重选择对大量数据点做相同的改变。例如:为一些特定组的数据更改轮询时间。数据检索传统的历史数据采集、归档及检索都是以模拟量过程数据为主。ProficyHistorian则广泛支持各种简单及复杂的数据类型，包含字符串及BLOBS(BinaryLargeObjects)。同时，通过数据点索引，ProficyHistorian把关系数据引入到企业级的历史数据管理平台中。例如：批次ID可以作为字符串来归档，则可为批次ID的特定值检索其它的过程数据，而无需知道批次执行的确切时间。类似地，也可以根据某一数据值执行查询——以检索小于、大于或等于该数据值的数据点。这个特殊功能不仅能简化信息报表的生成，同时也简化了不同批次在相同状态下的过程数据的比较。另外，根据索引点值，ProficyHistorian可以直接检索当前值、原始值及计算值、包含平均值、最大值、最小值、标准偏差、计数、最小时间及最大时间。开放的访问路径可以通过任何支持OLE自动化服务器的脚本语言或软件开发工具包及多种客户自定义的应用来访问ProficyHistorian数据。容错架构ProficyHistorian特有的、完全分布式容错架构可确保工厂数据能够被持续准确地记录。ProficyHistorian采用先行存储技术（storeandforward），用自动连接、在线备份、采集器缓存配置技术以确保历史数据库中的生产数据是连续的、非中断的。ProficyDatabaseProficyDatabase既应用数据库部分是所有MES应用集成功能的核心，它成为各系统连接的纽带，向上，它可以连接商业系统，如Oracle,SAP等，向下，它通过利用实时历史数据库ProficyHistorian中的实时生产数据进行各种生产分析和报表功能。它的技术依托是基于SQLServer数据库和.NETFrameworks，通过SOAP，XML等技术实现各种集成功能。它可以根据不同的用户应用功能而选取相应的服务器模块，并提供相应的客户组态界面进行相应的工厂建模和系统管理工作。ProficyDatabase数据库提供了工厂和流程的物理存储，包括了物理结构和逻辑结构的定义：设备的组织结构；产品和流程定义；IT架构和人员等。数据库中的相关模型定义为后续的应用模块提供了统一的信息存储方式这里的数据模型存储的是工厂中生产检测的实际意义，示例的存储信息如：“操作工甲生成批次351生产产品Y时VAT的温度是25摄氏度”。因此，数据模型提供的是将实时过程数据库中的过程数据翻译为实际生产事件意义。系统信息流向图系统数据和信息流向图见下：上图显示了生产过程与MES及外部系统之间的各种信息流向。从上可以发现所有的数据来源可以分成这样几种，来自于SCADA系统的过程自动化数据，可能的特殊设备系统直接连接数据，如质量检测设备，各种手工数据，如车间操作人员的设备故障手工信号，原因指定等。另一个大类在于基于关系型数据库的ERP数据和其它商业系统的数据，这些数据GEProficy的系统平台提供统一的连接器Connector完成，无论是GEProficy自己的实时历史数据库里的数据还是其它Historian里的数据均可以被基于SQLServer的Proficy平台引用，基于Proficy数据库建立的工厂模型是对于整个生产线生产单位的一个对象化，数字化定义，每一个对象所引用的数据来源于Historian或外部数据库的连接器。而各种应用模块，如生产计划的执行，生产设备的故障分析，生产统计等通过事件检测模型对工厂模型进行操作，完成各种生产管理功能。信息处理的结果保存在数据库中，可以形成各种定时或查询报表，也可以上传给ERP系统来做生产信息的实时更新。而所有的报表和实时生产信息均可以通过各种图表方式在ProficyPortal实时信息门户中显示，ProficyPortal还可以查询和显示其它关系数据源数据，或直接通过OPC显示生产线上的实时数据。系统功能模块图系统功能模块图见下图：如上所示，系统组件从功能上可以分成三个区域，各种系统连接通过公共的系统连接服务完成。系统平台包括了各种不同功能的后台系统服务，对信息和数据的传低，安全验证和报警等进行处理，同时建立工厂模型并与相应的应用模块结合。所有实时和历史的信息以及各种MES报表，分析结果均可以通过ProficyPortal以Web的方式显示。而各个功能子系统均有自己的应用模块，应用模块利用工厂模型机制和实时数据库里的数据完成各种MES功能。

