摘要：本文旨在阐述以计算机、互联网为先进手段实现企业信息化的重要性。它可使企业领导层能真正获得在线的生产过程及经营管理的信息，能极大的提升企业的核心竞争力。强调信息化过程中对基础数据源的建设是最重要的一环。
关键词：管控一体化 数据源 实时数据库 关系数据库
一. 概述
党的十六大明确提出我国要走“以信息化带动工业化，以工业化促进信息化”的工业发展道路，因为它可极大的提升企业的竞争力。如何来理会、领会并进行贯彻是今后较长时间内自动化工作者的任务。
自动化技术特别是与计算机及网络系统相结合，在过程工业的普及，实践证明对产品的质量提高，增产挖潜，确保安全生产，改善和加强企业管理水平可取得明显的经济效益。它已被先觉的领导者们认识到是今后赢得市场竞争胜利的重要途径，也就是石化企业提出要实现“安稳长满伏”目标的保证手段。目前，利用计算机及网络技术的装备及运行水平已成为衡量企业的先进性、科学管理合理性的一个主要因素。
对于以生产过程复杂，相互关系密切，品种众多的大型企业实现信息化必须先要有合理的规划和设计方案，夯实基础工作数据源的建设。在流程工业中，信息一般可分为两类：实时信息和管理信息。这是不同性质的两类信息，因此要建立与这两类信息相适应的数据库管理系统。
实时数据库的数据源来自对生产过程进行监控的DCS、PLC和IPC，来自他们的这些实时数据正确反映了当前生产过程、设备运行、储运及公用工程的状况并记载了过去的历史数据，担负了实时信息的集成，是企业管理信息系统（MIS）的基础信息平台。生产经营管理信息以办事处存在传统的关系数据库内，其数据源来自经营管理部门，有时也包括了办公自动化的数据。通常是以网络的C/S体系结构实现下层的设备站点与数据库之间的连接，把反馈上来的数据进行处理、分析判断，供生产指挥者和领导进行调度及经营决策。
二. 数据采集
数据源是指可即时可获得数据的实体。数据种类较多，牵涉面较广，我们需要的是企业内包括生产过程的操作参数（如温度、压力、流量、液位等），分析化验的质量数据、灌区进出物料的库存数据、机械设备运行数据等一般构成企业的生产信息流、物流、资金流和业务流，包括有实时数据和历史数据。
有些数据是专用的，有些数据是可供共享的，有些数据是原始的，有些是经过加工后的数据。不管企业的组成不同，都必须把不同多个部门信息进行集成。数据的集成应包括数据的采集，实时数据库和关系数据库的建立。在数据库建设中，处理不同厂家的产品的互联访问是一个重要的问题。
数据采集有人工采集（如经营管理部门的票据，报表，合同以及化验室的分析数据等），往往要用人工键入到信息管理系统。自动采集主要是从装置上的设备获得的事实在线数据，它可从接口有网络传输到信息管理系统。目前多采取同时并存的情况，因为对领导层来说，他关心的是数据的及时，准确和完整性，倒不在乎数据采集的方式。在接口的支持下，努力创造无序人工干预通过网络传输的自动数据采集应是努力方向。
三.实时数据库
实时数据库的建设应是管控一体化的核心问题。实时数据库的基本特性是它与时间的相关性，表现在所处理的事物与数据的定时限制性。这个特性也是它与传统数据库的不同点。许多设计院里的自控工程师们，其实很早就接触到DCS的实时数据库了。DCS是将实时数据存放在“内存数据库”里，将历史数据存放在磁盘里，所以DCD的实时数据库是组态时经常用到的有力工具。这些历史数据的记载很像飞机上的“黑匣子”。它可以按区域和单元纪录工艺过程的操作参数及重要阀门的开启、安全联锁系统的状态数据。所有这些都可科学的决定维护及检修计划的编制和执行，做到在故障前的正确判断和相应的措施，防患于未然。由于实时数据库可解决数据与时间的相关性和共享大量数据，使现场过程中发生的历史数据进行纪录，方便管理者们对其进行历史查询和事后的事故分析。
