神华黄骅港数字化港口初步设想_神华黄骅港战略分析

神华黄骅港数字化港口初步设想由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“神华黄骅港战略分析”。

神华黄骅港数字化港口建设

初步设想

科技信息中心

二0一一年十一月

0

目录

1.1.1 1.2 2.2.1 2.2 数字化港口概述...............................................................................................................2 概念.........................................................................................................................................2 数字化港口系统.....................................................................................................................2 港口信息管理系统的实施...............................................................................................3 系统目标.................................................................................................................................3 系统实施规划.........................................................................................................................3

2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 3.3.1 总体规划思路...................................................................................................3 黄骅港目前信息化状况...................................................................................5 建设建议...........................................................................................................6 建立以生产计划为主导的完备的MES管理系统..........................................7 经营管理层和决策层.....................................................................................10 系统建设.........................................................................................................................10 网络及硬件环境...................................................................................................................10

3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.2 计算机网络.....................................................................................................10 视频网络.........................................................................................................11 其它网络应用.................................................................................................11 服务器.............................................................................................................11 网络设备.........................................................................................................12 信息系统实施.......................................................................................................................13 3.2.1 公共部分.........................................................................................................13 3.2.1.1.门户管理.................................................................................................13 3.2.1.2.基础信息.................................................................................................13 3.2.1.3.工作流.....................................................................................................13 3.2.1.4.报表工具.................................................................................................14 3.2.2 MES主要应用系统的功能和相关数据接口.................................................14 3.2.2.1.生产计划管理.........................................................................................14 3.2.2.2.设备管理EAM........................................................................................15 3.2.2.3.能源管理.................................................................................................16 3.2.2.4.生产信息管理MIS.................................................................................17 3.2.2.5.绩效管理.................................................................................................18 3.2.2.6.安全管理.................................................................................................18 4.4.1 4.2 4.3 4.4 信息系统实施的措施.....................................................................................................19 领导的重视是解决实施过程的关键....................................................................................19 全员参与是系统实施的保障................................................................................................19 规范化的管理是系统实施的先决条件................................................................................19 持续改进，不断创新是系统实施的重要动力....................................................................20

港口信息化建设在提高港口企业管理水平、促进管理现代化、转变经营机制、建立现代港口企业制度、有效降低成本、加快技术进步、增强市场竞争力、提高经济效益等方面都有着重要意义，是带动港口企业各项工作创新和升级的突破口。

1.数字化港口概述

1.1 概念

所谓“数字化港口”，就是将计算机管理融合在港口生产中，实现港口生产的全方位自动调度控制，通过现代信息技术改变传统作业模式，提高港口作业效率。数字化港口代表着当今世界航运先进生产力的发展需求，是港口参与国际竞争的实力体现，也是衡量码头管理服务水平的重要标准。

1.2 数字化港口系统

码头数字化管理系统3C2S是在目前港口码头3C（Control,Computer,Communication）生产体系的基础上，引入先进的全球卫星定位系统（GPS），地理信息系统（GIS）等先进技术，对现有的码头作业工艺和生产信息流进行整合，加强3C生产作业系统生产过程的可控性和可视性，满足操作层、调度层、管理层、决策层对现场的数据需求，为企业生产、计划、调度、决策提供多角度、全方位的科学依据，具有国际一流水平的生产系统，可实现对港口生产要素（装卸、堆集、门检）的精确定位、动态跟踪、过程控制与可视化管理，提高装卸效率，降低运营成本，有效解决现在码头生产过程中司机操作不受控、生产要素实时信息滞后以及特殊天气对生产的影响等问题。2.港口信息管理系统的实施

2.1 系统目标

进一步提升港口生产作业的自动化管理水平，解决作业过程不完全受控、作业信息反馈滞后、自然环境制约（如恶劣天气影响）等问题，并实现作业过程可视化、作业机械状态远程监控和故障诊断，提高装卸效率，降低生产运营成本，缩短火车、船舶的滞留时间，提升企业服务水平和竞争力，必须建设港口信息管理系统以提高港口的数字化程度，进一步提升港口效益。

