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化工业信息系统整体集成方法

2008-04-28 09:54:32  来源:中国电子政务

摘要: 爱因斯坦曾经说过:“成功等于艰苦奋斗+正确的方法+少说空话”。是否少艰苦奋斗和少说空话不是我们这里讨论的对象,但集团企业信息系统的集成方法是否正确对信息系统建设有决定
关键词: 化工信息化

    《2006-2020年国家信息化发展战略》明确指出:我国信息化发展已具备了一定基础,进入全方位、多层次推进的新阶段。企业信息化更是如此,已经从单方面信息技术的应用逐步进入到产品营销、管理和控制全方位的利用信息技术,提高产品应对市场的竞争力,但是一个集团企业往往主导产品不止一个,又有相互依托的辅业,像海化集团目前就有海洋化工和石化两个主业,还有一个热电的主要辅业,要全方位的利用信息技术提高产品市场竞争力和管理水平,必然要解决各个应用系统的集成问题,正确处理信息孤岛和集成平台的矛盾,方能取得信息化的整体效益。我们以海化集团相继实施的海洋化工信息化整体解决方案、石化信息化整体解决方案、热电信息化整体解决方案、集团门户、集团人力资源系统、集团财务系统和集团物流系统为例,简要说明它门本身及与其它系统怎样集成?如何以应用范围确定集成跨度,如何较好地处理信息孤岛与集成平台的矛盾,较准确的把握集成的“度”,使集团企业信息系统收到事半功倍的效果。

    一、目标

    从整体集成架构示意图清楚的看出它有纵横两类信息系统组成:纵向的信息系统是以产品为对象,按产品流程(要符合行业特点)集成;横向的信息系统是以管理为对象,按管理流程(反映管理特色)集成。

    这样一个集成的信息系统随着人们对企业信息化认识和作用地不断提高,要经过三个不同层次的系统集成才能形成。

    二、基础集成

基础集成是横向同一个管理系统或纵向产品系统同一个层面内,以满足业务需求为目的的系统集成。如把各分子公司的人事档案、工资、保险等管理系统,统一集成到集团的人力资源管理系统中;把分散的财务管理集成为集团财务;把同一产品不同时期实施的不同品牌的DCS系统集成在一起,在一个中心控制室完成集中控制。这样的基础集成可以提高处理业务效率,有直接的经济效益和效果。如把热电的四期五个品牌的DCS系统集成在一起,可以减少三分之一的操作人员,并且大大减轻操作人员的劳动强度;集成人力资源和集中财务管理,可以大大减少集团公司和分子公司之间及分子公司相互之间的人员来往,成倍的提高业务处理效率。

    基础集成的主要目的是消除同一个管理系统内或同一层面内的信息孤岛,使得在同一个管理系统内或同一个层面内实现数据共享和功能集成。

    基础集成的环境相对较好。从产品的角度看,大多数应用系统属同一个产品类型,如用友的NC产品、浙江中控软件技术有限公司的MES产品等;从使用者的角度看属同一系统或同一个部门,如使用NC产品的都是同一个公司的财务管理人员。环境好就容易实现集成,因为不需要企业(用户)考虑数据共享的问题,同一个系统设计时自然会考虑数据共享功能集成的问题。但是在基础集成时未必然所有的应用系统的数据环境都是主题数据库的形式,如果不是这样的形式,我们应该要求应用系统供应商按照集团企业的统一要求,使数据环境升级到主题数据库的形式,尽量提高数据资源的利用率。

    基础集成的难点在产品系统的MES层或SIS层,因为在MES或SIS层有若干个不同的生产管理系统,如设备管理、质量计量管理等;突破难点的关键是选用同一平台的产品,实现在同一个主导产品系统中使用统一的数据标准和数据环境。

    当我们逐步完成基础集成时首先暴露出来的突出问题是:

    产品系统各层之间的信息孤岛成为本层系统功能完善、提高产品市场反应速度的瓶颈。

    以海洋化工信息系统(纯碱产品的信息系统)为例看:

    过程控制层包括基础自动化层和过程自动化层,服务对象都是流程化工的设备和产品生产工艺流程;基本功能是保证生产指标始终处于最佳状态。即具体执行来自管理执行层的生产计划,落实节能降耗的指标,按时生产出保质保量的产品,还要把产品生产过程中的质量、数量、时间信息和设备的状态信息上传给管理执行层。

    管理执行层的主要任务是有效的计划合理的调度生产。首先接受来自经营计划层的产品计划指令,结合过程控制层的实际生产能力,协调本层所有与产品生产有关的软硬资源,如纯碱的水电汽、设备等资源,下达具体的生产任务和控制指标。