我们要建设的实时数据库是指全公司范围实现管控一体化的实时采集系统，包括主干网络在内。其体系结构图和主干网络图的设想如图1和图2所示。
图1为某企业的主干网络结构概略图，由于大企业的装置内建筑物或构筑物间与信息管理中心间距离较远，涉及已采取前兆级光纤的以太网作为主干网的传输介质，以保证信息传输的速度、质量和可靠性。网络的拓扑结构考虑星型结构。各节点内，根据情况社百兆级光纤的局域网。
图1：主干管网络结构概略图
图2:实时数据库与其它设备间连接示意图
目前市场上的许多商品化监控软件都是离不开实时数据库的支持，国内的软件公司如大庆的三维公司力控监控软件已有很多石化企业的时间范例。国外软件公司也有许多进入国内市场如美国WONDERWARE公司的INTOUCH、Interlution公司的FIX、NATIONAL INSTRUMENTS公司的Labview、德国西门子公司的Wincc、以色列PCSOFT公司的Wizcon、俄罗斯的Trace Mode和澳大利亚的Citech等都是比较知名由很多成功范例的监控软件。实时数据库较流行的有美国的ASPEN公司的Infoplus，它能与许多底层的DCS、PLC和罐区监测系统的数据源相连接。美国的OSI Software公司的PI软件以及honeywell公司的uniformance一体化解决方案的软件产品。
上述这些软件产品都有许多实用的范例，能为生产过程信息和经营管理信息提供十分良好的操作环境。
四.关系数据库
关系数据库是传统型数据库，多在商务及经营管理事务中应用。它与实时数据由不同的特征。实时数据库有很强的时效性，必须在规定时间内完成其数据处理，这是则有新的数据产生。传统型数据库旨在处理永久、稳定的数据，强调维护数据的完整一致性，其性能指标时要求系统由高的吞吐量和低的代价，并不考虑有关数据极其处理的现时要求。
企业经营管理部门使用关系数据库可把反馈上来的生产经营数据，经过分析判断，然后下达指令去指挥生产或做出经营决策。因此在二类数据库的信息管理中构造一个统一的DBMS（数据库管理系统）来进行有效的管理是十分必要的。
目前国际上流行的关系数据库为Oracle，它是当前最大数据库的供应上。新版的Oracle是一个面向web信息管理的数据库，具有良好的开放性，可运行于多种硬件平台和多个操作系统，使异种网络能处于同构的DBMS下实现数据的趋同化和统一化。
此外，Sybase公司的关系型数据库产品也是一个面向网络的数据库，具有良好的开放性，能提供对Oracle和Informix进行有效的访问和控制。
五.异种数据库的互联
在信息化管理的建设中必然会碰到异种数据库的互联问题，不仅有实时数据库之间的数据互访，而且还会有其它多种设备（例如不同公司的DCS）之间的数据互访问题，往往成为用户在客户端访问不同服务器的技术瓶颈问题。
在解决异种数据库的互联也成为我们在设计信息管理系统的数据源的技术方案中的问题之一。图2介绍的开放数据库互联ODBC是微软公司提出的结构化查询语言SQL存取组执行的层面接口标准，它允许不同DBMS采取不同技术进行优化，可是前台不论用何种应用软件，后台用何种设备的数据库，用户只要安装不同ODBC的驱动程序就可方便的对不同设备的数据库进行存取。
除了ODBC外，异种数据库互联还可选择已经很成熟的事实上已经成为工业标准的OPC用于过程控制的对象连接与嵌入技术。
OPC技术是在Windows的对象链接与嵌入（OLE）的部件对象模块（COM）技术基础上进行开发的一项开放式技术规范。它的作用是不必再为不同制造商的产品间为实现数据共享而必须开发出一对一的驱动程序，然后再把各个驱动程序与应用程序联系起来的麻烦做法。OPC可以把数据提供者（服务器）和数据使用者（客户端）间提供统一的标准接口规范，使各用户与服务期间形成可即插即用的简单链接关系。