MES系统功能说明GEProficy生产管理解决方案根据主要的功能区域可以划分为下列区域：生产配置管理，生产计划和跟踪、生产资源管理、生产质量管理和生产性能分析，其中生产性能分析又是建立在前述基本应用的功能上，利用其数据和信息进行详细分析和报告的。各部分的功能简介如下。生产配置管理生产配置管理是整个MES系统的基础数据部分，它依据S95标准的信息对象，对整个工厂进行虚拟化，建立基于产品，生产的设备单元和生产路径的生产流程，并提供与各个外部系统的连接。其主要部分的功能区包括工厂建模功能和产品建模功能。工厂建模工厂建模是整个MES所有功能的必须条件，工厂建模的过程是将整个工厂和生产相关的部分数字化。系统工厂建模的能力通过多层次工厂对象定义完成，系统定义的对象层次包括车间->生产线/设备组->设备/主辅设备->生产检测变量组/工序/工段->生产变量上述五个层次的定义与国际标准中的企业区域设备定义方式完全吻合。而工厂建模最低层的生产变量的数据可以直接连接控制系统或数据采集系统的数据源，也可以是手工输入或计算得出，并同时支持多种用户定义的数据类型，如班次类型数据，产品等级类型数据等。每种设备可以自定义多条相应的用户属性，并可以在后续的复杂MES程序计算中使用。系统同时支持多厂服务器形式，对于具有多地区的企业集团，可以支持在每个厂定义一台服务器，而客户机可以连接到不同的工厂系统中。工厂建模不仅对厂中的生产对象进行定义，同时还将生产设备上可能发生的各种生产时间进行定义，例如批次生产事件，设备停机事件，废品事件，物料消耗事件等。用户可定义特定事件的生产状态，如生产中，生产准备，生产完成等。工厂建模的另一个功能是可以定义生产路径，对于不同的设备组合可以定义相应的生产路径，但生产计划开始生产后必然在某一个指定的生产路径上生产。生产路径可以用来控制物料的移动和生产的自动化统计工作。而同时生产计划的执行控制以及报警可以通过生产路径中的定义自动完成。工厂模型中定义的各生产设备单元可以是生产设备，也可以是库存设备，同时可以定义其可能的物料输入来源，并以此来控制后续的生产跟踪能力。产品建模产品建模建立以最终成品产品代码为对象的模型，以及各种质量过程参数，规范，检测方式乃至于生产指导文件的管理。其核心产品及其属性管理是质量和生产管理的关键，同时其中定义的产品BOM也是物料管理的基础。产品建模的主要内容不仅包括各种产品型号的定义，同时可以对其进行不同的分类。这里的产品定义是广义的产品，不仅包括成品而且包括完成生产所需的各种原材料列表等。每种产品可以定义相应的产品描述，产品代码和相关的注解信息。产品的这些信息可以通过管理系统接口从管理系统中取得，也可以通过MES的管理客户手工维护，或者通过Excel表格形式一次性导入系统。建立的产品可以有多种属性，每种属性又可以定义相关的特性。每种产品的属性类型可以有质量属性，材料构成属性，工序属性等，不同的属性具有不同的特性定义。如质量类型的属性包括的特性可以是一些质量检测项目。这里的每种检测项目均可以根据不同的牌号定义生产质量检测规范Specification。生产计划和跟踪生产计划和跟踪是整个MES系统的核心功能部分，承担着从计划的执行到现场操作的很多重要功能，不过其主要功能是建立在基础数据模块的生产配置基础上的。主要的功能区分为生产计划管理、生产操作管理和生产流程跟踪。生产计划管理生产计划管理从生产计划的分解生成开始到整个生产计划的执行和监控直至完成。