    经营计划层的主要任务是接受用户和市场的指令,为客户按时提供保质保量的产品,接受来自管理执行层的产品数据,准确适时的为客户提供服务;

从各层的功能上看,各层相互独立时,只能完成一部分基本功能,但是不能完成上下信息的相互传递所必须的功能,如果真正实现各层的功能,利用信息化手段提高产品的市场反应速度,必须要完成同一个产品的系统集成。

    三、产品系统集成

    产品系统集成自然是同一个产品的三个层面:即过程控制层、管理执行层和经营计划层(如图1)的信息系统的集成。

    产品系统集成要在利用信息技术实现三个创新的基础上完成,即:

    首先是产品生产环节信息技术的应用,实现技术创新;普遍使用集散控制系统(DCS)和PLC,实施先进控制和优化控制,提高产品生产的自动化程度。

    二是营销环节的信息技术应用,实现营销创新。大力推广电子商务(BtoB或BtoC)和网络营销,改造企业采购销售物流系统,提高对国内外市场的应变能力和开拓能力。

    三是管理环节的信息技术应用,实现管理创新。推广应用企业资源计划(ERP)和客户关系管理系统(CRM),再造企业流程,实现企业运营管理的网络化、智能化和集成化(协同商务)。

    具体的集成思路和方法可参见《海洋化工集成制造信息系统总体解决思路与实践》。

    石化信息系统整体解决方案和热电信息系统整体解决方案同海洋化工集成制造信息系统总体解决思路相近,功能略有差异,不再赘述。

    当我们逐步完成了产品系统集成就基本解决了基本集成后的问题。但同时会发现横向的管理信息系统缺少需求信息和基础数据的支撑,成为无源之水,导致系统使用效率不高,经济效益不明显的矛盾。

    如集团人力资源管理系统,单单管理员工的档案、工资和保险等是远远不够的,人力资源管理的核心是通过对员工绩效计划、考核、反馈等环节来实现正真意义上的人力资源管理,集团人力资源系统直接管理的只是极少数的管理人员和领导,而大量刻画员工绩效的数据是在产品的信息系统中。如热电一个职工的绩效信息是在SIS系统实际数据的基础上,在MIS系统中对比计划指标计算出来的;再如集团物流系统的需求信息,如何时购置某设备的信息,是由该设备所在的生产系统中的动态数据(实时数据库中)和静态数据(关系数据库中)比较产生的;没有正确需求信息支撑的物流系统,必然使得物流管理系统的经济效益不明显。解决这些矛盾有效的办法就是要实现纵横信息系统的整体集成。

    四、纵横系统整体集成的要点

    如果基础集成和产品系统集成的重点是消除信息孤岛,实现数据共享和功能集成;而纵横信息系统整体集成的重点则是要避免无原则的堆积“信息大陆”,导致系统集成的软硬资源投资成本大幅度地提高,数据大集中的安全风险等弊端,而是按实际的应用确定合理的集成范围和恰当的集成点。

    1.要有指导纵横信息系统整体集成的方向、目标和统一的集成策略。

    有大型流程化工制造业的行业特点(如:通常说的化工生产要:安、稳、长、满、优。)和其核心业务决定,整体集成信息系统的方向是:集成制造、协同商务;集中管理、尽其人财;科学创新。

    目标是:主导产品的“管、控、营”一体化和集中智能化管理。

    统一的集成策略是:纵向以产品流程集成;横向以管理流程集成;整体在营销层面以应用确定集成。

    方向、目标和集成策略自然是集团企业信息化规划的重要内容。

    2.清晰的整体集成架构。如图一,整体集成架构具体落实集成策略。

    3.以应用范围确定集成跨度。明确集成哪些应用系统和集成这些应用系统的具体内容。只有对纳入集成范围的应用系统功能、达到的具体目标清楚,服务的内容和范围了如指掌,才能恰如其分的界定集成范围,合情合理的集成。

    纵向产品信息系统要相互独立,尤其是产品系统的中层和底层要保证绝对独立;横向管理信息系统最好是一个平台上的产品。应用关联密切的系统才有集成的必要。

    如海洋化工集成制造信息系统中的纯碱产品的信息系统是自下而上(控、管、营)相对独立的系统,尤其是在管理执行层和过程控制层完全独立;石化和热电的也是如此,因为它们的营销层的绝大部分和下边两层的应用都是相互独立的,所以各自上下集成是合情合理的。也没有必要把热电MIS层员工绩效管理功能完全集成到集团人力资源系统中,因为从应用的角度,集团领导并不直接考核热电的员工,而是有热电的领导按工作需要和业绩考核管理热电职工。以应用范围确定集成跨度才是合理的。