六.上层应用系统
一个企业要建设生产管理信息系统的目标应是包括有生产调度、事务信息管理和监督控制在内的综合信息管理系统，使企业向系统化、信息化和科学化的生产模式发展，最终达到提高经济效益和竞争能力的目的。要实现这一目标需要设计一套相适应的应用软件，并在网络环境下运行这些软件。使生产管理部门、机关职能部门以及生产和辅助装置之间联成一件，通过数据库达到资源共享，真正实现管控一体。
一个独立的企业内部的业务关系，一般为图3所示，分为3级。
图3:企业内部业务关系
当然，应用系统的设计和研发必须紧密结合各公司的实际情况，但是根据通常的业务特点和管理模式，应用系统应包括有：生产管理子系统，机械设备（包括机电仪）子系统，科技管理子系统，计划统计子系统，质量监督子系统，安全环保子系统，基建管理子系统，办公室物子系统和党群人事子系统九部分，可根据实况进行取舍，也可根据投资数进行分期计划实施。
管控一体化软设计应该具备下列基本功能：
Ⅰ. 编辑功能：每天可通过管理软件录入各种的生产数据及消耗管理数据，数据营使可增减、修改和删除。
Ⅱ. 汇总功能：能对录入数据进行检索、汇总、打印查询、结果报表。
Ⅲ. 查询功能：能对已有数据进行组合查询、打印查询、结果报表。
Ⅳ. 维护功能：对数据库进行权限分配及控制，把实用和安全相结合。
Ⅴ. Web查询：为主要的生产数据和重要事件建立web查询。
实行信息化管理后，企业可及时获取大量有用的信息，如何合理的来加以上层应用，这是设计规划中要慎重研究的问题。例如：
①实现动态的生产调度：生产调度的职责是合理组织企业的生产活动，保证生产计划的实现。动态生产调度是利用自动采集到的与生产调度的实时数据通过网络系统反映上来，经过对数据的分析，加工处理形成的产品产量、收率、质量、能耗、储存等数据以图表或或图形方式表示出来，供领导及管理人员可及时按其经验和知识做出符合实际的判断，下达指令去指挥生产。
②实现生产过程的先进过程控制及优化：目前许多企业已较普遍的使用DCS控制系统，但是对控制功能，DCS绝大多数还停留在常规的PID水平上，没有充分发挥DCS应有的功能已取得更大的经济效益。在利用完整的数据源的基础上和电脑的计算能力，开发出先进控制的数学模型，使与经济效益直接相关的产量、质量提高和原料、能耗降低，从而可获得可观的经济和社会效益。APC在某些石化企业的装置上试行已得到很好的验证。
③ERP的实施：ERP作为IP产业的热点，在国内国外皆有所报道，不少企业也以极大的热情关注其实施。所谓ERP是英文Enterprise Resource Planning的缩写，其直译的意义为“企业资源规划”。它是与将先进的信息技术和管理思想结合起来，最充分的调配企业的资源以便最大程度的获取经济回报。所谓企业资源和管理使之生产的安排、产品的销售及原料供应（包括市场、合同、运输、库存和客户间的基础数据形成的供应链）、技术改造（计划、评估、投资）、人事档案（工资考核、人员调配）等方面的数据基础上，使企业内部有一套集成的管理信息系统，以便最终达到企业管理规范化，领导决策科学化，提高市场竞争能力的目的。ERP的实现同样是要建立在监视有效的信息数据源基础上和干部认识及水平以及良好的外部环境条件，这些都是有直接关系，缺少任何一方面都会使运行环节受阻不畅，所以目前取得良好的预期效益的报道很不多见。
结束语
建设数据库实现信息管理是今后流程型企业实施管控一体化的必然道路，它是符合国际上发展趋势，具有前瞻性的技术。由于这个技术需要具多专业的意义知识，因此培养复合型人才，扩展现有技术人员的知识面学习是十分必要的。
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