生产计划管理主要包括的部分有生产计划的生成和执行监控的管理。生产计划生成生产作业生成与ERP中的生产计划部分有着相辅相成的关系，这里的生产计划通过更多的相关设备，物料和其它信息对ERP中生成的生产计划进行进一步的分解和排序，通过附加若干的约束条件进行一定程度上的优化工作。综上所述，可执行的生产批次的制定具有多重约束条件，系统根据常规情况设立多重用于生产计划分解建立的模型，根据实际的生产，设备，库存的实时数据以及预先建立的规则进行模型计算，选择最为合理的生产计划模式。根据目前工厂的实际情况，系统支持通过手工方式来生成基本的生产计划，然后通过预定义的约束条件检查和用户规则自动将总生产计划分解为针对于工段的日作业计划，该作业计划细化到每个设备并自动下达到车间的计划监视管理站。系统对生产计划的基本操作可以是将主生产计划以文件形式导入到MES系统中，对其中内容进行分析并形成MES的主生产计划记录，管理员可以在客户端操作界面上查询和管理。系统将根据预定义的规则自动分解形成可执行的针对相应工艺段的日生产计划批次表，并等待执行确认。生产计划调度和管理生产作业调度的目的是根据预定的生产计划和市场和销售的信息，对已经建立的生产计划进行适当的调整，如修改生产批次的执行顺序，调整生产计划中某个批次的计划量等。生产调度的完成通过系统的应用程序界面完成，系统中设定特定的应用程序界面对其进行管理和维护。通过此界面，特定的生产计划管理员或调度员可以对目前的生产计划批次状态进行调整，对生产计划批次进行手工处理，如分解，修改计划量等。生产计划调度人员在进行修改时可以同时对物料和设备进行实时查询。整个生产计划的调度的功能可以根据类别分为这样三类：生产批次日计划的执行：生产批次执行的确认和激活，生产批次查询，生产批次时间表；打印物料申领单，查询库房和设备状况。批次生产状况监测：设备运行监测，工艺参数监测，批次完成情况监测，库存消耗监测。批次生产统计：投入产出统计，批次消耗统计，在制品统计等。在冶金的生产调度中，生产绩效管理是重要的一环，Proficy通过实时数据库和基于Web的显示客户，利用了生产管理应用中的相关计算模型完成生产绩效管理的工作。以炼铁厂为例，可以包括焦炉的配煤管理、操作指标显示、炼焦消耗数据的显示，查询；烧结配料计划显示、配料操作指标、消耗情况；高炉的配料计划、操作指标、休风计划、出铁情况等。生产跟踪Proficy的生产管理模块在控制系统和生产计划系统之间工作。可以通过它来做产品跟踪，从原材料开始一直到交付用户，管理在制品量，控制产品在多工序生产过程中的流向，向控制系统发送主辅料配方，根据生产计划跟踪生产。生产管理模块可以确切跟踪任何时间的生产过程的状况，帮助管理人员排除生产线的问题。生产管理模块在实现生产跟踪相关功能时的主要功能包括：对生产设备单位之间的成品流进行模型化和控制根据控制系统数据自动驱动产品的谱系变化和移动手动或自动从控制系统的数据捕获每个生产单元的生产信息手动或自动从控制系统的数据捕获每个生产单元的消耗信息监视全厂的效率和生产相关的关键性能指标接受生产计划并据此控制生产，接受制成品的客户，订单和发货信息将生产标识附加于订单，控制和报告订单自动打印和扫描条形码，手动驱动产品移动管理和报告在制品数额，生成基于生产，计划和产品跟踪问题的特定的报告为客户生成分析报告证书将库存，生产，计划和产品跟踪信息发布到Web上支持控件ActiveXcontrols，可以在任何ActiveX容器中快速开发用户系统生产资源管理生产资源管理是对生产中的各种资源，包括人员，设备，物料，能源等的综合管理系统。下面是对不同部分功能的分别说明。生产人员管理生产人员管理主要是针对生产人员的基本情况管理，包括岗位，班组，生产批次信息，人员的操作权限，根据不同人员的显示信息等的管理。系统对于每个生产工段的操作站将提供一个用户界面，现场操作人员可以通过此界面登录，每次登录信息将被记录到数据库，并可以进行长期的历史查询。