1、科学技术创新 2023.23MES系统在 MARK 型 薄膜陆 地 罐围 护系统 中 的设计及应用孙 剑，戚尔 浩，管 延敏，鲍 星龙（江 苏 科技 大 学 船舶 与 海 洋 工程 学院，江 苏 镇 江）LNG陆 地储 罐 在 我国 发 展 较 晚，其 当 前的生产模式多 采 用传统的 人 工 排 产 和 人 工调 度的 方法，加 之 围 护 系统生产 工 序 繁 多、信息 交 互 存 在较 大 的 滞 后 性，无法 满足 现 代化 企 业 的 需求。随着 数 字 化、智 能 化 技 术 的发 展，薄 膜 罐 围 护 系统生成 管 理模式应 该 不断 向 智 能 管 理 方向 转 变，运 用
2、科 技使得薄 膜罐 整 个 生产过程中的 资 源 配置、风 险 把 控等都 得 到 合理 优化。因此，需 要构 建开 发一 款适 合围 护 系统生产 特点 的生产 管 理 软 件，进一 步 提 高 企 业管 理 效率和 产 品质 量，降低 生产成 本，满足 企 业 生产 需求。1MARK 型 薄膜储罐 内 罐 围 护 系统 生 产 工艺 及 局 限 性分 析1.1 生产 工艺 流 程 概 述MARK芋 薄 膜 型 LNG围 护 系统生产 主 要是对 主次 屏蔽1的生产作 业。围 护 系统生产 工艺 可以 划 分 为四 大工 种，即 划 线、安 装、粘 连、装 焊。每 个 工 种 又 可以 划
3、分 为 几 个 不 同 的 工 序，将复杂 的围 护 系统生产 拆 分为 多 个 独 立 的作 业 工 序（见 图 1）。1.2 传统生产 管 理模式 局限 性分析 通 过 调 查 研究，对传统生产 管 理模式 下 围 护 系统的生产分析，发现有 如 下 几 个 问题：（1）缺 乏 科 学 合理的 排 产 和 调 度模式。传统生产模式 下 人 员 配置 方 式 缺 乏 科 学 评 价 体 系、易 受 人 的主 观 意 识 影响2，且工 班 长 对 人 员 能力 认 识 有 限，无法实 现 人 岗 配置最 优化 2。（2）存 在 大 量 纸 质 化 办 公，生产 数据 缺 乏“数 字化 移 交”
4、3。传统生产模式 下 缺 乏 有 效 的 信息工 具，大量 纸 质 化 办 公 会 导 致数据 共 享 程度 低下、生产 执 行 效率 不高，甚至 会 产生一定的 人 为 误差 等 诸 多 问题。（3）没 有统一可 视 界面，无法 实 时 跟 踪 生产进度。传统生产模式 下 生产 数据 的 获 取 主 要 依 靠 人 工 统摘 要：针 对 MARK芋 型 薄 膜 陆 地 储 罐 围 护 系统 生 产 时 信息 化 程 度低，生 产 数据 杂 乱，生 产 信息 阻 塞 严 重等 问 题，使 用 基于.Net平 台 下 的 Winform窗 体 结 构 开 发 了 MES系统。通过 系统 实际 运
5、 行，提 高 了 薄 膜 罐 围 护 系 统 生 产 作 业 时 各 作 业 部 门 的 信息 沟 通效 率，利用 软 件提 高 生 产 效 率，填 补了 MARK芋 型 薄 膜 陆 地 罐 围 护 系统 生产 领域 一 直 以 来 缺乏 有力的 生 产 管 理 软 件 这 一 空 白。关键词：MES系统；生 产 管 理；MARKIII；薄 膜 罐；围 护 系统中图分类号 院 TP391.7 文献标识码 院 A 文章编号 院 2096-4390渊 2023冤 23-0216-05作者简介 院孙 剑（1975-），男，本科，正 高 级工程师，研究方向：LNG船 液 货 舱 及 LNG陆 地 罐建
6、造 技术、策 划等 方 面。图 1MARK 型 薄膜 陆 地 罐 围 护 系统 生 产 流程216-2023.23科学技术创新 计为主，无法 实 时 反 馈 生产 数据，从 而 影响 下 一 步 的生产 计划 安 排，而且 会 造 成 追 溯 问题 产 品 过程 复杂 化，甚至 会 造 成生产重 复 施 工，消 耗 大 量的 人 力 物 力4。2MES软件 整 体 设计 思 路2.1 项 目 需求 功能分析 该 项 目为 MARK芋 型 LNG薄 膜 陆 地 罐 围 护 系统生产 管 理 信息 化 项 目，具 体 需求 应用 场 景：实 现 数据采 集，整 合 计划管 理系统、质 量 管 理系