2.2 系统实施规划

神华黄骅港务公司是神华集团下属公司，黄骅港也是神华集团煤炭运输的关键环节。根据神华黄骅港务公司目前的生产状况以及大型物流行业的性质，对神华黄骅港建设数字化港口的目标，需要进行整体的规划，分步实施。

2.2.1 总体规划思路

根据港口为物流行业的性质，对神华黄骅港进行数字化港口建设，总体上设计为“三横一纵”的数字化管理模式。

横向里分为：物流管理、信息流管理和资金流的管理。物流、信息流、资金流伴随着港口作业的开始到完成，三者之间独立运行又存在着紧密的联系，只有三者保持着协调的运转，才能保证港口作业的顺利完成。

物流资金流信息流 纵向里根据从低到高划分为五层：设备层、控制层、MES层（精益制造管理系统）、经营管理层和决策分析层。

决策分析层经营管理层MES层控制层设备层

设备层：指用到进行港口作业的设备，包括：翻车机、取料机等等。控制层：是指对设备进行的自动化控制，包括：PLC、DCS等等控制单元和控制设备。

MES层：是指生产管理系统，对生产全过程的信息进行管理。包括对控制层实时数据的采集、生产设备的系统管理（EAM，包括：设备固定资产、维护、维修、工单、特种设备以及备品备件的管理等等）、生产调度系统、生产计划、生产绩效管理、能源管理、安全管理、生产过程信息管理（MIS）、视频监控、人员 物资车辆定位等等。

经营管理层：是指与经营管理相关业务的信息化管理，主要包括：ERP（企业资源计划）、进销存管理系统、市场管理、客户管理、办公自动化以及考勤、安防系统等。另外，还需要包括一些基础的数据信息和辅助信息，比如港口资源、路网管道信息、后勤服务信息等。

决策分析层：是对前几层的数据进行分析、总结，形成可提供给领导进行决策的数据信息。

2.2.2 黄骅港目前信息化状况

神华黄骅港务公司自建港这十多年来，在信息化方面经过多年的探索，已建立了相对完备的信息化系统，包括：设备管理（EAM），MIS（生产信息管理），OA（办公自动化系统），工业电视监控，VTS（船舶交通服务系统）等，这些系统的运行，大大地提高了港口的信息化管理水平。

工业电视监控系统：在港口各个主要设备处配备摄像机，摄取的各个监视点的情况，实时传输、显示在终端监视器上，使管理者、生产指挥者更直观、准确的掌握各主要环节的实际情况，从而更有效的指挥生产，处理和解决生产中出现的各种问题和事故。

船舶动态监控系统：通过电子海图能够动态跟踪船舶、锁定船舶，直观的反映航道内的船舶状况。水文气象站提供的潮位、能见度、风力、风速、温度、湿度、气压等信息，为船舶的有序组织和航行安全提供可靠的数据支持。

办公自动化系统：实现电子办公替代传统纸上办公，无纸化电子办公的快捷、便利、机密性、低成本对日常办公的效率和质量发挥重要作用。

档案管理系统：将纸质、声像、实物等各种介质的档案通过扫描、音频视频采集和数码照相等手段，转换成计算机中可以存储的、数字化、电子化的档案。再通过编目、摘要、索引等方法管理起电子档案，为档案的查询、检索和利用提供数字化的服务。

生产作业管理系统：生产作业管理系统通过记录作业环节中的生产数据及故障时间，形成各种分析结果、报表和图示，比如作业效率、设备故障率、泊位利用率等。企业资产管理系统：建立设备故障分类体系，通过对设备维修和故障排查经验的积累，形成故障体系数据；通过详细的物资消耗记录，制定更加科学、准确的消耗定额和储备定额，使物资采购计划的制定不再是盲目和凭经验工作。

财务管理系统：实现对企业财务进行全面管理，在完全满足基础核算的基础上，实现财务全面预算、固定资产管理、财务报表的管理。

但是，随着各个信息系统的完成，也存在着一些不足之处，主要有： 1）各层之间数据交换不够通畅。

a）控制层的一些实时数据无法进入MES层，生产过程和生产调度无法实时获得生产设备状态和过程数据，需要建立实时数据库，对主要生产设备的PLC进行实时数据采集，并实时将生产数据传递给生产管理人员和调度人员。

b）MES层的数据与经营管理层的接口不够完善，目前除设备管理系统EAM、计费系统与财务系统有比较完善的数据接口外其它尚无完善的数据接口。比如：生产过程中能源消耗费用、人力成本费用等。