所有这些班次和人员登录记录将用于设备，生产批次，质量等的分析报告，可以以此形成基于人员和班次的生产报告。生产人员管理的另一个特定是可以对不同的人员授权操作能力，如只授权工艺工程师可以修改工艺规范的参数等。同时系统可以定义基于用户的内容，不同的用户登录可以看到自己相关的内容，如厂长登录就可以看到专门为厂长组织的报表组，车间质量管理人员登录将看到质量报告和生产参数规范报告。生产物料管理生产物料管理实现对整个生产过程的物料信息的全面实时管理。生产物料管理的功能与生产计划和生产跟踪管理紧密结合，通过物料消耗，设备状态和生产监控的实时数据，对物料的情况进行及时的监控和报告。物料管理包括各生产主体单元的生产备料，生产计划执行过程中的物料消耗实时统计，根据生产计划变更或生产调度信息对物料需求进行更新，提高生产供应链的效率。基本的流程是系统根据生产计划的批次任务表，向相关的数据库检索产品型号和配方信息，据此生成物料消耗需求单。对于各车间的工艺不同，每个车间的主辅料来源不一样，故而数据会通过系统的多个数据接口获得并处理。而物料可得性检查是生产计划分解和批次任务表生产的必要条件之一，这样就保证了车间在生产执行前就获得可靠的物料保证。在生产计划的执行过程中，系统会根据生产计划的完成情况，综合产品类型和BOM，对生产消耗的原材料进行统计计算，计算结果可以直接查询，生成基于班次，时间段的报告，同时检查剩余原材料库存，如果剩余原材料不能满足预定义的最低库存额则系统产生库存报警，告知相关人员处理。当批次完成后，系统根据成品量，废品量等生产统计信息计算生产消耗和成本，并产生相关报表。对于正在生产的批次，系统可以通过操作员界面显示当前的在制品情况，便于操作人员掌控。生产物料管理系统的信息由系统实时计算和更新，并可以提供接口为其它系统提供实时数据。系统能够根据当前的生产计划状态，自动结合产品的BOM信息进行物料需求计算，完成计算后自动打印物料需求和配送报告，每班结束，系统根据实际消耗的物料确认尚未使用的物料并打印报告，以此为依据将物料退回。设备故障分析管理设备分析管理关注于设备的性能分析和故障的分析，系统内部预先建立专家原因库，根据自动化信号或人工给出的原因来对各种设备相关的故障，操作动作和性能进行记录，建立各种报警机制，与生产分析系统结合，同时可以产生各种分类报表，并在Web界面上显示。设备分析系统同时提供自动和手工的故障相关数据记录方式，通过控制系统或SCADA上传过来的故障信号以及故障代码可以自动对故障进行分析，如果无法自动获得故障代码，可以通过用户界面手工指定设备故障原因，同时故障原因可以分类并支持4级逐步细化的故障原因分析。基于系统记录的各种设备停机故障记录，系统可以自动计算停机时间，同时参照国际标准的整体设备利用率计算公式自动计算出整体设备利用率，以此作为生产性能的一个重要指标。系统可以根据控制系统上传的故障代码对故障原因和位置进行逻辑分析，同时提供实时信息给操作人员。质量管理冶金企业的质量系统根据其工艺和组织结构的特点有一定的特性，通常质量和计量部门是统一的组织结构，在一个典型的钢铁企业中，质量监督检测部门需要管理的子系统可能包括物资检查计量，能源计量和质量检测系统，其主要的质量检测站包括物资检查，焦化站，烧结站，铁区检测站，钢区检测站，型材站，板材站，废钢站，物理检测站，化验室等。Proficy在冶金的质量管理系统的主要功能将面向于质量数据采集管理，质量统计应用分析，统计过程控制，质量证明书管理，质量追溯和废次品原因，标准数据及工艺参数管理等。冶金质量数据采集冶金行业的质量检测设备和方法有其特点，以某大型钢铁企业为例，主要的质量相关数据来源于各个不同生产过程的质量检测点，其检测内容和所使用的检测设备举例如下：进厂物资：主要检测任务是对进厂原料的成分进行分析，主要的使用设备可以是X荧光分析仪、红外碳硫分析仪，上述设备一般具有计算级串口通讯，可以通过数据文件自动导入方式将质量数据导入到Proficy服务器数据库中。