水泥企业软件解决方案：水泥专业MIS

1.需求说明
　　北京某水泥公司是50万吨规模的湿法旋窑生产企业，是由地方国营立窑企业发展起来的新型干法回转窑水泥公司。为规范和提升企业管理，与先进的设备相配套进一步发掘潜力，增加效益，拟在全厂范围内建立一个计算机信息网络管理系统（水泥专业MIS软件系统）。
　　水泥专业MIS软件系统需对办公室（董事长、总经理、总工等）、销售科、生产调度室、质量控制科（含化验室各组管理）、供应科、五金仓库、人力资源科、企业管理科、技术设备科、基建科、保卫科以及财务等进行全面管理。要求软件实用、经济、操作简单、功能强大、维护方便等，能符合水泥行业实际需求的成熟软件产品，并要求软件开发商有成功实施的案例。
　　水泥公司信息化现状：生产自动控制系统采用美国罗克韦尔（RockWell）公司ControLogix系统。财务部分采用专业财务软件系统单机简单管理，其余部门均无信息系统和网络系统。

2. 软件总体设计说明
　　本系统总体上采用B/S（浏览器/服务器）结构进行开发，后台采用运行于Windows NT的SQL Server7.0，作为整个系统的统一数据库平台。前台（界面）采用Java、Asp、VB等高级语言进行编程。
　　系统将充分考虑通用性、安全性、易维护性、灵活性、正确性等性能。

3. 数据库设计
3.1. 安全性设计
　　系统安全性采用数据库和程序相互结合来实现，数据库安全即在SQL Server内建立用户信息表，并对每个数据库、表甚至字段进行权限分配。安全检测涉及以下方面：
（1）文件安全
　　SQL Server安装在Windows NT系统中，一般用户无法进入服务器，即获得第一级安全；在工作站端无权用户无法获得数据库目录，就无法对数据库文件进行操作，获得第二级文件保护。
（2） 用户登录
　　在数据库系统启动时要求输入用户名及密码，系统将到后台数据进行连接，如果连接失败或权限验证出错，就拒绝系统启动。
（3） 数据修改
　　在数据更新（添加、修改、删除）时，将加入权限验证，对当前用户对当前操作的数据表或字段有无修改权限。如分析普通人员除自己的记录允许作修改外，不得对他人的数据作改动，而小组长则可对本组任何人的记录作改动，系统管理员则具备对数据库操作的所有权限。
（4） 前台安全控制
　　可以通过程序对菜单、按钮等功能进行限制，不同的用户提供不同的界面，以达到前台控制的要求。

3.2. 数据库结构
　　系统的数据库设计原则完全遵照SQL标准及参照SQL Server7.0的特性。
　　系统充分利用存储过程和ActiveX插件开发统计函数，以提高系统的灵活性；利用规则等功能来体现业务特点。即尽可能地把企业端的业务流在数据库端开发，而前台只完成界面操作功能，这样以便于日后维护和升级。
　　数据库划分为数据字典、源数据表、指标表、统计表、信息表五个类别。
　　数据字典：保存本库所有数据表的信息，包括数据结构（类型、长度、小数位等）、项目信息（如输入窗口中的计算公式、统计方法、报表显示等）。数据字典是整个系统的基础，所有数据表、数据项在这里得到控制；也是本系统交给用户的一个设置入口，是系统灵活性的主要体现。
　　源数据表：存放各类原始数据，一般以国家统一报表或企业要求来划分表及建立表间关系。
　　统计表：针对报表中所涉及到的统计项，按月或用户自定义时间段来存放综合统计结果，这些统计项往往由多个原始数据项统计而得，如等级率、变异系数等。
　　指标表：主要用于统计合格率，这里所指“指标”是厂内自定指标，用于内部统计，如控制组的各项指标。要求随时更新，系统必须满足分段统计的需求。
　　辅助信息表：如库位表、原材料名称、水泥品种、日志等辅助信息。其中日志是系统对用户行为的详细记录，主要包括登录、数据操作、打印等访问记录。
　　为了增强系统的检测功能，系统将对每条记录记载添加时间、最近修改时间及相应的操作人员和操作机器。

