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SIS：中國電廠信息化道路 |
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[ 通信界 | 專網通信世界-中國電力通信網 | www.6611o.com | 2009/7/23 14:39:58 ]
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前 言
上世紀九十年代中后期，國際上先進國家的流程企業(yè)（包括電力行業(yè)）開始向信息化發(fā)展，稍后，我國電廠也開始吹響了向信息化前進的號角。
在定位流程企業(yè)信息化內涵時，國際上提出了制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）概念，形成了MES+ERP的企業(yè)信息化模式。在它們進入中國之前，我國電力行業(yè)產生了自己獨特的廠級監(jiān)控信息系統(tǒng)（SIS）概念，并形成了SIS+MIS的電廠信息化模式，它們的相同之處和差異在那里？中國模式是否具有國際意義？
當前我國電廠信息化，特別是SIS建設和應用正進入高潮，堅定地走中國電廠信息化道路，促進其健康的快速向前發(fā)展，要解決的主要矛盾是什么？
這些都是業(yè)內關心的問題，為此，在這里談點看法與大家共同討論。
一、MES概念
1992年，美國先進制造研究機構（Advanced Manufacturing Research,簡稱AMR）在對流程企業(yè)做了大量調查研究基礎上提出了企業(yè)的三層集成模型，即自下而上為控制層、執(zhí)行層和計劃層。每一層有對應的控制和/或管理系統(tǒng)及其相應的軟件。對應控制層的DCS、SCADA系統(tǒng)已經得到了廣泛應用，并取得了明顯的安全經濟效益。對應計劃層的ERP等在美國和西方其它發(fā)達國家的許多企業(yè)中也逐步廣泛應用。但是，由于當時對對應執(zhí)行層的信息系統(tǒng)沒有人關注，計劃層ERP等與控制層DCS互相隔裂運行，ERP沒有生產實時信息的支持，以致企業(yè)信息化成效大打折扣。
經過一段時期的反思，到九十年代后期，對應執(zhí)行層的MES迅速發(fā)展起來，根據(jù)AMR研究，近期世界MES市場每年已突破10億美元。
什么叫做MES呢？AMR稱其為“位于上層計劃管理系統(tǒng)與底層工業(yè)控制之間，面向車間層的管理系統(tǒng)。”制造執(zhí)行協(xié)會（Manufacturing Execution System Association,簡稱MESA）對MES定義為：“MES是通過信息傳遞，對從訂單下達到產品完成整個的生產過程進行優(yōu)化管理。當工廠里有實時事件發(fā)生時，MES能對此及時做出反應、報告，并用當前的準確數(shù)據(jù)對它們進行指導和處理。這種對狀態(tài)變化的迅速響應使得MES能夠減少企業(yè)內部沒有附加值的活動，有效地指導工廠的生產動作過程，從而使其既能提高工廠及時交貨能力、改善物料的流通性能又提高生產回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內部和整個產品供應鏈中提供有關產品行為的關鍵任務信息。”簡言之，MES是位于上層計劃管理系統(tǒng)與底層控制系統(tǒng)之間的面向車間生產過程的管理信息系統(tǒng)。
目前國際上所有流程企業(yè)，以及國內石化、鋼鐵等行業(yè)均廣泛應用MES+ERP模式來規(guī)劃和發(fā)展企業(yè)信息系統(tǒng)。
二、SIS概念
SIS概念是在研究電廠企業(yè)特點和總結我國火電廠信息化發(fā)展過程的經驗和教訓基礎上自主創(chuàng)新產生的。
早在1993年，我國唐山發(fā)電總廠就已經自主開發(fā)了一個類似于SIS的供值長用的廠級實時生產過程監(jiān)視和管理系統(tǒng)，成功解決于與眾多DAS的接口，將機組控制級的信息匯集到該廠級系統(tǒng)中，它真實反映了電廠對實時生產過程進一步信息化的需求。但是由于當時計算機技術水平的限制，以及人們主要視線集中解決DCS應用問題，這種需求沒有引起注意。
九十年代中期，由于受國外發(fā)展MIS的影響，我國不少電廠紛紛投入巨資建設MIS，與國外一樣，由于多種原因，特別是因為MIS沒有實時生產數(shù)據(jù)支持，大多成效甚微。
隨著我國電廠機組（車間）級自動化任務的基本解決，電廠信息化任務擺到人們面前，迫切要求回答電廠廠級信息化的規(guī)劃問題，正是在這種背景下，SIS概念應運而生，并形成了一條SIS+MIS的中國電廠信息化道路。