2）本层之间的数据共享程度不够。

比如：MES应用层的实时数据以及设备维修以及停机信息与生产调度和生产计划管理之间的数据共享等等。2.2.3 建设建议

A）MES层中需要增加实时数据的采集功能，包括生产设备运行状态数据、生产实时数据、人员设备车辆的定位实时信息等等。生产区域人员定位系统：通过在堆场及码头范围内部署无线网络，现场作业人员配置无线传感定位标签，实现对生产区域人员运动轨迹的跟踪、记录在监测点的停留时间，使管理人员随时掌握生产现场人员的分布情况，有利于对现场进行人员管理和安全维护。管控一体化系统：生产作业管理系统通过对控制系统自动提取作业环节中的生产数据及故障时间，形成各种分析结果、报表和图示，比如作业效率、设备故障率、泊位利用率等。同时根据生产 作业管理系统生成最优作业方案，形成作业指令发送到控制系统中，实现管理系统和工业控制系统的有机集成，实现真正意义上的管理控制一体化，达到管理指导生产，生产数据反馈给管理的目的。

生产设备动态监测系统：实现将生产控制系统中的数据实时发布到管理岗位的客户端计算机上，企业的管理者通过打开相应的页面，实时掌握现场生产情况。比如：设备作业、故障、维修的状态，及装卸设备的瞬时流量。

B）建立完善的生产计划管理功能，整合设备管理、生产过程控制、生产调度、能源管理、安全管理等方面的数据，完成生产计划的计算机自动生成（自动排产），实现生产短周期计划的自动滚动，进一步提高工作效率。

C）完善绩效管理信息系统，形成完整的人员、设备、生产考核，并对上述的计划完成情况进行考核和反馈，形成从生产计划到绩效考核的一个完整的闭环。

D）进一步建立建全资源管理信息系统，包括地理信息系统（GIS），后勤服务信息系统，安防信息系统等。

2.2.4 建立以生产计划为主导的完备的MES管理系统

数字化管理系统，要以生产计划为主导，通过生产计划的计算机自动制定，带动其它MES模块（包括：生产过程信息MIS，设备管理EAM，能源管理EM，绩效管理，实时监控，交通服务VTS以及相关信息化系统）的运行。

主要过程是：当计划管理系统接收到火车或船舶到港信息后，首先由系统根据实际情况，确定进行生产作业的工作流程（工序），并根据当前设备运行情况（信息来自于设备管理系统EAM）、人员配置情况（信息来自于生产信息管理系统MIS）、能源供应情况（信息来自于能源管理信息系统）、环境情况（例如：天气情况等，数据来自于安全环境信息系统）等，由计划管理系统自动生成卸车、装船的作业计划，包括：作业线路（工序），开始、结束时间，作业部门、班组等相关信息，通过计划人员确认后，下发到生产信息系统MIS，进行作业。生产信息系统MIS收到作业计划后，根据计划启动作业，同时调度或实时监控系统实时向生产计划系统反馈生产作业完成情况，并根据实时数据向绩效管理系统提供完成率和设备状态等KPI（关键技术指标）和能源使用情况。

计划管理系统收到反馈的数据后，根据生产实际情况滚动调整作业计划，主要调整下一次作业的作业计划，并反馈给生产信息系统MIS。

设备管理系统EAM，根据实时监控系统反馈的实时数据，监控生产设备运行情况，设备管理人员根据设备运行情况，汇同点检、巡检情况，制定设备的维护、保养、润滑、维修计划，并反馈给生产计划管理系统，生产计划管理系统可根据设备维修计划，实时调整以后的生产作业计划。

当生产结束后，绩效管理系统实时地计算出生产的成本、费用、各种KPI指标等，经过人员确认后，根据不同的需要反馈到不同的信息系统，例如：成本、费用等信息反馈到ERP财务管理系统，设备运行KPI指标反馈到设备管理系统EAM等。生产信息系统完成一次作业后，将作业结束的信息反馈到计划管理系统，同时计划管理系统完成并下达下一次作业的作业计划，并将本次的计划完成信息传递给绩效管理系统，作为绩效考核的依据。

