一 前言
　　制造業(yè)是指對制造資源（物料、能源、設備、工具、資金、技術、信息和人力等），按照市場要求，通過制造過程，轉化為可供人們使用和利用的工業(yè)品與生活消費品的行業(yè)。從生產(chǎn)類型來看，制造業(yè)可分為流程型（連續(xù)式）產(chǎn)品生產(chǎn)和離散型（裝配式）產(chǎn)品生產(chǎn)。
　　流程型產(chǎn)品生產(chǎn)過程是：從原材料的投入至最終成為產(chǎn)品，完全是按照順序連續(xù)加工的過程，主要通過對原材料進行混合、分離、粉碎、加熱等物理或化學方法，使原材料增值。通常以批量或連續(xù)的方式進行生產(chǎn)。典型的流程業(yè)有化工行業(yè)、紡織行業(yè)、制藥行業(yè)、食品飲料、紙漿及造紙業(yè)等。
二、現(xiàn)狀
　　如今經(jīng)濟全球化趨勢已經(jīng)給各國經(jīng)濟發(fā)展帶來越來越深刻的影響，各國制造企業(yè)在世界市場上進行著日益激烈和殘酷的競爭。我國現(xiàn)已成為世界制造大國，以石油化工、冶金等行業(yè)為代表的流程制造業(yè)在我國制造業(yè)中占據(jù)了很大的比例，是重要的基礎支柱產(chǎn)業(yè)。然而在流程制造業(yè)信息化建設過程中毅然存在著如下問題：
　　◆信息系統(tǒng)標準化體系架構不盡完善
　　信息系統(tǒng)發(fā)展至今其體系架構還沒有相對固定的標準，因此造成許多信息系統(tǒng)功能的交叉和信息的不暢，通信協(xié)議方式無法兼容，甚至出現(xiàn)信息阻斷，從而給信息系統(tǒng)的開發(fā)和實施帶來許多不便，影響了信息系統(tǒng)在企業(yè)發(fā)展過程中應起的重要作用。
　　◆“信息孤島”現(xiàn)象多發(fā)
　　不少企業(yè)在管理和過程控制方面都實施了相應的系統(tǒng)，但大部分是“信息孤島”難以進行有效的集成。由于流程行業(yè)的生產(chǎn)特點，大部分流程企業(yè)都非常重視過程控制方面的系統(tǒng)建設，可以做到充分運用集散控制系統(tǒng)(DCS)、現(xiàn)場總線技術和自動化技術來實現(xiàn)廠級生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、存儲。同時為了有效的實施企業(yè)整體管理，越來越多的流程行業(yè)企業(yè)開始借助ERP系統(tǒng)把企業(yè)的物流、人流、資金流、信息流統(tǒng)一起來進行管理，為企業(yè)決策層提供解決企業(yè)產(chǎn)品成本問題、提高作業(yè)效率、及資金的運營情況一系列問題。
　　然而過程控制系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)兩者之間卻很難做到有效集成，導致企業(yè)上層在制定生產(chǎn)運營計劃過程中缺少及時有效的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)的支撐，同時下層生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)又得不到上層管理系統(tǒng)發(fā)出的優(yōu)化調度指令。從而使管理和生產(chǎn)之間產(chǎn)生了“斷層”現(xiàn)象，無法進行良好的交流互動，也無法體現(xiàn)信息系統(tǒng)所帶來的優(yōu)厚效益。
　　◆信息系統(tǒng)與生產(chǎn)設備管理存在脫節(jié)
　　流程行業(yè)生產(chǎn)調度系統(tǒng)中生產(chǎn)設備管理是其中很重要的組成部分，而現(xiàn)在的很多信息系統(tǒng)中對生產(chǎn)設備的管理環(huán)節(jié)還比較薄弱，大部分功能還是放在了生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的采集和展示，對設備自身運行狀況的關注度不夠。因此還沒有達到真正的“全局化”管理，很難通過遠程設備管理、分析歷史數(shù)據(jù)生成設備運行報表，進而實現(xiàn)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化。
三、解決方案
3.1 系統(tǒng)架構
　　針對上述問題，典型的流程行業(yè)信息系統(tǒng)架構可如下圖所示：

