摘要：本文旨在闡述以計算機、互聯網為先進手段實現企業信息化的重要性。它可使企業領導層能真正獲得在線的生產過程及經營管理的信息，能極大的提升企業的核心競爭力。強調信息化過程中對基礎數據源的建設是最重要的一環。
關鍵詞：管控一體化 數據源 實時數據庫 關系數據庫
一. 概述
黨的十六大明確提出我國要走“以信息化帶動工業化，以工業化促進信息化”的工業發展道路，因為它可極大的提升企業的競爭力。如何來理會、領會并進行貫徹是今后較長時間內自動化工作者的任務。
自動化技術特別是與計算機及網絡系統相結合，在過程工業的普及，實踐證明對產品的質量提高，增產挖潛，確保安全生產，改善和加強企業管理水平可取得明顯的經濟效益。它已被先覺的領導者們認識到是今后贏得市場競爭勝利的重要途徑，也就是石化企業提出要實現“安穩長滿伏”目標的保證手段。目前，利用計算機及網絡技術的裝備及運行水平已成為衡量企業的先進性、科學管理合理性的一個主要因素。
對于以生產過程復雜，相互關系密切，品種眾多的大型企業實現信息化必須先要有合理的規劃和設計方案，夯實基礎工作數據源的建設。在流程工業中，信息一般可分為兩類：實時信息和管理信息。這是不同性質的兩類信息，因此要建立與這兩類信息相適應的數據庫管理系統。
實時數據庫的數據源來自對生產過程進行監控的DCS、PLC和IPC，來自他們的這些實時數據正確反映了當前生產過程、設備運行、儲運及公用工程的狀況并記載了過去的歷史數據，擔負了實時信息的集成，是企業管理信息系統（MIS）的基礎信息平臺。生產經營管理信息以辦事處存在傳統的關系數據庫內，其數據源來自經營管理部門，有時也包括了辦公自動化的數據。通常是以網絡的C/S體系結構實現下層的設備站點與數據庫之間的連接，把反饋上來的數據進行處理、分析判斷，供生產指揮者和領導進行調度及經營決策。
二. 數據采集
數據源是指可即時可獲得數據的實體。數據種類較多，牽涉面較廣，我們需要的是企業內包括生產過程的操作參數（如溫度、壓力、流量、液位等），分析化驗的質量數據、灌區進出物料的庫存數據、機械設備運行數據等一般構成企業的生產信息流、物流、資金流和業務流，包括有實時數據和歷史數據。
有些數據是專用的，有些數據是可供共享的，有些數據是原始的，有些是經過加工后的數據。不管企業的組成不同，都必須把不同多個部門信息進行集成。數據的集成應包括數據的采集，實時數據庫和關系數據庫的建立。在數據庫建設中，處理不同廠家的產品的互聯訪問是一個重要的問題。
數據采集有人工采集（如經營管理部門的票據，報表，合同以及化驗室的分析數據等），往往要用人工鍵入到信息管理系統。自動采集主要是從裝置上的設備獲得的事實在線數據，它可從接口有網絡傳輸到信息管理系統。目前多采取同時并存的情況，因為對領導層來說，他關心的是數據的及時，準確和完整性，倒不在乎數據采集的方式。在接口的支持下，努力創造無序人工干預通過網絡傳輸的自動數據采集應是努力方向。
三.實時數據庫
實時數據庫的建設應是管控一體化的核心問題。實時數據庫的基本特性是它與時間的相關性，表現在所處理的事物與數據的定時限制性。這個特性也是它與傳統數據庫的不同點。許多設計院里的自控工程師們，其實很早就接觸到DCS的實時數據庫了。DCS是將實時數據存放在“內存數據庫”里，將歷史數據存放在磁盤里，所以DCD的實時數據庫是組態時經常用到的有力工具。這些歷史數據的記載很像飛機上的“黑匣子”。它可以按區域和單元紀錄工藝過程的操作參數及重要閥門的開啟、安全聯鎖系統的狀態數據。所有這些都可科學的決定維護及檢修計劃的編制和執行，做到在故障前的正確判斷和相應的措施，防患于未然。由于實時數據庫可解決數據與時間的相關性和共享大量數據，使現場過程中發生的歷史數據進行紀錄，方便管理者們對其進行歷史查詢和事后的事故分析。