3.3. 数据复制功能
　　数据复制是SQL Server7.0的一个强有力的工具，利用“数据复制”功能能很好地解决分厂数据向总部报告的问题，它能将改动过的数据自动记录在“发表器”中，当分厂和总部数据库进行同步时，自动将新数据从分厂复制到总部，从而免除了编程的麻烦，并提高了效率和正确性。

3.4. 数据库维护
　　数据库维护包括：数据备份、数据恢复、数据修复、数据检查等。
　　数据备份：SQL Server提供若干种备份方案：
　　同步备份：与正常数据库完全同步更新，当主数据库被破坏时，备份数据库可以立即提升为主数据库，数据损失率最小；
　　定时备份：根据用户自定义成一天或一周或一个月作为备份周期，该办法比较实用，使服务器开销降低，备份数据基本正常；
　　文件备份：可以将整个数据文件复制到另外一个物理磁盘，以作整体备份。
　　数据恢复：从备份数据库中重新获取丢失的数据，其前提是实施了数据备。
　　数据修复：当数据库中有数据表的结构或索引被破坏时，需要数据修复。利用系统提供的自修复功能，可以自动检查哪里什么被破坏，并作自动修复。
　　数据检查：当数据不能对应时，需要作数据检查，系统对有关系的数据表、数据项进行自动提示，方便用户检查。数据库中的验证规则可以确保数据的一致性。

4. 界面设计
4.1. 系统界面风格
　　系统采用全中文提示，主界面采用菜单管理，操作界面利用各类按钮触发，每个操作都具备一定的说明。
所有界面以“灰白”色调为主，“5号宋体”作为标准字体。

4.2. 安全性控制
　　参见“3.1 安全性设计”一节。

4.3. 数据采集界面
　　数据采集界面采用多记录的台帐式和单记录的表格式两种，用户可以自己选择。
　　台帐式界面同时显示当月的所有记录，可以直接在表格中修改数据，确认后将修改过的所有数据更新到后台。该界面比较直观，犹如在填写一本台帐，适合于统计员使用。
　　单记录表格式通过“上/下页”按钮控制要操作的记录，利用“添加”、“修改”、“删除”按钮对数据操作，界面同时只能显示一条记录信息，比较像原始记录本，适合于检测员使用。

4.4. 数据查询界面
　　数据查询采用多条件自由组合方式，一次只能操作一个数据表，在结果界面中，只要用户有权限即可对数据进行修改，即查询/修改集成在一起，方便使用。
　　结果页采用台帐格式（Grid）显示。

4.5. 报表设计（质量）
根据国家统一表式，向用户提供必要信息，如年月、窑磨、品种等，按条件进行输出，格式按国家标准制订，允许用户自行修改。

5. 系统接口设计
5.1. 兼容数据接口
　　本系统同时集成销售、仓库、地磅、中控室等其他软件的数据，总体方案是通过ODBC将不同的数据汇集到SQL Server平台，前台软件全部基于SQL Server开发，在新系统中允许运行旧版软件（要求对旧版系统的文件有读取权限，并保证不发生访问冲突）。

5.2. 硬件设备接口
　　该模块用于系统扩展，主要提供与硬件的计算机接口，如与控制机连接，自动记录设备开/停机时间；与电子称的数据接口，随机度数，获取流量数据；其它的如自动抄表（电表、水表）接口、压力机接口（化验室）。