7、统、物 资 管 理系统 等 数据 高 效 协 同 作 业；生产可 视 化，对生产作 业 进度 实 时 跟 踪，从 而 可以 科 学 合理地 协调 生产 计划、库存计划,并 能在 每 一 项 生产 计划 完 工 时 准 时 地 通 知 管理 人 员；无 纸 化 办 公，MES系统可以 将工 厂 所 有的 纸质 化 单 据 进行 数 字 化 收 集 和 存 储，从 而实 现 无 纸 化 生产，不 但 能 够 节 省 印 刷 成 本5，而且 能 使 各 部 门 之 间的信息 流 更 加 通 畅。2.2 系统 总 体 架 构设 计 MARK芋 薄 膜 罐 围 护 系统生产作 业制造 执 行 管 理系统
8、 采 用分层的 三 层 架 构模式，即 表 现层、业 务 逻辑层 和数据 访 问 层6-8。很 多应用系统 都 采 用 三 层 架 构模式（见 图 2），该 模式可以 将 一 个 整 体 复杂 的 问题 进行 简 单 化 的分层 次 处 理，从 而 调 高系统的 逻辑 性 和合理性。图 2 层 结 构表 现层 主 要用于用 户 进行 信息 的 录 入 和数据 的 显示，PC客 户 端 将 用 户 输 入 的 数据信息 直 接 传 递 给 下一层 业 务 逻辑 层进行 数据信息处 理，然 后再 将处 理 完成的 数据 显 示 在 表 现层，实 际 上 就 是 为 用 户提 供一种人 机 交 互
9、的 操 作 界面。业 务 逻辑 层 将 从 表 现层传输过 来 的 数据，按照 实际 的 业 务 逻辑 进行 处 理，然 后 在 返 回 必 要 数据。业 务逻辑 层是系统的 核心 部 分，它 在 整 个 体 系 架 构中 处 于承 上 启 下 的 位 置，在 表 示 层 和数据 访 问 层中间 9-10。数据 访 问 层 将 所 有 处 理过的 数据 进行 存 储、处 理和 维 护，包括对 数据 的 增 添、删 除、修 改、查 找 等业 务。数据 层 主 要是 采 用 SQLServer数据 库 进行 业 务 数据 的存 储 管 理，保持生产系统 运 行的高 效率。2.3 系统 软 件 设
10、计为 了 MES系统的 安 全 性 和 可 靠 性，系统 总 体 架构 采 用 了 服 务 器+客 户 的 端 运 行 方 式（见 图 3），PC服务 器 开 发 平 台 基 于.NETFramework3.0，使 用 C#开 发 语 言编 程 软 件。图 3 系统 架 构2.4 系统功能模 块 设 计根 据 整 体 的设 计 原 理，结合 项 目 生产 工艺，设 计了 MES系统的 软 件 结构，按照 实 现功能 将 其分成 五大 功能模 块（见 图 4），分 别 为 项 目管 理、看 板 管 理、计划管 理、质 量 管 理 和 物 资 管 理。为 了 重 点 突 出 生产可视 化，结合 项
11、 目 实 际 施 工 要 求，又 将看 板 管 理模 块 薄膜 罐 的 底 面和 壁 面 划 分 为划 线、安 装、粘 连、装 焊 四 个子 模 块。2.4.1 项 目管 理模 块项 目管 理模 块 具 体 分 为 项 目 定 义、成 员 管 理 和 班组 信息 维 护。项 目 定 义 包括 当 前 在 建 项 目管 理 和 项 目 定 义，在 建 项 目 包括 当 前 正 在 施 工 的 项 目 以及 已 完 成的 项 目，对于 还 未 投 入 生产的 项 目 也可以 创 建 一 个 新的 项 目管 理。项 目 定 义 模 块 重在 介绍 当 前 项 目 具 体 的命名 规 则、施 工 原
12、则 等。班 组 信息 维 护 模 块 是 为 在 建项 目 所 服 务，介绍 当 前 项 目 所 包 含 的 班 组 人 员 信息，包括 当 前 项 目 所 需 班 组 类 别、每 个 班 组 人 员 数 量及具体 信息 等。成 员 管 理模 块 则 是 为 操 作 本 软 件 的 人 员 分 配 角色 和 权 限。2.4.2 看 板 管 理模 块此 模 块共 分 为 项 目 选 择、划 线 状态 信息、螺 柱 状态 信息、安 装 状态 信息、粘 连 状态 信息、装 焊 状态 信息管 理 等 六 个部 分。由 于在 建 项 目 可能 存 在多 个 项 目 同 时 施 工 的 情况，可以 通 过