    4.数据以集成跨度而定。数据集成是功能集成的前提,需在数据标准、数据环境和数据库管理系统做到在应用跨度内统一。

    数据标准:在同一个集成跨度内,使用相同的数据标准;如纯碱信息系统的信息代码标准不同于石化和热电的信息系统。

    数据环境:同一个集成跨度内,建立主题数据库。没有必要把纯碱系统和氯碱的数据集成在一起,更不要搞全集团的数据大集中。否则将导致应用系统的软硬件投资大幅上升,同时带来数据安全和网络安全的隐患。

    数据库管理系统:管理信息系统和产品信息系统上层以关系数据库管理系统为主;中层和底层使用实时数据管理系统;使用各自集成的数据库系统最为合理。

    同一个产品的数据是集成的,管理层数据最好是主题数据库的形式,要在同一个平台上集成;但是没有必要把不同产品的数据集成在一起,尤其是底层和中层的数据保持各自的独立是合适的,如没有必要把纯碱的生产数据和石化的生产数据集成在一块,因为没有这样的应用。包括它们使用的实时数据库系统,最好相互独立。还要遵从选用产品系统和实时数据库的配套独立性,如浙江中控软件技术有限公司的MES系统配套的实时数据库是自己的,南京科远自动化技术有限公司的热电厂监控信息系统也是使用自己多年开发集成的实时数据库系统;如果我们选用了他们的应用系统,再要求他们使用像PI这样的实时数据库管理系统,或者把所有的实时数据都集成在一起,都是不合理的。违背这些基本事实的集成则劳民伤财得不偿失。

    5.网络也以应用集成跨度而定。由于产品应用系统中、底层的应用是独立的,数据也是相对独立的,所以硬件中、底层的MES(或SIS)和DCS的网络也没有集成在一块,可以是相互独立的网络。以纯碱产品系统为例,它的整体集成网络架构示意图(如图2),三级网络具有的不同任务。过程控制系统级网络负责对生产过程监控、优化;生产执行系统级网络着眼于生产过程管理;经营计划(管理信息网络)系统级网络执行产品统计、市场销售、宏观管理、决策等。它们对通讯的要求,如吞吐量、延时、实时性、可靠性等都是不相同的,因此,相应的通讯协议、拓扑结构、局域网存取控制方法和网络介质等往往也各不相同。化工流程制造业集团企业的计算机网络是一个由多个异构、异质的子网经互联而形成的“超级局域网”。

    集成硬件网络要充分考虑三层应用的不同任务对网络的不同要求,一是时间的要求,二是安全程度的把握;并一定把握安全的底线和系统集成点;在经营计划层同管理网络集成联通、中层产品独联、底层保证绝对单向(向上)通讯独立,而决不允许中层系统自动向底层写控制指令。

    6.组织领导保证系统整体集成和人员集成。有了指导纵横信息系统整体集成的方向、目标和统一的集成策略,就必须有领导、组织部门负责落实,在实施应用系统时贯彻统一的集成策略,按合理的方法集成,把适当的信息人员集中成立相应的组织,有专门的人员负责规划和集成策略的研究,如海化集团就有总经理挂帅的信息化工作领导小组,有专抓信息化工作的副总,信息中心有专门负责规划和集成的小组和人员。遵从客观规律制定修正集成策略,在信息化项目中组织落实集成策略。这样就客观地避免了集团企业内部实施应用系统提出信息化需求时的“盲人模像”(各自站在自己的角度提需求),和集团企业外部IT厂商的“买鱼的不管虾市”(实施ERP项目一般不会主动考虑同MES的集成),集团企业就可以较好的把握信息化建设的主动权。

    集团企业信息化人才集成乃以管理和应用的范围确定。如可以把实施管理信息系统的技术人员集中起来,因为实施不同产品的ERP都差别不大,集中管理可以节省人力提升技术水平;但不能把搞纯碱信息系统先进控制的技术人员同热电的SIS技术人员集中管理,相互替代使用,集成这些技术人员实际效用不大,因为在中底层的技术人员主要以各自工艺技术为主,单纯的信息技术仅占较少的一部分。

    7.集成的顺序要符合客观规律。在整体集成策略指导下,其集成的顺序是分步自下而上集成,先基础集成、再产品系统集成,后实施整体集成,同一个产品系统不能跨越集成,但整个集团企业三个阶段的集成并非严格地按层次进行,而是看实际需求按应用的条件而逐步集成,如海化集团的门户网站尚未集成,热电的DCS也未集成,财务正在集成,纯碱产品的信息系统已经基本完成上下一条线的纵向集成。