5.3. 中控室数据接口
　　中控室实时采集设备开停机时间、各工段产量、实际配比、各设备的电耗等数据。这些数据可分成几类：
　　（1） 实时的监控数据
　　如窑上的温度、电极的电流/电压等，是属于监控数据，对于实时调整和控制有用，对统计用处不大。
　　（2） 累计数据
　　如产量、电耗等，对某个时间段的数据都是累计而得，只是周期不同而已，该部分数据对统计和生产调度有实际意义，要求精确到班，即需要每8个小时采集一次数据，并作记录。
　　（3） 标志性数据
　　如开停机数据，它记录某个事件发生的精确时间，通过时间差来考核某些指标，如设备运转率等。
　　总之，中控室产生的数据基本上是连续的，所以必然是海量的，而对于统计学和信息管理系统来说，连续数据是没有很大意义，它只对样本数据敏感，所以对于其中某些数据，如实际流量要求制订取数规则，科学地抽样记录。

5.4. 数据上报接口
　　为拥有多家分厂的集团公司提供该接口。
　　在分厂系统中，当所有数据都汇集到SQL Server数据库中后，利用远程数据同步功能可以轻松完成上报任务，并保证数据的正确、完成的效率。可参见“3.3 数据复制功能”一节。

6. 化验室质量管理系统
　　本系统以云天DBS单机系统为基础重新开发，从本地数据库VFP升级到SQL Server，单机用户扩展为多用户操作的网络系统。
6.1. 物理组子系统
（1） 管理范围
　　物理组主要管理出窑熟料、出磨水泥、出厂水泥的细度、凝结时间、用水量、配比、强度等物理性能数据。
　　直接数据：如细度、凝结时间等，系统直接接纳检测结果，没有任何计算；
　　调用数据：如配比值，在台帐中的配比值是配比通知单中的数据，每条记录是调用通知单的配比；
　　计算数据：如强度，抗折和抗压是根据3次或6次测试值中计算而得。
　　所以在数据采集过程中，系统设计相应的各个计算公式。
（2） 编号设计
　　物理组的样本一般都有一个比较完善的编码制度，一个编码代表一组完整的测试数据。所以系统在物理组把“编号”作为记录的唯一标识。由于数据库将以仓库式管理，所以编号不能重复，所以要求编号前或后要有年份标志。
（3） 关键字段
　　物理组的关键字段包括编号、品种标号、日期、窑磨号、包散装等。
　　编号：如前所述；
　　品种标号：系统将品种和标号合在一起作为一个统一的信息在各种场合进行处理，代号按国家标准编制，品种标号在熟料、水泥的数据记录中是统计的一个重要类别标志。
　　日期：日期在整个系统中都是很重要的，每个数据表可以根据用户需求设置一个主日期作为统计的划分标准。如出厂水泥可以设置成“出厂日期”为主日期，也可设置成“生产日期”为主日期。
　　窑磨号：窑针对熟料，磨针对出磨水泥，一般以单窑或单磨为单位进行取样，也允许多个窑/磨合并取样作记录。该准则同样适用在台帐统计输出。
　　包散装：在出厂水泥中，包散装是标志关键字段之一，台帐允许包散装分开统计。

6.2. 分析组子系统
　　分析组管理对象以原材料、生料、熟料、出磨水泥、出厂水泥，是覆盖整条生产线的组别，职责是化验样本的Al、Fe、Ca、S、Mg等化学成份，单位以百分含量为主。分析组以“直接数据”和“计算数据”为主，没有“调用数据”，“计算数据”的份量比较重，如合计值、三率值、矿物组份、煤的工业分析中的热值、固定碳等，各计算公式以化验室手册提供的公式作为缺省设置，同时允许用户根据实际情况进行修改。

6.3. 控制组子系统
　　控制组的检测相对独立，其取样方法和检测时间要求与物理组、分析组都有不同，控制组以班为单位，以小时为间隔进行取样分析，系统将提供以小时为间隔的原始数据登记表，并自动统计合格率、平均值、偏差等。在本系统中还将加强控制组与物理组、分析组的关联，提高数据的对比度和关联度。

6.4. 工艺组子系统
　　工艺组主要负责配比通知单、发货回单、各项指标下达等工作，另外根据需要可以分配以品种设置、数据字典设置、算法维护、数据库维护等工作，为其他组提供辅助信息。