收到车、船到港信息根据生产实时情况调整下次作业计划安全环境信息系统生产计划管理系统开始生产计划（排产）港口环境及气候安全管理设备条件生产信息系统MIS人员配置及班组作业情况生产实时监控和调度能源管理系统当前能源供应状态能源统计满足人员条件满足作业环境条件生产作业实时数据接收作业开始生产视频监控能源费用生产作业记录满足能源供应条件满足生产结束人员及车辆实时定位设备管理系统EAM生成作业计划设备当前状态，维修计划等 设备运行状况记录设备维修及备品备件生产费用下达作业计划作业计划完成情况资源管理绩效考核绩效考核记录设备费用绩效考核计算资源信息库ERP绩效考核计算结果管理统计及奖惩费用管理 9 2.2.5 经营管理层和决策层

目前集团正在实施ERP的管理系统，考虑到以后与集团ERP的衔接，在这里不再进行规划。

决策层是在前几层的基础上建立和完善的，考虑到数字化港口建设需要分多期完成，在基础层数据不完善的情况下，在这里暂时不考虑决策层的规划。

3.系统建设

3.1 网络及硬件环境

3.1.1 计算机网络

根据不同的层次和功能，计算机网络从低层到高层可以分成三层，即：控制网络、MES网络和管理网络。

管理网络决策分析层经营管理层MES层MES网络控制层控制网络设备层 控制网络：主要是PLC、DCS、控制单元、工控机等，通过该网络控制生产设备，包括：Modbus控制协议以及工业以太网等方式。该网络的主要功能是下达控制信号控制设备的生产运行，并反馈回设备的运行状态信息以及设备的运行数据。

MES网络：主要应用于MES层内数据的传输，以及从控制层读取实时的生产数据信息。主要网络形式为以太网。

管理网络：主要是管理系统应用的网络，包括：ERP、OA以及其它的数据运行网络。网络形式为以太网。

三层网络之间相互独立，本层内数据主要在网络内部传送，层与层之间的数据，通过安全接口实现从低层网络到高层网络的数据传递。为了保证各层之间的数据和网络的安全性，各层网络之间通过硬件防火墙和网关等设备进行隔离。

3.1.2 视频网络

视频网络主要对港口码头、翻车机房、堆场以及主要的生产设备的视频监控。目前，随着科学技术的发展，视频监控网络也由以前的通过成本较高的电缆（485电缆）传送，转变成了数字化视频监控网络，通过压缩技术将视频信号进行压缩，并通过有线或无线的计算机网络（以太网或internet）进行数据传输。

由于视频的传输数据量较大，因此，我们在计算机网络建设过程中，要考虑到视频数据传送所需要占用的带宽，或者建立专门用于视频数据传输的计算机网络。

3.1.3 其它网络应用

根据港口的实际情况，可能的其它网络还有，RF识别（电子标签）传输网络、安全报警（防次、消防用报警器网络）、广播通告等网络，这些要根据港口的实际情况完成，这里不再详述。

3.1.4 服务器

根据应用和功能的不同，需要建立多台服务器，包括：数据库服务器（关系数据库）、实时数据库服务器、GIS服务器、视频存储服务器、定位服务器、WEB 服务器以及面向不同应用的应用服务器（比如：设备管理系统EAM服务器、ERP应用服务器等等）。

3.1.5 网络设备

主要包括网络建设的主要硬件设备，包括：交换机、硬件防火墙以及Internet的接入设备和各种线缆和无线网络设备（无线路由、AP、中继设备等）等等。

视频服务器防火墙GIS目录服务器管理网络用户终端管理网络用户终端短信用户FTPWEB实时通讯以太网邮件服务器管理网络用户终端管理网络用户终端数据库服务器应用服务器（OA、ERP、资源管理、安防等）管理网络路由无线网络以太网MES用户终端MES用户终端实时数据库关系数据库应用服务器（EAM、能源、计划、调度、MIS、绩效等）MES网络防火墙上位机上位机上位机PLCPLC其它设备。。。PLC控制网络设备设备12 3.2 信息系统实施

