BATCH批量控制系統在傳化集團的應用

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BATCH批量控制系統在傳化集團的應用近年來，隨着工業結構的調整，由大批量、少品種的生產方式向小批量、多品種轉變，採用批量過程的企業以保持市場競爭力，控制系統也具備相應的控制柔性。BATCH處理控制系統是採用符合ISA S88.01標準的BATCH柔性批控制軟件，實現了工廠物理建模、配方編輯、配方驗證、配方發布；生產任務單的編輯、驗證、發布、實施，到生產線的批量生產控制，以及跟蹤原材料、計劃並執行批次、記錄批次歷史、記錄設備歷史、記錄安全歷史、查看報表、歷史對比分析，集成粉料輸送系統，將過程生產和企業信息網聯繫在一起，支持 MES 和 ERP 的數據交換，輕鬆完成電子簽名、紅外掃描、身份識別等全程信息化管理。

目錄

一、案例簡介

批量控制軟件、先進控制軟件以及 MES 軟件的出現，就是以原有的 PLC 和 DCS 系統為硬件平台，在此基礎上對於傳統控制軟件的附加和優化，從而滿足現代工業生產過程控制的多種需求。先進控制軟件主要作用是對重要生產過程參數、控制方式和模型的優化。BATCH處理控制系統是採用符合ISA S88.01標準的BATCH柔性批控制軟件，實現了工廠建模、配方編輯、配方驗證、配方發布；生產任務單的編輯、驗證、發布、實施，到生產線的批量生產控制，以及跟蹤原材料、計劃並執行批次、記錄批次歷史、記錄設備歷史、記錄安全歷史、查看報表、歷史對比分析，集成粉料輸送系統，提供了完善的批次管理控制，系統將過程生產和企業信息網聯繫在一起，支持 MES 和 ERP 的數據交換，輕鬆完成電子簽名、紅外掃描、身份識別等全程信息化管理。

二、案例背景介紹

近年來，隨着工業結構的調整，由大批量、少品種的生產方式向小批量、多品種轉變，採用批量過程的企業為了儘快開發新產品以保持市場競爭力，要求控制系統也具備相應的控制柔性。

傳浙江傳化化學品有限公司（以下簡稱傳化化學）作為紡織化學品行業龍頭企業，鑑於精細化工多品種、小規模、間歇式生產為主的化學品生產特點，在攻克技術瓶頸、建立行業標準、打造智能工廠、倡導綠色化學等方面引領行業發展，致力於成為「全球領先」，同時根據公司戰略發展目標，通過本項目「數字化智能工廠」的建設，進一步提高競爭能力，打造精細化工領域智能工廠的標杆建設。

BATCH處理控制系統實現了工廠建模、配方編輯、配方驗證、配方發布；生產任務單的編輯、驗證、發布、實施，到生產線的批量生產控制，以及跟蹤原材料、計劃並執行批次、記錄批次歷史、記錄設備歷史、記錄安全歷史、查看報表、歷史對比分析，系統將過程生產和企業信息網聯繫在一起，支持 MES 和 ERP 的數據交換，輕鬆完成電子簽名、紅外掃描、身份識別等全程信息化管理。在啤酒、飲料、生物製藥、化工等流程行業中，在批次配方的指導下可以獲得高質量的自動化系統設計和運行。

三、案例應用詳情

1、總體應用框架

批控系統為用戶完成標準的批量和配方管理功能，幫助用戶建立工廠生產模型、管理配方、跟蹤原材料、計劃並執行批次、記錄批次歷史、記錄設備歷史、記錄安全歷史、查看報表、歷史對比分析。此外，批控系統還可以幫助用戶將過程生產和企業信息網聯繫在一起，支持 MES 和 ERP 的數據交換，輕鬆完成電子簽名、紅外掃描、身份識別等全程信息化管理。