6.5. 报表统计
　　报表分固定式报表和开放式报表，前者以台帐、日报为主，一旦设计完成，基本不需要改动，后者以临时表为主，借助于Excel电子表格，系统将收集到的数据发送到电子表格，用户利用电子表格的强大功能对表格的格式作设计。
　　系统已经采用了ISO新标准，同时保留GB175-1992系列标准。
主要台帐：（有国家统一格式）
生产控制台帐 原材料分析台帐
生料分析台帐 熟料分析台帐
熟料物理台帐 熟料综合台帐
出磨水泥台帐 出厂水泥台帐
均匀性台帐 袋重抽查台帐
月报（半年报、年报）
水泥发货回单（次要）
其它报表：（无国家统一格式）
产品质量报告单
质量日报
辅助数据表：
生料配比通知单（提供三率值配比）——取消
水泥配比通知单（提供混合材比例）
控制指标（提供控制原始数据统计标准）
质量指标（物理、分析组的指标，分国标和厂内指标两套，前者对外，后者对内）
国标（水泥国标）等级标准

6.6. 数理统计
系统集成进回归分析、最小二乘法等算法，以及平均值、合格率统计等过程，供用户在数理统计时随时调用，并以图、表的形式自由输出。（参考第4节"界面设计"的附录部分）

7. 生产调度系统
生产调度系统以设备为主要对象，分以下几个模块：
进厂原材料管理 库位管理
产量管理 用电管理
停机（运转）管理 统计（报表）
工控接口

7.1. 进厂原材料管理
　　进厂原材料的管理在整个生产过程中有着举足轻重的地位，是产品质量控制的第一大关。本模块提供了多部门协作控制的方法，从原材料进厂计划、质量检验、不合格品处罚到货款结算四个环节进行管理。

　　利用统计功能可以对于每种原材料的平均质量作统计分析，或对某矿点的原材料质量做分析，以比较矿点间的质量优劣和某段时间内进厂原材料的质量情况，可以用其中部分参数对供应部门进行考核。

7.2. 库位管理
　　直观的库存表（图）给生产调度提供了极大的方便。
　　另外，系统还提供按生产流程图的库存分布图。库存计算方法是：库存(t) = 量库空米(m) × 比重（t/m）

7.3. 产量管理
　　管理范围包括破碎机、烘干机、生料磨机、窑、水泥磨机、包装机等，按班计产，自动计算台时产量，系统内嵌多种产量计算方法：
1、直接输入法；
2、系数倍乘法，如水方系数求熟料产量，利用斗数求配料产量等；
3、流量法，如根据生料磨头电子称的流量(Kg/s)求解生料产量；
4、重量法，如根据熟料、混合材的耗用量求水泥产量；
5、总量法，根据多台设备的总产量以及各设备的运转时间，分摊每台设备的产量。

　　日常产量的误差相对比较大，所以每月底或初，系统可以根据盘库数据和销售数据，利用逆推算法对水泥、熟料、生料的"实际"（或称"修正"）产量和原材料的耗用量进行计算，为全厂生产状况提供一个相对准确的产、耗数据。

7.4. 用电管理
　　主要功能：
1、全厂所有电表的读数输入系统，自动计算用电量（倍率自定义）。
2、总表和分表间的误差通过分摊的方法进行消除。
3、自动与设备关联，提供各设备的单位电耗（度/吨）。
4、电耗分析表：用电分布图。

7.5. 停机（设备运转）管理
　　设备运转率是产量的主要保证。随时记录各设备的停机情况，每月提供统计报表，自动区分客观原因停机还是故障停机，自动计算运转率、设备完好率等参数，为设备考核提供了准确的数据。
　　停机时间表反面也提供了设备运转时间表，为台时产量的计算提供了时间要素。

7.6. 统计（报表）管理
　　基于以上各模块，系统提供各类单列报表和综合报表，包括生产日报表、各设备的月产量台帐、设备停机台帐、电耗月报等，综合报表以设备为中心，统计其产量、平均台产、运转时间以及相应的电耗、单耗等。
通过数值分析器还可以按时间或设备分析对比产量、台产、电耗等重要指标。