    遵从客观规律:流程制造业信息化的直接效益规律是下大上小;如实施DCS、先进控制和优化控制的直接经济效益比实施ERP的直接经济效益大的多,容易看到直接经济效益实施起来就容易,因为直接的经济效益最容易坚定企业领导投资信息化的信心和决心;管理因素规律是上多下少,在企业实施信息化项目中牵扯管理因素越多,实施起来就越困难,因为管理和人有关,要恰当处理各方利益和关系,实属难题;技术含量规律是下多上少,DCS是八份技术二份管理,而ERP是三份技术七份管理,刚刚谈过管理流程中自然是管理人素居多,管理的因素主要依据人。灵活的东西多,较难办;还有一条是制造业的两类信息系统:管理信息系统和产品信息系统比较而言,产品信息系统是主要的,管理流程依附产品流程,而产品信息系统的数据源头在底层,所以总的(实施)集成顺序是自下而上。

    8.系统集成点的确定:纵横集成的点应该在放在高层,也就是说,管理系统应该从产品管理层的高层进行通讯和相互交换数据。

    看一个纵横系统集成的简单实例:集团已有人力资源管理系统,热电MIS中是否还要人力资源模块?回答是肯定的,一定要,因为管理的角度不同,相互集成才能完美。

    热电人力资源模块要使用集团统一的数据标准,如职工基本信息中的职工代码;热电人力资源数据环境(如职工基本信息库)是集团人力资源数据环境的子集;独立完成绩效计划考核、局部人事变动等功能,按时回填变动的数据,保正集团人力资源数据客观统一和统一管理的需要。

    9.所有决策数据在门户系统中体现。所有辅助决策的信息要在集团企业门户里展现,因为集团的决策层面对的是集团的主要管理流程,不可能在辅助决策查询时在终端上同时打开一系列不同的信息系统,也是从实际应用的角度考虑集成。

    10.唯有源头活水来。当逐步完成系统的整体集成后,产品系统有底层数据源支撑,管理系统有生产系统源头信息的支撑,决策信息在门户体现;共同通过一个门户获取市场和客户的指令信息,整个集团企业信息系统实现了指令在市场、核心在管理、源头在底层的目标,像一个有机的整体运转就灵活了!

    五、集团企业信息系统整体集成的认识和启示

    1.不同层面看集成。基础集成可以产生直接的效益或提高效率,如集成的财务系统可以提高资金周转率;纯碱的优化控制和先进控制系统可以提高碳化转化率,降低纯碱生产成本;产品系统集成的效益是提高该产品的市场竞争力;纵横系统的合理集成则会辅助实现集团企业集成制造、集中管理提高核心竞争力的目标。这样就把实施信息系统及集成的目标同集团企业的经营目标和战略统一起来,达到自然应用水到渠成的效果。

    2.遵从规律,客观集成、事半功倍。前面提到的分层集成、自下而上的集成顺序、以应用范围确定集成跨度、数据和网络的集成原则、在产品系统集成中的数据为系统集成基础等都是遵从流程型化工制造业信息系统集成的客观规律,事实证明遵从规律、客观集成可以取得事半功倍的效果。

    3.克服不利环境因素,加强集成协调管理,牢牢把握信息化建设的主动权。集团企业的外部环境和内部环境都不具备产品系统集成和纵横整体集成的条件:集团企业内部一个产品的链条往往分割在几个部门,由于管理体制和利益的关系,往往不关心信息化系统的整体效益,容易出现需求“盲人摸象”,实施“各自为政”的问题;外部是从产品的角度看,如果说产品系统集成的环境和技术可以借鉴一些,有些产品考虑了两个层面,即管控一体化的解决方案,但很少有“管、控、营”一体化的解决方案,现在的应用系统产品供应商几乎没有开发涵盖一个产品三个层面的整体解决方案,更不会有一个集团企业的信息化整体解决方案,也易出现需求调研时“买鱼的不管虾市”、实施时“得过且过”的弊端。因此集团企业实施信息化项目内外管理协调起来有较大的困难,必须予以足够的重视。纵横系统集成则更是靠集团企业自己把舵。首先是有整体集成的目标和统一的集成指导思想,使用正确的集成方法。坚持统一的领导、组织协调,才能自始至终把握信息化建设的主动权,收到信息化投资的应有回报。

    爱因斯坦曾经说过:“成功等于艰苦奋斗+正确的方法+少说空话”。是否少艰苦奋斗和少说空话不是我们这里讨论的对象,但集团企业信息系统的集成方法是否正确对信息系统建设有决定性的作用。集成方法正确,信息化项目才有可能成功,才能取得事半功倍的效果,集团企业才能从信息化系统中获得直接效益和整体效益。
 


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