1) 以配方管理為標準，建立以配方為線索的生產業務模型。

2) 以批次控制為核心，建立以批次為線索的質量控制模型。

3) 以批次記錄為索引，建立以批次數據為基礎的信息跟蹤模型

批控系統採用 C/S 結構，配方服務器是系統運行的核心，支持冗餘運行、獨立配置。批控系統的客戶端與 DCS 操作站合併配置。

批控系統軟件分為組態軟件和監控軟件：組態軟件主要完成物理模型設置、原料管理、Phase 配置及主配方配置；監控軟件主要完成 Batch 派單、批次調度與計劃和批次過程監控功能。

2、關鍵技術應用詳情

工廠物理模型：批控系統支持建立工廠物理模型所需的區域（Aire）、過程單元（Cell）、單元（Unit）、裝置設備（Equipment）、控制設備（Control Model），並為每個物理模型設置對應的組態界面，讓用戶輕鬆構建自己的工廠生產線。

配方管理：批控系統在配方管理中集成了原料管理、單元過程 Phase 編輯、主控配方編輯功能。

（1）原料管理：原料管理進行批量生產相關原料的基礎數據的定義，包含名稱、編號、產地、性質、代號等，其與批次生產信息自動直接關聯存檔，跟隨產品信息流轉。

（2）單元 Phase 編輯：單元 Phase編輯定義了若干個工藝控制操作，每個工藝控制操作即是一個 Phase，有獨立的操作界面與之匹配單元編輯

（3）主控配方編輯：主控配方編輯完成配方生成和編輯功能，主配方包含標題、公式、過程、設備需求、備註等功能，支持原料 BOM 表和工藝配方參數設置、過程 phase類的選擇和設備庫調用。

批次計劃與調度管理：批次計劃與調度管理支持對批次生產單的生成、修改、審核、駁回；生產單的排序，凍結等功能。

批次過程監控管理：為了更好地讓操作人員對生產過程 Batch 執行情況進行監控，批控系統提供了批量的過程監控界面， 讓操作工實時觀察Batch 的運行狀態，及時響應 Batch 執行請求，糾正Batch 執行偏差。

集成粉料輸送系統：批控軟件提供了完善的批次管理控制，本項目需集成一車間的粉料輸送系統。通過 modbuss 協議與 BATCH 系統對接。

四、創新性與優勢

近年來，隨着工業結構的調整，由大批量、少品種的生產方式向小批量、多品種轉變，採用批量過程的企業為了儘快開發新產品以保持市場競爭力，要求控制系統也具備相應的控制柔性。BATCH批量控制系統優化生產計劃排班，支持 MES 和 ERP 的數據交換，輕鬆完成電子簽名、紅外掃描、身份識別等全程信息化管理，從而達到最優化生產效率最大化。

五、案例應用效益分析

1. 通過先進數字化、網絡化、智能化技術，利用可控智能裝備、智能操作、智能運營等關鍵技術與系統，實現紡織化學品自動化控制系統（現場儀表、DCS、GDS 等）、批次控制系統、生產執行系統、等系統應用，實現異構系統多智能體的互聯互通等應用集成，建成「綠色、安全、高效、節能」的智能工廠，打造精細化工領域智能工廠的示範基地；

2. 為減少生產過程中因人為因素而導致的能源、資源浪費，提高產品的穩定性，從實時監控到先進控制，提升生產自動化水平進而提高產品品質。

3．通過信息可視化促進精益生產以提升管理過程的問題解決能力，達到問題預判、問題預防的效果。

a) 生產進度可視化：實時對生產進度進行跟蹤，挖掘生產瓶頸，提升交期把控，勞動生產率提升 25%。

b) 生產質量可視化：分析生產過程中的不良問題，歸納總結不良原因，整理解決方案，提高生產質量。

c) 異常信息可視化：提高異常情況響應速度，保證生產過程流暢性，提高生產效率，產品不良率下降 10%。

d) 通過信息化，智能化，縮減人工成本，提升設備高度協同能力，設備利用率提升 10%。通過物聯網技術實現設備數據自動採集，設備數據和生產數據自動報工。