8. 供应管理系统
　　本系统以查询、监督为主，如备件采购计划来自五金仓库的库存数据，原材料数量来自地磅（生产调度系统）等。包含以下模块：
原材料采购合同管理（合同、价格、原材料质量情况、付款情况等）
原材料库存管理（直接调用生产调度系统数据）
五金仓库备件库存
备件采购计划（由库存决定）
库存成本查询（含原材料库存成本和备件库存成本）
地磅

9. 销售管理系统
　　水泥销售系统覆盖了销售科、财务科、地磅、包装仓库等部门的业务，从开票到提货和结帐，形成一个完整的数据链。系统模块清晰，功能强大。
9.1. 销售科
　　职能：系统的数据管理中心，直接处理散装提货凭证、散装提货单、散装水泥结帐、各类货款，以及对合同户、客户、销售人员、水泥品种、原材料品种、水泥编号等的管理。

9.2. 财务科
　　职能：负责收款、开票、开包装提货凭证等。分两个子部门：开票（出纳）和统计（会计），统计应收款、已付款、提货数等。

9.3. 包装仓库
　　职能：仓库负责包装水泥的发货，同时要进行仓库管理如入库，出库记录、水泥编号管理。

9.4. 地磅
　　职能：称重出厂散装水泥，记录每个客户的提货情况，控制超量提货等，数据统计部分由服务器自动执行。电子磅秤可以通过数据库接口实现数据连接。

9.5. 查询
　　职能：数量、单价、金额、应付款等数值统计。

10. 五金仓库管理系统
　　全面管理五金仓库中的所有备件（包括劳保品等）的进/出库事务，数量、单价、金额是主要数据对象，通过对领料单的跟踪，实现对车间、设备的维修成本的考核，为资源成本控制起到极大的辅助作用。

11. 人事工资管理系统
　　本系统分人事档案管理和工资管理两大模块。
　　人事档案相对为静态，对所有员工的教育档案、技能档案、培训档案、政治档案、岗位档案等进行登记管理，全面跟踪每个员工的工作调动情况、工资调整情况等变动。根据以上记录可以对职工进行各种自定义查询和统计。
　　工资管理主要根据工资表打印工资单，该模块与考勤、休假、业绩等业务有密切关系，具体考核公式由用户自定义。

12. IIS WEB服务器的应用
　　IIS是微软公司开发随NT发布的一个WEB服务器，被广泛应用在Internet网络中，同时它也是局域网Intranet的WEB服务器，提供与Internet相同的功能，支持动、静态WEB页面。
　　本系统的WEB服务主要应用于分厂内部的页面浏览，并以BBS、企业公告栏等为主要应用，方便公司、厂部在网上发布新闻、通知、政策等内容，并获取交互式的各部门的反馈意见。
　　在该平台上还可以实现其他一些功能，如公司文件查询系统供各部门查询感兴趣的政策，或作政策分析等；网上学堂，向广大员工提供一个丰富的资料库，涉及工艺、设备、环保、市场营销等知识，平时可以根据需要增减；文学园地，在这里给文学爱好者提供一个自我展示的机会……
　　WEB服务器是一个灵活开放的系统，是企业自由交流的理想平台。

13. 系统的软、硬件平台要求
（1） 网络环境
　　本系统运行于以太局域网，支持TCP/IP、MS NetBEUI等常见的网络协议。
（2） PC单机硬件
　　CUP在Pentium 级以上，主频在133以上，建议使用Pentium II级以上CPU；
　　内存在32M以上，建议使用64M；
　　硬盘要求不高，本地硬盘过小时，可以考虑使用服务器空间；
　　带鼠标；
　　显示器：支持增强16位以上，800*600显示。
（3） 操作平台
　　工作站为Windows95/98系统，服务器为NT操作系统。

14. 项目实施计划
　　本项目作为一个中型MIS集成系统，涉及面较广，各方需积极配合。整个项目要顺利完成，必须有一个科学的计划，并对系统调研部分做重点部署。