什么叫做SIS呢？SIS“主要是為火電廠建立全廠生產過程實時/歷史數(shù)據(jù)庫平臺，為全廠實時生產過程綜合優(yōu)化服務的實時生產過程監(jiān)控和管理的信息系統(tǒng)。”
三、SIS與MES概念比較
SIS和MES概念有個共同點，那就是它們都是企業(yè)三層模型中介于控制層（DCS）和企業(yè)管理層（ERP、MIS）之間的信息系統(tǒng)，都是在總結ERP或MIS割裂控制層信息而失敗的教訓基礎上提出的。
SIS和MES的差異在那兒呢？
1) SIS對象非常明確是指實時生產過程，而在規(guī)劃廠級信息化系統(tǒng)時將非實時生產過程（檢修等）納入MIS中；而MES對象泛指生產過程，包括實時和非實時生產過程，盡管國外也有少量文獻強調實時生產過程應用方面。兩者優(yōu)化對象如下表所示。
電廠信息化采用SIS+MIS模式，系統(tǒng)配置清晰，管理方便，易于保證信息系統(tǒng)安全，因為：
a) 更好滿足實時生產過程實時性要求。SIS主要是處理實時生產過程的實時信息，監(jiān)控和管理的時間性要求相對較高；而MIS包含大量非實時信息，盡管也包括SIS上傳的實時信息，但總的來說，實時性要求相對較低。
隨著實時信息的增加、實時生產過程優(yōu)化功能加強和運算工作量增加，SIS模式能更好滿足實時性要求的優(yōu)點將日益顯現(xiàn)出來。
由于SIS主要是處理實時數(shù)據(jù)，因而無需像MES那樣既要配置大型實時/歷史數(shù)據(jù)庫，還要配備完善的關系數(shù)據(jù)庫。
b）服務對象清晰。SIS服務于各級運行值班人員以及研究和管理生產運行過程的相關管理人員，而MIS主要服務于設備檢修，計劃、經營以及行政方面的人員，服務對象分工清晰，知識結構專一，便于管理。MES+ERP模式中，由于MES將運行和檢修兩個專業(yè)知識和機構混在一個系統(tǒng)中，給系統(tǒng)配置帶來諸多不便。
c) 保障安全方便。SIS和MES直接與機組（車間）級控制系統(tǒng)聯(lián)接，因此，無論國內和國外，均一致認為它應具有比MIS和ERP更高的安全等級。此外，廠級實時生產過程的監(jiān)控和管理本身也比非實時生產過程管理具有較高的安全等級。
在SIS+MIS模式中，把安全等級相對較低的非實時生產管理納入安全要求相似的MIS中，而SIS中集中配置安全等級較高的實時生產過程監(jiān)控和管理，同時還減少了它面向的服務人員，安全等級配置合理，安全性更容易得到保證。
2) MES主要考慮離線管理，而SIS還考慮在線監(jiān)視和管理，而且根據(jù)電廠獨有特點，在納入機組優(yōu)化調度后還將會出現(xiàn)全廠綜合優(yōu)化控制功能。
目前，我國已經有一些電廠將用非直調方式（中調把全廠負荷發(fā)給電廠，電廠按優(yōu)化分配算法把負荷分配給每臺機組），取得了明顯的經濟效益，日益受到電網調度的支持和電廠的重視。如果SIS中的這一功能真正實現(xiàn)閉環(huán)，那么它的安全等級將會提升到與機組控制級相同的水平。MES概念中沒有考慮到電廠這一特點，MES+ERP模式很難滿足這種要求。
綜上分析，中國電廠信息化的SIS+MIS模式具有一定優(yōu)越性和普遍意義，豐富了國際上電廠和類似于電廠的流程企業(yè)信息化的模式。
四、革新管理，堅持中國電廠信息化道路，迎接SIS建設高潮
4.1 SIS建設現(xiàn)狀
1）對SIS概念，以及SIS+MIS的中國電廠信息化模式的認識有了很大的提高；SIS建設和應用已經有了一批可供執(zhí)行或參考的標準和文件。
2）SIS建設正在進入高潮。根據(jù)SIS研究會調查統(tǒng)計，截止2005年10月我國已有超過150個電廠建成或正在建設SIS項目，不少項目已經取得明顯投資效益，SIS建設已經或正在進入高潮。
3）SIS產業(yè)正在逐步形成。SIS供應商隊伍迅速形成，一些優(yōu)秀的隊伍正在競爭中脫穎而出成為中堅力量，中國電廠信息化的SIS+MIS模式為具有實時生產過程優(yōu)化知識背景的企業(yè)提供了良好的發(fā)展空間。
4.2 當前SIS發(fā)展的主要矛盾是革新管理
上世紀九十年代初，推廣DCS應用的過程中，由于管理跟不上技術發(fā)展，DCS應用中一度出現(xiàn)了不少問題，也引起了對應用DCS的猶疑。以后人們狠抓了革新管理，局面很快改變，DCS很快走向成熟，并取得明顯效益。當前SIS發(fā)展的現(xiàn)狀與當時推廣DCS遇到的主要矛盾是管理十分相似。
1）對SIS的認識
SIS是個新事物，正確認識SIS是革新管理首先要解決的問題，我認為當前有幾個認識問題值得討論：