其它使用的一些检测设备包括全自动运动粘度测定仪、Y值测定仪、凝点测定仪、铜片腐蚀测定仪、铁合金微量元素测定仪、热膨胀测试仪等多种。对于大量无计算机接口能力的设备，Proficy可以通过特定的质量客户界面，由检测员手工输入质量数据。炼钢质量检测站：炼钢的质量检测站设备常用有光谱仪，用来采集铁样，钢样；碳硫仪；X射线荧光仪等，这些质检设备大多具有计算机接口，可以通过数据文件自动导入来进行自动质量数据采集和分析。质检中心：在很多钢铁企业中，质检中心主要的任务是对采样的物理性能进行检测，包括拉伸，冷弯，冲击等，数据也以手工为多。焦化检测：焦化检测的主要仪器设备包括碳硫分析仪，色谱仪，Y值仪等，手动和自动方式都有。Proficy可以通过上述的同样方法进行数据集成。烧结检测：烧结检测的主要仪器设备包括X荧光检验设备、自动检测系统、烧结低温还原仪等，手动和自动方式都有。Proficy可以通过上述的同样方法进行数据集成。炼铁检测：炼铁检测的主要仪器设备包括X荧光检验设备、碳硫分析仪以及其他手动检测设备等，手动和自动方式都有。Proficy可以通过上述的同样方法进行数据集成。型材，板材，废钢站：上述这些站点的主要检测方式以手工为主，Proficy可以在每个检测点设立质量客户，通过质量数据的手工输入完成数据采集。质量检测和监控现场质量管理也就是在线质量监控，在线质量监控的作用是及时、全面地反映部门的质量监测情况，便于管理、决策部门掌握当前的质量状况。其控制和检测过程根据信号来源的自动手动方式不同，参照如下：底层自动化系统检测到实时质量数据->系统根据目前的产品和类型从质量标准定义库中提取质量规范->系统对比质量规范的工艺数据范围和实时质量数据->系统产生报警记录，显示实时报警提示于操作员画面，同时可以支持声光报警。如果数据无法自动获取，系统支持MES质量检测站操作员手工输入数据，进行相应的报警检测和报警触发。在质量管理中要检验的项目可以通过Proficy平台中工厂建模里建立相关的质量变量完成，每个工位或设备上均可定义无限的质量检验项目变量，实际的检验数据无论是自动还是手工均可以连接到相应的质量变量，而当前的质量标准则是通过当前生产线上的批次和相应的产品决定。以冶金行业炼铁厂为例，可能需要的质量检测和分析点在不同的工艺段会包括：进厂燃料分析、进厂主辅料分析、进厂煤的检验分析炼焦单种煤质量检验、炼焦配合煤质量检验、焦炭质量检验分析烧结混均原料质量、烧结混均矿质量、烧结燃料质量、烧结矿质量高炉原料质量、高炉燃料质量、铁水质量、炉渣质量、高炉煤气质量在质量管理中根据预定义的质量变量和工艺参数范围进行报警系统的定义是其一大主要功能。这里的报警系统定义根据报警规则来分主要有两类：过程报警和SPC报警。当所定义的报警变量发生报警时，同时产生了报警事件。报警的定义通过报警模板库完成。报警模板库存储所有用户定义的报警规则，每一个模板对应一条规则和相关的变量。过程报警：过程报警定义是针对质量规格的定义进行报警规则，用户可以选取的报警规则包括所有的质量规格上下限，警告限，拒回限等。同时可以将报警与某一个特定的原因树相关联以及报警相关动作的原因，还可以定义报警Email的目的用户。另一个功能则是对报警附加相关的操作文档，以帮助操作规程的确认和指导。SPC报警：SPC报警的基本功能与过程报警类似，但是其报警规则定义是根据相应的SPC规则，如7点采样值中有连续3点大于警告上限等。对于任意质量报警，系统可以定义报警模板，报警模板可以支持设立高，中，低不同的报警优先级，客户定义报警提示信息等。对于不同类型的报警定义，可以对报警指定相应的报警原因和对报警采取的动作。