我們要建設的實時數據庫是指全公司范圍實現管控一體化的實時采集系統，包括主干網絡在內。其體系結構圖和主干網絡圖的設想如圖1和圖2所示。
圖1為某企業的主干網絡結構概略圖，由于大企業的裝置內建筑物或構筑物間與信息管理中心間距離較遠，涉及已采取前兆級光纖的以太網作為主干網的傳輸介質，以保證信息傳輸的速度、質量和可靠性。網絡的拓撲結構考慮星型結構。各節點內，根據情況社百兆級光纖的局域網。
圖1：主干管網絡結構概略圖
圖2:實時數據庫與其它設備間連接示意圖
目前市場上的許多商品化監控軟件都是離不開實時數據庫的支持，國內的軟件公司如大慶的三維公司力控監控軟件已有很多石化企業的時間范例。國外軟件公司也有許多進入國內市場如美國WONDERWARE公司的INTOUCH、Interlution公司的FIX、NATIONAL INSTRUMENTS公司的Labview、德國西門子公司的Wincc、以色列PCSOFT公司的Wizcon、俄羅斯的Trace Mode和澳大利亞的Citech等都是比較知名由很多成功范例的監控軟件。實時數據庫較流行的有美國的ASPEN公司的Infoplus，它能與許多底層的DCS、PLC和罐區監測系統的數據源相連接。美國的OSI Software公司的PI軟件以及honeywell公司的uniformance一體化解決方案的軟件產品。
上述這些軟件產品都有許多實用的范例，能為生產過程信息和經營管理信息提供十分良好的操作環境。
四.關系數據庫
關系數據庫是傳統型數據庫，多在商務及經營管理事務中應用。它與實時數據由不同的特征。實時數據庫有很強的時效性，必須在規定時間內完成其數據處理，這是則有新的數據產生。傳統型數據庫旨在處理永久、穩定的數據，強調維護數據的完整一致性，其性能指標時要求系統由高的吞吐量和低的代價，并不考慮有關數據極其處理的現時要求。
企業經營管理部門使用關系數據庫可把反饋上來的生產經營數據，經過分析判斷，然后下達指令去指揮生產或做出經營決策。因此在二類數據庫的信息管理中構造一個統一的DBMS（數據庫管理系統）來進行有效的管理是十分必要的。
目前國際上流行的關系數據庫為Oracle，它是當前最大數據庫的供應上。新版的Oracle是一個面向web信息管理的數據庫，具有良好的開放性，可運行于多種硬件平臺和多個操作系統，使異種網絡能處于同構的DBMS下實現數據的趨同化和統一化。
此外，Sybase公司的關系型數據庫產品也是一個面向網絡的數據庫，具有良好的開放性，能提供對Oracle和Informix進行有效的訪問和控制。
五.異種數據庫的互聯
在信息化管理的建設中必然會碰到異種數據庫的互聯問題，不僅有實時數據庫之間的數據互訪，而且還會有其它多種設備（例如不同公司的DCS）之間的數據互訪問題，往往成為用戶在客戶端訪問不同服務器的技術瓶頸問題。
在解決異種數據庫的互聯也成為我們在設計信息管理系統的數據源的技術方案中的問題之一。圖2介紹的開放數據庫互聯ODBC是微軟公司提出的結構化查詢語言SQL存取組執行的層面接口標準，它允許不同DBMS采取不同技術進行優化，可是前臺不論用何種應用軟件，后臺用何種設備的數據庫，用戶只要安裝不同ODBC的驅動程序就可方便的對不同設備的數據庫進行存取。
除了ODBC外，異種數據庫互聯還可選擇已經很成熟的事實上已經成為工業標準的OPC用于過程控制的對象連接與嵌入技術。
OPC技術是在Windows的對象鏈接與嵌入（OLE）的部件對象模塊（COM）技術基礎上進行開發的一項開放式技術規范。它的作用是不必再為不同制造商的產品間為實現數據共享而必須開發出一對一的驅動程序，然后再把各個驅動程序與應用程序聯系起來的麻煩做法。OPC可以把數據提供者（服務器）和數據使用者（客戶端）間提供統一的標準接口規范，使各用戶與服務期間形成可即插即用的簡單鏈接關系。