3.2.1 公共部分

在信息系统建设之初首先要对系统中的一些内容进行整体规划，包括一些应用于各个系统中的公共部分。

3.2.1.1.门户管理

由于各个层中的应用比较多，要把信息系统完成地结合起来，统一的门户登录（即：单点登录，用户在一个界面登录后可以根据用户所属角色的权限访问相关的应用系统）是一个必须要解决的问题。所以，在系统建设之初，首先要考虑对各个应用系统进行统一的角色、用户和权限的管理。建立统一的用户管理平台。

3.2.1.2.基础信息

一些基础信息需要应用到各个信息系统中，主要包括：人员、部门、岗位、物料信息以及数据字典表等。

另外，对一些基础的信息需要考虑统一的编码，制定各个应用系统可以接受并能方便使用的编码规范。比如：物料编码、设备编码等。

3.2.1.3.工作流

许多的应用系统中包含了工作流的过程，例如：EAM（设备管理）中工单的流转等，都需要有一个好的工作流管理平台的支持。所以，在进行信息系统建设规划时应该考虑建立一个应用于各个系统的统一的工作流管理平台。3.2.1.4.报表工具

很多应用系统都有统计数据结果的显示，即报表输出功能。为了方便于统一管理和简化应用，建立和使用统一的报表服务工具也很有必要性。

3.2.2 MES主要应用系统的功能和相关数据接口 3.2.2.1.生产计划管理

主要功能： A）短期计划制定

获得到车、到船信息，并根据当前的人员、设备、能源和环境情况自动进行短期计划制定，即生产排产。并根据计划完成的实时数据，自动修正短期计划，并实现计划滚动。B）中长期计划分解

将ERP来的中长期计划进行分解，以便于对计划完成情况进行分析统计。

C）计划完成情况统计分析

通过短期计划的完成情况，合并统计整体计划的完成，通过分析计算，反馈到ERP系统中和绩效考核系统中。主要数据接口：

A）从管理层ERP获得长期计划数据； B）向MIS下达最新的短期生产计划； C）从MIS系统里获得计划的完成情况数据；

D）从实时监控调度管理系统中，实时获得当前计划完成情况； E）从EAM获得当前设备情况以及维修计划； F）从能源管理系统中获得能源供给情况数据； G）从安全环境系统中获得环境数据； H）将计划完成情况反馈到ERP中。I）其它的外部数据接口，如：从外部来的到船、到车信息等。3.2.2.2.设备管理EAM 主要功能：

A）设备台帐、卡片、固定资产的管理

建立或从外部（ERP财务系统）获得设备等固定资产信息，并加以管理并建立设备卡片。信息包括：设备的采购信息、生产厂家、供货商信息、使用年限、折旧、净值、设备分类等级（A、B、C类）、设备的技术等级和技术指标等信息。B）设备维护、保养、润滑、点检、巡检的管理

维护、保养、润滑计划的制定，以及计划的执行情况和记录。对作业过程中发现的问题，可以生成维修计划，转入维修管理模块。C）设备维修计划的管理

制定设备的年度、月度维修计划，并可根据情况制定短期的维修计划，对计划停机设备的相关数据传送到生产计划管理系统，作为生产计划制定的依据。D）设备的维修，工单的管理

主要为工单的制定以及工单执行过程中的数据记录和工作流的执行。另外还包括：维护过程中人员、工种、工具、备品备件的使用和费用情况，以及维修过程中的安全防护措施的审批和执行情况记录。E）特种设备的管理

特种设备的年检、标识等方面的管理，并为安全管理信息系统提供数据接口。F）计量器具的管理

计量器具的检定管理，以及相关数据的记录。G）备品备件的管理

从进销存系统中读取当前库存备品备件的数据信息，并对维修过程中备品备件的使用情况进行统计。H）设备实时状态的监控

从实时监控调度系统中获得当前设备的实时状态信息，并对设备的报警信息进行记录和处理。I）KPI指标和分析

对生产设备的关键技术指标进行统计和分析。主要数据接口：

A）与实时监控生产调度的数据接口；

B）与ERP财务系统的数据接口，包括：固定资产台帐建立、折旧以及设备维修费用等；

C）与管理层进销存管理系统的数据接口，包括：设备的采购信息、备品备件的采购和库存信息等；

D）与安全管理的数据接口，包括：特种设备的年检等数据的接口； E）与绩效管理系统的数据接口，包括：KPI指标完成情况等； F）其它可能的数据接口，如：与人力资源管理系统的接口，人力成本的核算等； 3.2.2.3.能源管理