质量标准质量标准管理是在线质量监控的基础，所有的质量检测均建立在基于产品的生产标准库中，此标准库存放了任意产品相应的生产过程中的工艺变量参数范围和质量变量参数范围，当MES系统检测到产品或型号的更换时，系统将自动转化标准库的参数应用集到产品定义上。生产质量标准的定义可以支持多重级别，如厂级规范，车间设备级规范，对于质量标准的定义在系统初始化时需要有初始化数据，此后的系统维护，修改通过MES系统维护站或MES开发站的特定客户应用完成。用户可以增加产品，增加相应的生产参数规格或修改以往的规格。每次标准的系统操作均提供数据库的内部记录。每一条质量标准的相关操作均支持批准确认操作和标准生效时间以及有效期的定义。在质量管理中经常需要根据过程的需要进行一些计算，根据功能的复杂性可以通过下述三种方式完成，公式计算，VBScript脚本计算和SP数据库存储过程计算。这三种计算的能力和复杂度是逐级递升的。不管是哪一种计算，均可通过系统的计算库定义计算模板。每个计算模板包括各种用户定义的参数，如输入输出的个数，各关联到哪个变量，存储程序的名称和其相关的参数，计算发生的触发类型是变量还是事件或时间。冶金行业以铁厂为例，常用的质量标准可以有原燃料标准、烧结矿标准、焦炭标准、生铁标准。对于焦炭，烧结等建立分析项目的质量检测频度，时间等。建立了质量标准后，所有的质量数据在采集的同时均可以与炉次，板坯和钢卷的信息相绑定，可以通过这些生产的批次信息来发现炉次的化学分析是否超标，板坯和钢卷是否有超标的值等。质量跟踪质量跟踪的功能是与其它模块相结合，特别是生产跟踪的功能，当执行生产跟踪时在每个工位均可以根据当前的产品，工位位置查询到当前所应用的质量标准内容。同时所有这些信息均在数据库中有详细记录，当产品批次完工后，可以查询到相应批次在生产过程中使用的质量标准以及实际的质量检测数据，这些详细信息为将来的产品召回提供了可靠的依据。同时，系统可以支持质量报告的自动打印，当某一个生产批次完成的同时，系统可以打印此批次生产过程的质量数据实际值，所采用的质量标准范围和偏差，此报告可以随同产品批此一起发送到客户。质量跟踪的另外一个特点是可以提供实时的或历史的质量趋势图，以及SPC趋势图，操作人员可以对当前的产品质量情况一目了然，并能及时发现问题，确保生产的稳定运行。在显示的质量趋势图上可以很明显的看到当前的实际情况和质量规格的上下限值。生产分析生产性能分析生产性能分析针对于生产过程中的主要生产指标进行分析，现代大企业经常说的OEE整体设备效率就是其中之一。生产性能分析利用Proficy的效率管理模块，使用户更好的利用工厂资产，该模块层层深入的分析能力，帮助发现需要改进的生产区域，使之成为那些希望通过增加设备、人员和原材料来提高生产的经理人的理想方案。其主要的一些功能区域包括：识别和改进导致低效率操作的区域，最小化计划的和非计划的停机时间，减少消耗和返工，提高设备运行效率执行根本原因分析，根据数据分析确定投资相应的生产过程，获得班次，设备或产品的生产操作情况， 评估任何时间段的操作——从实时到每年总结，连接资金运作，提高效益通过综合报告管理实时生产操作，通过基于web的关键性能指标记录开机时间、停机时间、工厂和机器的整体效率给从操作员到经理层所有决策人的定时报表发生意外时及时得知并按预期操作实时调整从总体上来讲包括以下几方面功能：停机跟踪：Proficy具备对大多数过程类型均适用的灵活的停机模型，建立全厂的停机信息的中央信息存储，跟踪连续生产速度降低、半连续状态。基于停机时间计算关键生产性能指标，从控制系统数据自动捕获停机事件与原因；从手动输入捕获停机事件与停机原因，通过一系列不同的标准报表显示停机趋势，普拉通图(Pareto)和生产性能计算。