企業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)和關鍵性能指標評估技術研究.pdf

1、本文針對制造業(yè)信息化進程中面臨的難題，深入研究企業(yè)信息集成架構中擔當重要紐帶作用的制造執(zhí)行系統(tǒng)的體系結構、功能模塊和信息交互機制，基于對象過程方法論和IEC/ISO62264標準重構了制造執(zhí)行系統(tǒng)的基礎信息集成模型，規(guī)范了制造企業(yè)的層次結構，打通了實際生產(chǎn)過程和企業(yè)決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上傳和指令下達的通道。為了保證制造執(zhí)行系統(tǒng)的穩(wěn)定和高效運行，需要引入必要的評估機制。本文細化和擴展了制造執(zhí)行系統(tǒng)的績效分析功能模塊，提出了一個基于關鍵性能指標的

2、制造執(zhí)行系統(tǒng)評估體系，將制造執(zhí)行系統(tǒng)的評估分為“靜態(tài)分析”和“動態(tài)分析”兩個部分。靜態(tài)分析以規(guī)范化的通用模板定義了每個關鍵性能指標，并建立了指標集合;動態(tài)分析包括關鍵性能指標的計算和基準的設定，是關鍵性能指標的應用機制。通過動靜態(tài)結合的方式發(fā)掘制造執(zhí)行系統(tǒng)優(yōu)化運行的潛力，提高運行效率、穩(wěn)定性和可持續(xù)性。本文的主要研究工作和創(chuàng)新點如下:
　　 1)針對制造執(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的設備層次模型，以及對象過程方法論來描述和構建制造執(zhí)行系統(tǒng)涉及的層次模型。通過過程對象方法論與統(tǒng)一建模語言的對比，突出了對象過程方法論在復雜系統(tǒng)以及動態(tài)系統(tǒng)方面的建模優(yōu)勢。最后在一家煉油廠的實際應用驗證了IEC/ISO62264模型的正確性和普適性，以及對象過程方法論建模的有效性。
　　 2)提出了一個基于關鍵性能指標的制造執(zhí)行系統(tǒng)評估體系，該體系細化和拓展了制造執(zhí)行系統(tǒng)的績效分析模塊，將制造執(zhí)行系統(tǒng)的評估分為“靜態(tài)”

4、和“動態(tài)”兩個部分。靜態(tài)部分涉及制造執(zhí)行系統(tǒng)關鍵性能指標的提煉和定義，動態(tài)部分包括關鍵性能指標的計算和基準的設定。動靜態(tài)結合的評估機制支撐了制造執(zhí)行系統(tǒng)自我完善和改進，提升了制造執(zhí)行系統(tǒng)的運行效率、穩(wěn)定性和可持續(xù)性。
　　 3)針對制造執(zhí)行系統(tǒng)關鍵性能指標評估體系的靜態(tài)分析部分，按照時間、數(shù)量和質(zhì)量等三種類型詳細分析了關鍵性能指標的基礎要素和數(shù)據(jù)來源，并提出了一個通用的關鍵性能指標模型，規(guī)范描述關鍵性能指標的定義、公式和屬性。根

5、據(jù)制造企業(yè)的實際應用經(jīng)驗，列舉了制造執(zhí)行系統(tǒng)涉及的生產(chǎn)、質(zhì)量、維護、庫存、能源等運行活動關注的典型關鍵性能指標，并分析其異同性，形成了關鍵性能指標集合。最后通過對十多家制造企業(yè)的關鍵性能指標使用的調(diào)研，驗證了指標集合的合理性和有效性，并完善了關鍵性能指標的提煉和定義。
　　 4)詳細分析了流程行業(yè)制造執(zhí)行系統(tǒng)關鍵性能指標評估體系，剖析了關于制造設備的六個典型的關鍵性能指標，建立了制造設備的關鍵性能指標集合。針對制造執(zhí)行系統(tǒng)關鍵性

6、能指標評估體系的動態(tài)分析部分，提出了基于穩(wěn)態(tài)優(yōu)化理論的制造設備關鍵性能指標基準的設定方法，建立了通用的評估模型。最后以二元精餾塔為例分析了其生產(chǎn)率的計算過程以及基準的設定，同時驗證了基于穩(wěn)態(tài)優(yōu)化確定關鍵性能指標基準方法的可行性。
　　 5)詳細分析了中石化生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)SMES3.0的架構、組件和實現(xiàn)方式，驗證了本文的制造執(zhí)行系統(tǒng)體系和IEC/ISO62264制造設備層次模型的有效性和實用性。通過SMES3.0企業(yè)層次模型和IEC