BATCH批量控制系统在传化集团的应用

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BATCH批量控制系统在传化集团的应用近年来，随着工业结构的调整，由大批量、少品种的生产方式向小批量、多品种转变，采用批量过程的企业以保持市场竞争力，控制系统也具备相应的控制柔性。BATCH处理控制系统是采用符合ISA S88.01标准的BATCH柔性批控制软件，实现了工厂物理建模、配方编辑、配方验证、配方发布；生产任务单的编辑、验证、发布、实施，到生产线的批量生产控制，以及跟踪原材料、计划并执行批次、记录批次历史、记录设备历史、记录安全历史、查看报表、历史对比分析，集成粉料输送系统，将过程生产和企业信息网联系在一起，支持 MES 和 ERP 的数据交换，轻松完成电子签名、红外扫描、身份识别等全程信息化管理。

目录

一、案例简介

批量控制软件、先进控制软件以及 MES 软件的出现，就是以原有的 PLC 和 DCS 系统为硬件平台，在此基础上对于传统控制软件的附加和优化，从而满足现代工业生产过程控制的多种需求。先进控制软件主要作用是对重要生产过程参数、控制方式和模型的优化。BATCH处理控制系统是采用符合ISA S88.01标准的BATCH柔性批控制软件，实现了工厂建模、配方编辑、配方验证、配方发布；生产任务单的编辑、验证、发布、实施，到生产线的批量生产控制，以及跟踪原材料、计划并执行批次、记录批次历史、记录设备历史、记录安全历史、查看报表、历史对比分析，集成粉料输送系统，提供了完善的批次管理控制，系统将过程生产和企业信息网联系在一起，支持 MES 和 ERP 的数据交换，轻松完成电子签名、红外扫描、身份识别等全程信息化管理。

二、案例背景介绍

近年来，随着工业结构的调整，由大批量、少品种的生产方式向小批量、多品种转变，采用批量过程的企业为了尽快开发新产品以保持市场竞争力，要求控制系统也具备相应的控制柔性。

传浙江传化化学品有限公司（以下简称传化化学）作为纺织化学品行业龙头企业，鉴于精细化工多品种、小规模、间歇式生产为主的化学品生产特点，在攻克技术瓶颈、建立行业标准、打造智能工厂、倡导绿色化学等方面引领行业发展，致力于成为“全球领先”，同时根据公司战略发展目标，通过本项目“数字化智能工厂”的建设，进一步提高竞争能力，打造精细化工领域智能工厂的标杆建设。

BATCH处理控制系统实现了工厂建模、配方编辑、配方验证、配方发布；生产任务单的编辑、验证、发布、实施，到生产线的批量生产控制，以及跟踪原材料、计划并执行批次、记录批次历史、记录设备历史、记录安全历史、查看报表、历史对比分析，系统将过程生产和企业信息网联系在一起，支持 MES 和 ERP 的数据交换，轻松完成电子签名、红外扫描、身份识别等全程信息化管理。在啤酒、饮料、生物制药、化工等流程行业中，在批次配方的指导下可以获得高质量的自动化系统设计和运行。

三、案例应用详情

1、总体应用框架

批控系统为用户完成标准的批量和配方管理功能，帮助用户建立工厂生产模型、管理配方、跟踪原材料、计划并执行批次、记录批次历史、记录设备历史、记录安全历史、查看报表、历史对比分析。此外，批控系统还可以帮助用户将过程生产和企业信息网联系在一起，支持 MES 和 ERP 的数据交换，轻松完成电子签名、红外扫描、身份识别等全程信息化管理。

1) 以配方管理为标准，建立以配方为线索的生产业务模型。

2) 以批次控制为核心，建立以批次为线索的质量控制模型。

3) 以批次记录为索引，建立以批次数据为基础的信息跟踪模型

批控系统采用 C/S 结构，配方服务器是系统运行的核心，支持冗余运行、独立配置。批控系统的客户端与 DCS 操作站合并配置。

批控系统软件分为组态软件和监控软件：组态软件主要完成物理模型设置、原料管理、Phase 配置及主配方配置；监控软件主要完成 Batch 派单、批次调度与计划和批次过程监控功能。

2、关键技术应用详情

工厂物理模型：批控系统支持建立工厂物理模型所需的区域（Aire）、过程单元（Cell）、单元（Unit）、装置设备（Equipment）、控制设备（Control Model），并为每个物理模型设置对应的组态界面，让用户轻松构建自己的工厂生产线。

配方管理：批控系统在配方管理中集成了原料管理、单元过程 Phase 编辑、主控配方编辑功能。

（1）原料管理：原料管理进行批量生产相关原料的基础数据的定义，包含名称、编号、产地、性质、代号等，其与批次生产信息自动直接关联存档，跟随产品信息流转。

（2）单元 Phase 编辑：单元 Phase编辑定义了若干个工艺控制操作，每个工艺控制操作即是一个 Phase，有独立的操作界面与之匹配单元编辑

（3）主控配方编辑：主控配方编辑完成配方生成和编辑功能，主配方包含标题、公式、过程、设备需求、备注等功能，支持原料 BOM 表和工艺配方参数设置、过程 phase类的选择和设备库调用。

批次计划与调度管理：批次计划与调度管理支持对批次生产单的生成、修改、审核、驳回；生产单的排序，冻结等功能。

批次过程监控管理：为了更好地让操作人员对生产过程 Batch 执行情况进行监控，批控系统提供了批量的过程监控界面， 让操作工实时观察Batch 的运行状态，及时响应 Batch 执行请求，纠正Batch 执行偏差。

集成粉料输送系统：批控软件提供了完善的批次管理控制，本项目需集成一车间的粉料输送系统。通过 modbuss 协议与 BATCH 系统对接。

四、创新性与优势

近年来，随着工业结构的调整，由大批量、少品种的生产方式向小批量、多品种转变，采用批量过程的企业为了尽快开发新产品以保持市场竞争力，要求控制系统也具备相应的控制柔性。BATCH批量控制系统优化生产计划排班，支持 MES 和 ERP 的数据交换，轻松完成电子签名、红外扫描、身份识别等全程信息化管理，从而达到最优化生产效率最大化。

五、案例应用效益分析

1. 通过先进数字化、网络化、智能化技术，利用可控智能装备、智能操作、智能运营等关键技术与系统，实现纺织化学品自动化控制系统（现场仪表、DCS、GDS 等）、批次控制系统、生产执行系统、等系统应用，实现异构系统多智能体的互联互通等应用集成，建成“绿色、安全、高效、节能”的智能工厂，打造精细化工领域智能工厂的示范基地；

2. 为减少生产过程中因人为因素而导致的能源、资源浪费，提高产品的稳定性，从实时监控到先进控制，提升生产自动化水平进而提高产品品质。

3．通过信息可视化促进精益生产以提升管理过程的问题解决能力，达到问题预判、问题预防的效果。

a) 生产进度可视化：实时对生产进度进行跟踪，挖掘生产瓶颈，提升交期把控，劳动生产率提升 25%。

b) 生产质量可视化：分析生产过程中的不良问题，归纳总结不良原因，整理解决方案，提高生产质量。

c) 异常信息可视化：提高异常情况响应速度，保证生产过程流畅性，提高生产效率，产品不良率下降 10%。

d) 通过信息化，智能化，缩减人工成本，提升设备高度协同能力，设备利用率提升 10%。通过物联网技术实现设备数据自动采集，设备数据和生产数据自动报工。