废品跟踪：利用对大多数过程类型均适用的灵活的废品Waste模型，生成一个全厂的物料消耗信息的中央信息存储，实现连续的物料平衡、半连续的物料平衡、部分和全部的批次拒回管理、批次取消管理，从控制系统数据自动捕获损耗并自动关联消耗原因；从手动输入捕获消耗事件，并关联消耗原因和消耗发生特定设备生产统计:同时适用于大量的非批次过程，生成一个全厂的生产统计信息的中央信息存储，计算：连续的物料平衡、半连续的物料平衡，中间产品和成品的包装计算，中间产品和成品统计，基于生产统计计算关键生产性能指标，从控制系统数据中自动捕捉生产统计，自动过滤控制系统数据来验证生产统计，将生产统计和停机时间以及物料消耗信息结合在一起，计算总体设备利用率OEE并生成报表Proficy的生产报表系统支持不同的标准报表显示生产和效率的趋势和其他生产性能计算，可以使用ProficyExcel加载宏生成客户化的特制生产报表、使用ProficyWeb服务器发布报表和数据到网上，同时可以使用标准的接口或Proficy企业接口服务开发工具包反馈生产信息到生产计划系统或商业系统。下图为示意生产操作炉次号报告生产质量分析生产质量的统计分析是对生产过程中所采集的质量数据、缺陷和问题按照指定条件进行统计、排序，给质量控制提供直接依据和数据来源。指定的统计分析条件可以为：按年、月、周、班次、产品等，统计分析方法有：排列图法（也叫主次因素分析图、巴雷特图法）、直方图法、管理控制图法等等。质量缺陷主次因素分析：把某个时段内，质量缺陷发生的频次、所占百分比按工艺、班次、设备、产品等条件排列分析，便于找出主要的质量问题。工段质量控制能力分析：特定工艺区间的质量控制能力分析等。同时，生产质量分析系统包括大量的质量报告，例如生产变量报告，生产规范报告，质量一致性报告。生产消耗分析生产消耗分析对生产中的各种消耗，包括原材料消耗，能源消耗，废品消耗分析等。这些分析报告不仅帮助管理人员对当前的生产情况有一个明确的认识，同时也帮助管理者来分析产品的成本构成，发现提高生产效率的另一个途径。另一方面，从原材料消耗来看，可以通过实时的原材料消耗分析来确保生产的正常进行和供货链的高效，为减少不必要库存和提高生产效率提供了数字化的依据。生产消耗分析可以包括能源消耗分析，物料需求报告，物料需求预测，废品分析报告，原材料消耗报告等。下图为示例铁水消耗量报表样张：生产设备分析生产设备分析部分带有各种不同分类方法的分析报告和图表，这些报告和图表基于设备管理的相应模块自动产生，同时也可以根据用户的需求提供交互式报告，几种典型的设备分析报告示例如下：基于产品的设备运行时间/故障时间分析报告%操作时间:这里提供的饼图显示了每一个产品的相应生产事件的操作时间所占的百分比，如果显示的是停机，则饼图显示生产每种产品的设备停机时间所占的百分比。%故障时间:这张棒状图显示根据产品的故障时间百分比或故障时间统计总数。基于班次人员的设备运行分析报告人员%百分比图:这一饼图显示了针对于某一个特定人员当班时发生的特定生产事件时间。班次人员平均修理时间MTTR:这一棒状图显示了每一个当班人员时间段内的平均维修时间，单位为分钟。班次平均故障间隔时间MTBF:这一棒状图显示了每班人员的平均设备故障间隔时间，单位是分钟。班次故障发生频率:这一棒状图显示了特定人员当班时发生的设备故障次数。MTTR=总停机时间/故障次数MTBF=总运行时间/故障次数设备故障分析报告故障百分比%:这一饼图显示了某一特定故障所占的百分比故障平均修复时间:这一饼图显示了对某一特定故障的平均修复时间，单位是分钟。故障平均间隔时间:这一棒状图显示了对于某一特定故障的平均间隔时间故障发生频率:这一棒状图显示了特定故障的发生次数故障原因分析报告故障原因百分比:这一饼图显示了对于特定故障原因所占的百分比特定故障原因平均修复时间:这一棒状图显示了对于一个特定故障原因的平均修复时间，单位是分钟。特定原因故障平均间隔时间:这一棒状图显示了对于一个特定原因的故障的平均间隔时间。特定原因故障发生次数:这一棒状图显示了指定的故障原因的发生次数。设备分析数据概要报告这一图表显示下列摘要性的信息：原因；总计；MTTR；MTBF；MTTA；发生次数；时间百分比；故障原因百分比；IncMTTR和IncMTBF。