a) SIS是錦上添花，還是雪中送炭？當初推廣DCS時，相當一批人認為傳統(tǒng)控制系統(tǒng)已經足夠，DCS可有可無，現(xiàn) 在看來這種想法十分可笑了。當前，如果從低水平的運行管理來看，SIS確有錦上添花的意思，但是如果從激烈競爭的市場中追求企業(yè)最大的安全經濟效益出發(fā)，那么SIS就成了必不可少的最好選擇了，早一天發(fā)揮作用，必將得到更多實惠。
建設SIS是否必不可少，還包括如何認識和評估SIS的效益問題，有的SIS項目投入正常運行后，電廠認為效益顯著，但有的人看后卻感到看不出效果，為什么有這么大差別，關鍵在于如何評價信息化的效益問題。例如，建設SIS以前，電廠運行情況只有值班人員通過一次參數(shù)監(jiān)視了解，現(xiàn)在不僅值班人員能得到大量一次參數(shù)和經過加工的二次參數(shù)（優(yōu)化指導，故障判斷等），從而提高了監(jiān)控水平，而且一些技術水平更高的值長、運行技術管理人員、總工以至廠領導全能隨時發(fā)現(xiàn)和研究問題，你怎樣來評價這種由于管理現(xiàn)代化帶來的效益呢？
b）SIS以開環(huán)監(jiān)控和管理為主，數(shù)據(jù)庫和知識庫需要長期積累和不斷應用分析；應用軟件復雜，需要不斷改善和二次開發(fā)，總之，要通過人去實現(xiàn)不斷優(yōu)化，因此,SIS的靈魂是“用”。人們看到同樣二個新建電廠，用同一個比較好的SIS公司的產品，一個電廠SIS應用效益十分明顯，而另一個電廠則效果不顯，問題就出在“用”的問題上了。SIS是個開環(huán)系統(tǒng)，如果大家不重視，沒有人很好去利用SIS提供的各種有用信息，SIS一點用處也沒有。
2）SIS的組織領導
推廣DCS前，人們習慣于過去自動化水平低的管理方式，熱工自動化組織管理僅由從事熱工自動化專業(yè)的人員負責，電廠主要領導很少過問熱工自動化工作，因而也不熟悉管理熱工自動化工作必要的知識。隨著DCS的推廣應用和自動化水平的提高，熱工自動化系統(tǒng)在整個電廠中的作用、地位和影響大為增加。傳統(tǒng)的組織領導方式適應不了新的自動化技術發(fā)展的需要，從而導致了一系列問題的出現(xiàn)。
教訓教育了我們，安裝調試和運行單位的主要領導都開始重視熱工自動化工作，把研究熱工自動化工作擺到一把手的議事日程上，而且普遍開始將熟悉熱工自動化技術的管理人員提升到廠（公司）領導崗位上來，這一系列組織領導措施確保了電廠自動化的健康發(fā)展。
SIS是個多學科、多專業(yè)、多關聯(lián)的系統(tǒng)，而且本質上講SIS是實時生產過程的管理現(xiàn)代化工具，因此，這應當是個“一把手”工程，他要組織相關人員從過去傳統(tǒng)的依靠口頭匯報、書面報表、現(xiàn)場抽查等管理方式向利用SIS這一現(xiàn)代信息化工具進行管理，不僅要解決相關人員的認識問題，而且要修改過去的一套工作方式和相應規(guī)章制度。此外“一把手”還必須有個熟悉和分管實時生產運行和管理、有能力且有權力組織眾多專業(yè)和崗位人員協(xié)同工作的副手負責具體抓SIS的應用和管理，這也是SIS取得成功的重要組織領導保證。
3) SIS的管理思想
a) 把SIS放到應有地位上來。一個系統(tǒng)在電廠中的作用是客觀存在的，它在電廠中的地位只有與其作用相適應， 該系統(tǒng)才能發(fā)揮作用，電廠才能安全經濟運行。上世紀九十年代初，隨著DCS的推廣應用和熱工自動化水平的大幅提高，熱工自動化系統(tǒng)在電廠中的作用愈來愈重要，但由于領導認識沒有跟上，沒有把它放到應有地位上，違反客觀規(guī)律，報復接踵而來，以后人們開始糾正，熱工自動化工作的地位有了較大提高，基建綜合“里程碑”中有了熱工自動化工作的位置，電廠安全經濟運行面貌才發(fā)生了根本變化。
SIS的建設，標志著電廠進入了一個信息化的時期，它將根本改變電廠面貌，但是它不像DCS那樣一旦投入立即見效，而是隨著廣泛應用，效益將不斷體現(xiàn)。因此，我們要站得高一些，把包括SIS在內的電廠信息化放到應有的地位上來。事實證明，國內SIS應用效果好的電廠，往往廠內主要領導十分重視，SIS應用和維護工作在廠內具有較高地位。
b) 端正SIS招標理念
由于好的SIS項目收益率非常高，因此，決不可以采用眼前蠅頭小利的低價中標法，在評標時應加大技術分的權重；當然，更不能把SIS當作是錦上添花可有可無的系統(tǒng)，隨意的選擇沒有資質的廠家。我們有些工程，SIS至今用不上，用不好，不少也跟這一因素有關。
綜上所述，當前我們應當化大力氣，緊緊抓住革新電廠信息化管理這個主要矛盾，堅持中國電廠信息化道路，迎接SIS建設高潮，使我國電廠在現(xiàn)代化道路上快速前進。 |
1作者：專網通信世界-中國電力通信網 來源：專網通信世界-中國電力通信網 編輯：顧北 |
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