六.上層應用系統
一個企業要建設生產管理信息系統的目標應是包括有生產調度、事務信息管理和監督控制在內的綜合信息管理系統，使企業向系統化、信息化和科學化的生產模式發展，最終達到提高經濟效益和競爭能力的目的。要實現這一目標需要設計一套相適應的應用軟件，并在網絡環境下運行這些軟件。使生產管理部門、機關職能部門以及生產和輔助裝置之間聯成一件，通過數據庫達到資源共享，真正實現管控一體。
一個獨立的企業內部的業務關系，一般為圖3所示，分為3級。
圖3:企業內部業務關系
當然，應用系統的設計和研發必須緊密結合各公司的實際情況，但是根據通常的業務特點和管理模式，應用系統應包括有：生產管理子系統，機械設備（包括機電儀）子系統，科技管理子系統，計劃統計子系統，質量監督子系統，安全環保子系統，基建管理子系統，辦公室物子系統和黨群人事子系統九部分，可根據實況進行取舍，也可根據投資數進行分期計劃實施。
管控一體化軟設計應該具備下列基本功能：
Ⅰ. 編輯功能：每天可通過管理軟件錄入各種的生產數據及消耗管理數據，數據營使可增減、修改和刪除。
Ⅱ. 匯總功能：能對錄入數據進行檢索、匯總、打印查詢、結果報表。
Ⅲ. 查詢功能：能對已有數據進行組合查詢、打印查詢、結果報表。
Ⅳ. 維護功能：對數據庫進行權限分配及控制，把實用和安全相結合。
Ⅴ. Web查詢：為主要的生產數據和重要事件建立web查詢。
實行信息化管理后，企業可及時獲取大量有用的信息，如何合理的來加以上層應用，這是設計規劃中要慎重研究的問題。例如：
①實現動態的生產調度：生產調度的職責是合理組織企業的生產活動，保證生產計劃的實現。動態生產調度是利用自動采集到的與生產調度的實時數據通過網絡系統反映上來，經過對數據的分析，加工處理形成的產品產量、收率、質量、能耗、儲存等數據以圖表或或圖形方式表示出來，供領導及管理人員可及時按其經驗和知識做出符合實際的判斷，下達指令去指揮生產。
②實現生產過程的先進過程控制及優化：目前許多企業已較普遍的使用DCS控制系統，但是對控制功能，DCS絕大多數還停留在常規的PID水平上，沒有充分發揮DCS應有的功能已取得更大的經濟效益。在利用完整的數據源的基礎上和電腦的計算能力，開發出先進控制的數學模型，使與經濟效益直接相關的產量、質量提高和原料、能耗降低，從而可獲得可觀的經濟和社會效益。APC在某些石化企業的裝置上試行已得到很好的驗證。
③ERP的實施：ERP作為IP產業的熱點，在國內國外皆有所報道，不少企業也以極大的熱情關注其實施。所謂ERP是英文Enterprise Resource Planning的縮寫，其直譯的意義為“企業資源規劃”。它是與將先進的信息技術和管理思想結合起來，最充分的調配企業的資源以便最大程度的獲取經濟回報。所謂企業資源和管理使之生產的安排、產品的銷售及原料供應（包括市場、合同、運輸、庫存和客戶間的基礎數據形成的供應鏈）、技術改造（計劃、評估、投資）、人事檔案（工資考核、人員調配）等方面的數據基礎上，使企業內部有一套集成的管理信息系統，以便最終達到企業管理規范化，領導決策科學化，提高市場競爭能力的目的。ERP的實現同樣是要建立在監視有效的信息數據源基礎上和干部認識及水平以及良好的外部環境條件，這些都是有直接關系，缺少任何一方面都會使運行環節受阻不暢，所以目前取得良好的預期效益的報道很不多見。
結束語
建設數據庫實現信息管理是今后流程型企業實施管控一體化的必然道路，它是符合國際上發展趨勢，具有前瞻性的技術。由于這個技術需要具多專業的意義知識，因此培養復合型人才，擴展現有技術人員的知識面學習是十分必要的。
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