13、 项 目 选 择 模 块 来 定 位 所 需 查217-科学技术创新 2023.23看 的具 体 项 目。2.4.3 计划管 理模 块 计划管 理模 块 主 要分 为 总 体 建 筑 计划、月 计划、周 计划 和 日 计划。建 造计划 只 有 管 理 人 员 具有 相 应的权 限 来 进行 编 制 和 修 改，月 度 计划 由 分区作 业 长 或 生产 部 长 进行 编 制，周 计划 和 日 计划 则 由 生产小 组组 长进行 编 制。通 过可 视 化 界面 显 示当日 生产 状 况和 生产计划 进程，从 而 方 便 对 后 续 的生产 工 作 安 排 进行及 时的 调 整 和 改 善。2.4
14、.4 质 量 管 理模 块 质 量 管 理模 块 主 要是对 施 工 完 成 后 的产 品 进行质 量 检 查。对围 护 系统 建 造 而言，由 于 施 工工艺 要 求高，建 造 难 度 大，所 以 无 论 是 划 线、安 装、粘 连 还 是 装焊，每 一 道 工 序 都 必 须 严 格 把 控 质 量。为 了 提 高 整 体效 益，在 质 量 管 理模 块开 发在 线 质 检 功能，并 通 过 施工 组 自 我 检 验、不 同工 种 互 相 检 验、外 单 位 最 终 检 验三 种 依 次 在 线 质 检 方 式，保 证 产 品 的 质 量，力 求 品质效率最大 化 2.4.5 物 资 管
15、理模 块物 资 管 理模 块 是 项 目 的 物 质 基 础，影响着 整 个 项目 的进程是 否 顺 利。同 时 物 资 管 理是 否 合理，直 接 影响着 生产 效率和 整 体 成 本管控。围 护 系统生产过程中，物 料 管 理 存 在 几 个 关 键 问题:a.入 库 的多种 物 料 往往 识 别 不 清，很 容 易 混 在一 起，很 难 跟 踪；b.交 付 的 数 量 经 常 与 供应 商 的发 票 不 匹 配，这 使得 很 难 跟 踪 正 确的 所 需数 量。此 外，材料 可能 会 丢 失，导 致 订 单 延 误，损失 更 为 严 重。所 以系统中 加 入 物 资 管 理模 块 是 非
16、 常 有 必 要的。2.5 生产 主 流 程设 计 结合 MARK芋 维 护 系统生产 工艺 流 程，可以 将 生产 主 流 程分 为计划下 发、划 线 作 业、安 装 作 业、粘 连 作业 和装 焊 作 业（见 图 5）。每 个 作 业 工 序 相 对 独 立，但 其内在 逻辑 又 紧密 相 连。（1）计划下 发。在生产 初 期，根 据 生产 订 单 由 计 划 人 员 将 相关 信息 录 入 MES中，包括 项 目 信息、生产种 类、所 属 工 序、生产 人 员、生产 计划 的 开 始 时 间 和 结束 时 间 等。当 计划下 发 后，由 生产 调 度 人 员 结合生产状 况 进行 安 排
17、。（2）划 线 作 业。在 MES系统中 录 入划 线 作 业 状 态 信息，包括 划 线 工 序、每 道 工 序当 前 进 展 状态，作 业区域、作 业时 间、作 业 班 组、作 业 完 成 状态 等。（3）安 装 作 业。安 装工 序开 始 作 业 是在 该 区域的 划 线 工 作 完 成 并 报 验 成功 之 后。结合 每 个 区域 划 线的 完 成 时 间进行 无 缝 衔 接 安 装 作 业，在系统中 录 入该区域的 绝 热 板 型 号、批 次、作 业 负 责 人、作 业时 间 等，给 后 续 质 量 检 验 工 作 提 供 信息支 持。（4）粘 连 作 业。粘 连 作 业 涉 及的设
18、备 和 物 料自动 粘 连 机 器 人、热 压 板、PU胶 水 等，工艺 要 求 高。在生 产作 业 过程中，系统 会 实 时 采 集作 业 区域，自 动 记录作 业 情况，包括 该 区域是 人 工 粘 连 还 是 自 动 粘 连 机 器人 作 业、作 业时 间、质 量 状 况 等。（5）装 焊作业。经过划线、安装、粘连等一系 列作 业之 后，需 要对 波 纹 板进行 预 制 以供 后 续 装 焊 工 序的作 业。在系统中 录 入 装 焊 作 业 需 要进行的 几 道 小 工 图 4MES系统功能 模 块 结 构218-2023.23科学技术创新 序，每 道 工 序所 涉 及的作 业 人 员