　　力控科技實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace產(chǎn)品作為整個信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲處理核心平臺，pSpace是一個高性能、高速度、高吞吐能力、可靠性強、跨網(wǎng)絡系統(tǒng)的開放式實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，產(chǎn)品為完全的分布式結構，可任意組建應用模式。pSpace完全支持C/S和B/S應用，它可以提供豐富的企業(yè)級信息系統(tǒng)客戶端應用和工具。大容量支持企業(yè)級應用，內部實現(xiàn)高數(shù)據(jù)壓縮率，可實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的海量存儲，靈活的擴展結構可滿足各種需求，具備廣泛的安全性和可跟蹤性。
　　作為信息系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)平臺，pSpace可以將來自各個車間、工藝流程、子系統(tǒng)等大量的現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)、設備運行數(shù)據(jù)、系統(tǒng)報警數(shù)據(jù)、能源消耗數(shù)據(jù)等各種流程行業(yè)企業(yè)所關心的數(shù)據(jù)匯總到統(tǒng)一的平臺。其良好的開放性和分布式架構設計，可以允許調度人員通過本地或者遠程工程師、操作員站隨時了解生產(chǎn)現(xiàn)場的實時生產(chǎn)狀況。pSpace可以通過ODBC組件向SQL Server、Oracle等關系數(shù)據(jù)庫提供生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，從而使得上層管理ERP系統(tǒng)能夠與生產(chǎn)控制系統(tǒng)有機結合，為整個集團的生產(chǎn)運營計劃制定實施，工藝流程控制策略優(yōu)化管理、能源消耗數(shù)據(jù)分析提供真實快捷的數(shù)據(jù)保障，從而解決了“信息孤島”問題。同時pSpace還可對第三方系統(tǒng)提供統(tǒng)一的標準接口，比如標準OPC Server接口，允許第三方系統(tǒng)調用數(shù)據(jù)。
　　在系統(tǒng)搭建過程中為了保證系統(tǒng)的安全可靠，可在每個子系統(tǒng)中配備工業(yè)安全隔離網(wǎng)關裝置pSafetyLink，工業(yè)隔離網(wǎng)關以統(tǒng)一安全引擎為基礎，對隔離交換報文進行全文數(shù)據(jù)還原，對用戶登錄、命令請求、文本信息、協(xié)議格式等實施全文深度檢測，并支持特定應用層協(xié)議標簽的檢測控制，實現(xiàn)了對特定信息交換多重內容安全管理，為工業(yè)控制系統(tǒng)網(wǎng)絡間數(shù)據(jù)交換提供了“綠色通道”。
3.2 功能特性
　　實時數(shù)據(jù)庫pSpace作為流程行業(yè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)核心平臺，與關系數(shù)據(jù)庫及ERP系統(tǒng)構成完整的信息集成環(huán)境，將企業(yè)所有生產(chǎn)裝置的實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)有效管理，實現(xiàn)多級瀏覽（公司或異地），同時實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的長期保存。作為事故分析和流程改進的數(shù)據(jù)基礎，整合后與相應的專家系統(tǒng)共同使用來指導操作，實現(xiàn)流程企業(yè)生產(chǎn)管理的高度協(xié)調統(tǒng)一。
　　建立實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)平臺，完成業(yè)務管理層的管理網(wǎng)絡和操作控制層的控制網(wǎng)絡的網(wǎng)絡互聯(lián)，實現(xiàn)與各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的對接，采集和保存企業(yè)的生產(chǎn)工藝、設備運行、能耗計量和質量數(shù)據(jù)等信息。
　　完成實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)規(guī)劃和配置，制定項目實施方案。建立實時數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)與現(xiàn)場主要生產(chǎn)裝置DCS/PLC的數(shù)據(jù)采集，完成生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集、長期歷史數(shù)據(jù)保存和數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)庫與關系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換。
　　實現(xiàn)主要生產(chǎn)裝置生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控；歷史趨勢分析；報警管理和事故追憶；生產(chǎn)成本核算；實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)管理；生產(chǎn)調度業(yè)務處理等功能。
　　★實時數(shù)據(jù)管理
　　可以從各個生產(chǎn)工藝流程、設備、廠區(qū)和子系統(tǒng)通過各種接口快速讀取大量實時數(shù)據(jù)，長期儲存過程數(shù)據(jù)，做到不限期限、不限數(shù)量、不限類型，按照各級管理人員要求的精度、頻度、格式，準確地保存在實時數(shù)據(jù)庫中，并具有各種級別的安全設置。

　　★生產(chǎn)運行監(jiān)控
　　基于實時數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實現(xiàn)對工廠過程數(shù)據(jù)的存儲、監(jiān)視和分析，通過對企業(yè)生產(chǎn)情況進行歷史和現(xiàn)狀的對比分析，從而實現(xiàn)工廠級的實時管理；通過對原材料、產(chǎn)成品、物料、能量計量監(jiān)控和產(chǎn)品質量監(jiān)控，協(xié)調全廠生產(chǎn)運行物料和能量的平衡狀態(tài)，指導裝置優(yōu)化操作。

　　★報警管理和事故追憶
　　系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)有自動報警功能，提供設置報警級別、報警權限功能和報警信息的記錄、維護和管理功能；提供事故追憶功能，當事故發(fā)生時，系統(tǒng)產(chǎn)生報警，啟動事故記錄，記錄相關報警、事件、時間及相關的大量信息。提供事故追憶的事故分析和管理功能，用戶可以根據(jù)權限進行事故管理的設定、修改、取消等。
　　★系統(tǒng)維護功能
　　提供數(shù)據(jù)庫的在線及自動備份功能，能實現(xiàn)完全及增量備份，提供數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)冗余功能，實現(xiàn)磁盤鏡像或磁盤陣列。提供數(shù)據(jù)庫的恢復功能，在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)崩潰時，提供緊急恢復功能。
　　提供實時數(shù)據(jù)庫服務器、采集站的集中監(jiān)控，能遠程實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)庫服務器、采集站的重配置、啟動、停止、切換等管理任務。此外可以根據(jù)用戶和行業(yè)應用需求開發(fā)功能子模塊，比如：生產(chǎn)成本核算子模塊、 計量管理系統(tǒng)子模塊、生產(chǎn)調度業(yè)務子模塊等。
四、結語
　　通過將現(xiàn)代自動化技術、網(wǎng)絡通信技術和信息管理技術引入到流程行業(yè)，打破了傳統(tǒng)系統(tǒng)的信息瓶頸，改變了原有的數(shù)據(jù)流程和監(jiān)控管理模式實現(xiàn)了從分散控制和獨立管理到管控一體化的轉變。

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