上述报告只是一些基于Web的查询或自动报告的示例，大量的报表和图形均可以支持Web的浏览器查询和显示方式，同时也可以通过Excel来提取数据完成。解决方案技术特点GEProficyMES在冶金行业的整体解决方案是利用了最新软件技术的平台化方案，是目前自动化业界集成度最高，开放性和易用性最好的产品平台。它建立微软系统平台上，依托于最新的Web服务架构和.NET技术。平台技术架构整个Proficy软件解决方案是利用现在的最新软件技术，如.NET，SOAP，Portal门户和Web内容管理等一系列技术完成。它将系统融于平台和应用两个层面，形成统一而有效的结构。从软件上看，通过公共组件架构实现系统的国际标准化。下图显示了系统架构的一个概要：上述架构中，各种数据采集器也是通过统一的数据连接服务完成，根据相连的数据源类型不同可以见下图模式：系统安全性整个系统的安全性通过各个软件的安全系统设置完成，均极大的满足了用户的不同层次的操作需求。首先在生产历史数据库系统和MES应用数据库系统中均支持多重安全系统定义和安全操作规范，如通过电子签名的支持符合美国的21CFRPart11规范，用户可以通过标识，密码进行操作确认，同时所有操作均记录在档，可以生成操作记录报表。数据库的安全系统可以和操作系统的安全系统同步，可以用户自定义安全等级和应用程序操作能力。系统易用性作为基于Windows平台的应用软件，系统的易用性提供给用户更快的实施速度，更方便的客户化功能，更少的系统维护费用。组态式系统：从实时数据采集系统到生产管理系统，所有的软件平台均是组态式的，无需大量的编程开发工作，对使用者的要求也大大降低，一般的用户通过培训均可进行工程工作。瘦客户操作：对于数据库的管理和生产报表的发布均可以通过浏览器方式完成。最终的报表浏览和实时过程分析、趋势和监视也均可通过浏览器完成。最终管理用户无需进行任何软件培训均可获得自己希望的数据。各种向导和模板：从数据采集系统到生产管理组态的各个关节中均提供不同深度的向导和模板，帮助用户快速建立系统和增加用户界面。报表生成系统中也包括各种模板，帮助客户快速生成报表。系统扩展性系统的高度可扩展性表现在软件的各个层面上，MES功能的扩展：所有功能均采取子系统模块化结构，在服务器端根据生产需要选择安装相应的服务器模块和专家模块。现场操作站的扩展：作为现场显示操作的MES软件平台，ProficyPlantApplications工厂应用具有高度的扩展性，其灵活的服务器客户机结构允许客户自由增加无限量的客户机，同时根据客户机所需功能的不同，可以只配置所需的MES功能，如质量部门只需质量的相关显示界面，操作的许可证管理在服务器端进行，只需重新加载一个许可证文件即可，对其他工程部分无需更改。同时，客户端也可连接无限多个服务器并进行切换。数据库容量和功能的扩展：企业生产实时历史数据库的容量也可以根据用户的需要扩容，过程点的扩容只需升级许可证文件即可。网络应用客户的扩展：允许在网络上配置无限多个基于Web的操作和管理客户，任意客户机可以连接任何一台网络上应用服务器或实时数据服务器。报表客户的扩展：报表客户可以根据用户需要选择EXCEL或Web格式，只需购买相应的许可证即可将额外的报表客户挂到网络上。综上所述，整个系统提供的极大灵活性在各个层面上为用户的系统扩展提供了方便，用户可以根据生产和管理的需要自由扩展系统的功能和容量。系统接口管理系统接口GEProficyMES系统可以与管理系统全方位无缝连接，数据可以自由双向流动。MES可以提供各种常规的接口和手工数据的支持，可以支持的数据交换方法包括ODBC，OPC和文件等。对于大量大型的ERP企业资源计划系统，GEProficy提供基于S95/B2MML的标准企业连接器EnterpriseConnector双向交换数据和信息。ProficyEnterpriseConnector是建立在微软BizTalk服务器