19、和 班 组 信息，从 而自动 生成作 业 信息，由 调 度 员 下 发 派 工 单。3MES系统 开发 与 实现3.1 用 户 权 限 功能将 不 同 的 操 作用 户 分 为 不 同 的 操 作 等 级，指 定不同 的 权 限 管 理（见表 1），从 而 使每 个 操 作 者只 能在 自己 权 限 范围内进行 操 作，提 高 软 件 的 安 全 性。成 员 管理模 块 则 是 为 操 作 人 员 分 配 角色 和 权 限。系统 管 理 员负 责 对 整 个 系统的 维 护，账 号 管 理以及 每 个 账 号 权 限的分 配。表 1 角 色 及 权 限 分配3.2 围 护 系统区域设 计 薄
20、膜 罐 的 技 术 支 持是 法 国 GTT公 司，参照 其 薄 膜罐 建 造标 准，将 圆 形 罐底 分 为 BA、BB、BC、BD四 个 扇 区，壁 面 分 为 WA、WB、WC、WD四 个 区域，每 个 区域又 按照 生产要 求 划 分 为 7个部 分（见 图 6），根 据 薄 膜罐 的设 计 模 型通 过 代 码 编 写 将 其 按 一定 比 例 缩 小 显示 在 另 一 个 Panel控件 中，由 于 薄 膜 罐 围 护 系统生产工艺复杂、作 业 面 积 大，若 将 整 个 罐底 显 示 在一 个 页面 当 中 会 显得十 分 拥 挤，所 以 添 加 ComboBox控件 将BA、B
21、B、BC、BD区域进行分 割（壁 面同 理）。这样 无 论是 管 理 者 还 是作 业 人 员 都 可以对 整 个生产 工艺 流 程 和 生产进度有 更 加 直 观和全面 的 了 解。图 6 围 护 系统 区 域 划 分3.3 数据 库 搭 建SQLServer是一 个 关 系 数据 库 管 理系统，为关 系型 数据和 结构 化 数据 提 供 了 安 全 可 靠 的 存 储功能。因 此 将 SQLServer2012数据 库 作 为 数据 存 储 和 逻辑 处 理的 主 要 工 具，后 台 人 员 录 入 薄 膜 罐、生产区域、物 料 等基 础 信息，提 交 订 单。生产 管 理 人 员 根
22、据 订 单 请 求，分解 订 单 然 后再 生成 相关 生产 计划。作 业 人 员 接 收 相关 职 责 范围内的 派 工 单，并按照 计划 完 成生产。围 护 系统的生产过程中 每 一 道 工 序 都 伴 随着 大量 数据 的 更 新 和 存 储，根 据 划 线、安 装、粘 连、装 焊 及其 施 工 状态 在 数据 库 中 创 建 了 多 个 表、视 图，每 个 表之 间 使 用 外 键 相 连，可以 实 现 数据 的 快速 保 存 和 查询，从 而实 现 MES系统的 业 务 逻辑。根 据 薄 膜 罐 的模型 设 计 和 作 业 要 求，按照 罐底 作 业 区域 划 分 为 区域 号和面号
23、，壁 面 分 为 区域 号和 层 号（见 图 7（a），再根 据作 业 日 期、完 工 日 期（见 图 7（b）等 设 计 每 张 表 的内容。（a）数据 字段 1图 5 生 产 主 流程序 号 角 色 权 限 1 系 统 管 理 对系 统进行维 护、权 限 分 配 2 生 产 管 理 派 工 单 下发，作业 状 态 更新 3 作业 部 门 仅 查 看 当 前 生 产 状 态 219-科学技术创新 2023.23TheDesignandApplicationofMESSysteminInnerTankofMARK FilmTankSunJian,QiErhao,GuanYanmin,BaoXi