主要功能：

A）能源使用计划的管理

制定能源使用计划，并根据实际完成情况，进行计划分析； B）能源计量点管理

根据不同的管理需求制定计量点，例如：部门、设备等，并根据制定的计量点，计算各个计量点的能源消耗数据。C）能源平衡管理

对各个计量点使用的能源根据不同的方式，主要有：平均分配、按比例分配、定额等方式进行能源平衡，并计算能源费用。D）能源统计和费用计算 E）能源使用实时数据监控

从实时数据监控系统中读取数据，对能源使用情况进行实时监控。主要数据接口：

A）实时数据监控的数据接口，实时读取能源使用数据，并对某一段时间能源使用量进行统计汇总；

B）与ERP财务管理系统的数据接口，主要为能源消耗费用数据； C）与绩效管理系统的数据接口，为绩效管理系统提供数据，计算生产过程中的能源考核指标； 3.2.2.4.生产信息管理MIS 主要功能： A）生产过程监控

对生产过程的实时监控。B）生产计划执行

接收生产计划，并组织安排生产。C）生产数据记录和统计

对生产过程中的数据进行记录，并对作业量以及相关的技术指标进行统计； D）生产结果汇报

对完成的生产作业，将生产作业结果上报到计划管理系统。同时将生产结果上报到绩效考核系统，以对生产作业情况进行考核。主要数据接口：

A）生产实时监控的数据接口；

B）与生产计划管理系统的数据接口，从生产计划管理系统中获得下达的生产计划，并将计划完成情况上报给生产计划管理系统； C）与绩效管理系统的数据接口，为绩效管理系统提供数据； D）其它可能的数据接口：人力资源管理、考期管理、设备管理（设备故障、隐患的上报等）等； 3.2.2.5.绩效管理

主要功能 ： A）考核标准的制定

根据需要制定考核标准。B）考核数据的引用和考核

从设备管理、能源管理、MIS生产管理等系统获得生产、设备、能源等方面数据，进行考核计算。C）考核结果的上报

将考核计算结果上报到ERP管理系统中。主要数据接口：

A）与设备管理EAM的数据接口； B）与能源管理系统的数据接口； C）与MIS系统的数据接口； D）与ERP系统的数据接口； 3.2.2.6.安全管理

主要功能 ：

A）生产安全管理制度和规则

建立和制定生产安全管理制度和规则。B）生产过程中的安全管理

包括：危险源的定义；隐患、事故的处理和记录，以及相关工作流程审批记录； C）安全检查及管理

安全检查记录及处理记录； D）安全培训

职工安全培训的计划制定和培训记录。E）劳动保护

劳动保护用品的发放和记录。F）特种设备

特种安全设备的年检和考核。G）安全生产环境

安全生产所需要的环境监测。H）安全专项费用管理

专项安全费用的管理和记录。主要接口：

A）与ERP财务管理的数据接口，费用管理； B）与设备管理的数据接口，特种设备管理； C）与绩效考核系统的数据接口，安全绩效管理；

D）实时数据监控的数据接口，重点设备和生产环境的监控；

4.信息系统实施的措施

4.1 领导的重视是解决实施过程的关键

管理者是组织的核心，管理员的高度重视是推动系统实施的关键因素，只有管理者的高度重视才能调动起广大干部职工的积极性，保证系统的实施。

4.2 全员参与是系统实施的保障

提高全员参与到信息化建设的积极，是系统能够顺利实施的保障。因为广大员工是系统的具体操作者，提高其重视性和工作积极性，才能保证系统数据的完整性和可靠性，才能保证各个工作流程的顺利完成。

4.3 规范化的管理是系统实施的先决条件

规范化的管理是系统实施的先决条件。只要规范化的管理才能保证系统中业务和数据流的正常运转。规范化的管理明确了相关业务的责任人，从而保证整个系统的正常运转。4.4 持续改进，不断创新是系统实施的重要动力

随着系统的运行，以及科学技术的不断进步，对整个系统的改进和调整是保证系统能够正常运行的源动力。