24、nglong(SchoolofNavalArchitecture&OceanEngineering,JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang,China)Abstract:ForMARK芋 thinfilmlandtankenclosuresystemproductionoflowdegreeofinformatization,productiondataclutter,productioninformationblockingseriousproblems,etc.,theuseofWinformbasedonthe.Netplatf
25、ormundertheformstructuretodeveloptheMESsystem.Throughtheactualoperationofthesystem,itimprovedtheefficiencyofinformationcommunicationamongvariousoperatingdepartmentsintheproductionofthemembranetankenclosuresystem,utilizesthesoftwaretoimprovetheproductionefficiency,andfillsintheblankoftheMARK芋 filmlan
26、dtankenclosuresystemproductionfieldwhichhasbeenlack原 ingthepowerfulproductionmanagementsoftware.Keywords:MESsystem;productionmanagement;MARKIII;filmtank;containmentsystem（b）数据 字段 2图 7结束语通 过对 MARK芋 薄 膜 型 储 罐 围 护 系统 建 造 工艺和实 际 生产 需求 的 研究与调研，采 用以 数据 库 技 术 和.NETframwork框 架 为基 础，使 用 C#语 言 基 于 winform窗 体
27、结构 开 发 了 MARK芋 型 薄 膜 储 罐 围 护 系统生产管 理 MES系统。它 有 效 地 满足了 LNG储 罐 建 造 领 域的 实 际 需求，填 补 了 该 领 域多 年 来 缺 乏 生产 管 理 软 件的 空 白，大大 提 高 了 生产 调 度的 自 适 应性 和 管 理 水平，实 现 了 MARK芋 薄 膜 型 储 罐 围 护 系统生产 管 理 信息 化 及生产 效 能的 提 升。参考文献1张 仲 凤，周 先 雁.国产 胶 合 木 复 合 增 强 效 应 的 非 线 性 有 限元分析 J.建 筑 结 构，2014，44（9）：83-88.2吴 福 成.基于 工业 物 联 网的
28、 工程 机械 装 配车 间 MES系统 开 发 D.西 安：西 安 理 工 大 学，2021.3熊明，古 丽，吴 志 锋，等.在 役 油 气 管 道 数 字孪 生 体的构建 及应用 J.油 气 储 运，2019，38（5）：503-509.4GrieveP,Saint-R佴 my-l侉 s-ChevreuseF.GST,anewgenerationofLNGmembrane-typelandstoragetankR.Workingpaper,2012.5中 辰轻 机 MES项目 隆 重 启 动 J.酒 饮 料 技术 装 备，2021（6）：14-16.6黄 兴 荣.基于 B/S架 构 模 式
29、的 三 层 结 构 设计 与 实现J.电 脑 知 识 与技术，2015，11（32）：52-53.7周 从 军.基于 三 层 架 构 的 软 件 体系 设计 与 应用 J.信 息 与电 脑(理 论版)，2017（15）：98-100.8张伟，王 倚 天，王嘉 冰.三 层 架 构 模 式 网 站 设计和 研究 J.电 脑 知 识 与技术，2012，8（20）：4912-4914.9苏 国 斌，马 丽，刘 晓 军.构建 健 壮 的 企 业级 软 件 架 构J.福 建 电 脑，2010，26（12）：112-113.10李振，周 东 岱，刘 娜，等.教 育 大数据 的 平 台构建 与关 键 实现 技术 J.现 代 教 育 技术，2018，28（1）：100-106.220-
