面向煉油企業(yè)MES的思考
摘要：信息化實(shí)踐在告誡我們，企業(yè)追求的不是信息技術(shù)本身，而是應(yīng)用信息技術(shù)產(chǎn)生的價(jià)值，其價(jià)值體現(xiàn)在信息資源潛力的挖掘之中。DCS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集的現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、LIMS系統(tǒng)提供的化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)、人工讀取的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，構(gòu)成煉油企業(yè)優(yōu)化決策和過程控制的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，建立基于數(shù)據(jù)分析，量化生產(chǎn)管理指標(biāo)，推動(dòng)企業(yè)管理動(dòng)態(tài)化、實(shí)時(shí)化的管理環(huán)境，是有效解決困擾當(dāng)前企業(yè)信息化形成的“信息孤島”、“應(yīng)用孤島”、“資源孤島”的突破口，MES為企業(yè)生產(chǎn)過程管理實(shí)時(shí)化提供了很好的思路。
大連石化MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的成功上線，在公司企業(yè)信息化建設(shè)史上具有里程碑意義。該系統(tǒng)通過企業(yè)生產(chǎn)管理過程基礎(chǔ)分析，從生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)角度提出了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用、運(yùn)行管理系統(tǒng)（OM系統(tǒng)）、LIMS接口、物料移動(dòng)和物料平衡系統(tǒng)配置、裝置質(zhì)量計(jì)算和罐區(qū)質(zhì)量計(jì)算，物料移動(dòng)信息維護(hù)、物料路由開關(guān)設(shè)置、測試及培訓(xùn)等系統(tǒng)化解決方案，有效解決了企業(yè)信息化建設(shè)多年來長期存在的“信息孤島”、“應(yīng)用孤島”、“資源孤島”的頑疾，提高了企業(yè)信息資產(chǎn)使用價(jià)值，促進(jìn)信息技術(shù)與生產(chǎn)實(shí)際的有效結(jié)合，是公司信息技術(shù)高端應(yīng)用的一次成功實(shí)踐。
一、信息資源從分散化向集成化應(yīng)用的轉(zhuǎn)變
以往的企業(yè)信息化實(shí)踐由于過多地關(guān)注以崗位職責(zé)為核心的應(yīng)用開發(fā)，各種應(yīng)用系統(tǒng)彼此“各掃門前雪”，系統(tǒng)之間的溝通效率很低，大量信息資源沉睡于數(shù)據(jù)庫中無人問津，形成企業(yè)隱性浪費(fèi)?！靶畔⒐聧u”構(gòu)成信息化建設(shè)無法深化的瓶頸。如何有效解決信息資源共享化利用，綜合發(fā)揮企業(yè)生產(chǎn)裝置完善的DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集能力、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信能力、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，呼之即來的MES系統(tǒng)，為解決信息資源的集成化應(yīng)用帶來新的思路。
對煉油企業(yè)而言，原油從進(jìn)廠到常減壓、催化裂化、加氫、重整等工藝處理，形成產(chǎn)品達(dá)到增值的目的，需要精心組織、精心策劃、精心操作，通常以流程化不間斷的連續(xù)方式爭分奪秒地生產(chǎn)，同時(shí)需要嚴(yán)格的過程控制和安全保障。MES正是通過收集整個(gè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過生產(chǎn)模型專業(yè)化處理、與管理層（ERP）和控制層（DCS、PLC）保持雙向通信能力，獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并反饋處理結(jié)果和生產(chǎn)命令來優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)過程。特點(diǎn)如下：
（1）企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃主要依據(jù)原油市場情況、成品油銷售情況、生產(chǎn)裝置現(xiàn)有條件、企業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)、總部指令安排等因素，在綜合優(yōu)化各方面約束基礎(chǔ)上制定的。計(jì)劃制定的大量依據(jù)來自于基層車間上報(bào)的各種生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)、分類、匯總，產(chǎn)生基本計(jì)劃數(shù)據(jù)及計(jì)劃相關(guān)報(bào)表，并結(jié)合財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、成本分析數(shù)據(jù)、物資采購數(shù)據(jù)、計(jì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，有效整合分布于各部門的數(shù)據(jù)服務(wù)于MES系統(tǒng)將有效提高煉廠適應(yīng)突發(fā)事件的應(yīng)變能力。
（2）企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度體現(xiàn)以滿足總部計(jì)劃排產(chǎn)要求的生產(chǎn)模式，以年計(jì)劃、月計(jì)劃、五日計(jì)劃逐層分解組織生產(chǎn)，表現(xiàn)為連續(xù)工藝過程、設(shè)備滿負(fù)荷長周期運(yùn)轉(zhuǎn)，在滿足儲(chǔ)油罐周轉(zhuǎn)的前提下最大限度發(fā)揮裝置潛能安排優(yōu)化生產(chǎn)。主要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、物料移動(dòng)、物料平衡、動(dòng)力平衡、提高收率、降低損耗、縮短生產(chǎn)周期、加快從原油到成品油罐的周轉(zhuǎn)等問題，保證儲(chǔ)存提運(yùn)收支平衡，對生產(chǎn)流程進(jìn)行全面、合理地調(diào)度和監(jiān)控。
（3）企業(yè)生產(chǎn)過程上道工序的產(chǎn)品經(jīng)常會(huì)成為下道工序的原料，對每道工序產(chǎn)生的成品、半成品及外部采購進(jìn)來的化工原材料都需要通過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)并記錄檢驗(yàn)結(jié)果，為生產(chǎn)執(zhí)行提供及時(shí)的質(zhì)檢報(bào)告，保證產(chǎn)品生產(chǎn)與質(zhì)量分析同步進(jìn)行，為MES系統(tǒng)生產(chǎn)指揮、實(shí)時(shí)調(diào)整裝置操作參數(shù)提供依據(jù)，提高合格品率，提高M(jìn)ES系統(tǒng)運(yùn)行有效性。
（4）隨著企業(yè)加工原油種類的增加，生產(chǎn)工藝過程存在工藝機(jī)理復(fù)雜問題，同樣的操作條件很難得到相同的結(jié)果，無法對生產(chǎn)過程準(zhǔn)確地預(yù)測，上級(jí)物料和下級(jí)物料之間的數(shù)量關(guān)系經(jīng)常隨溫度、壓力、物性、季節(jié)、工藝條件不同而不同。特別是催化裂化工藝過程，非線性因素很多，生產(chǎn)過程需要在嚴(yán)格管理?xiàng)l件下進(jìn)行，對設(shè)備的嚴(yán)密性、生產(chǎn)操作、環(huán)境要求苛刻，生產(chǎn)過程包含復(fù)雜的物理化學(xué)過程及各種突變和不確定因素。
（5）企業(yè)生產(chǎn)過程要滿足QHSE體系管理要求，實(shí)現(xiàn)規(guī)范操作和管理、促進(jìn)節(jié)能降耗，追求成本最低、效益最大化。以信息化建設(shè)為契機(jī)，以信息技術(shù)工具使用為手段，以數(shù)據(jù)向信息轉(zhuǎn)換、信息向知識(shí)轉(zhuǎn)移、知識(shí)向決策轉(zhuǎn)變?yōu)橥緩?，鍛造員工新的價(jià)值觀念、豐富員工職業(yè)道德內(nèi)涵、提高員工綜合素質(zhì)，創(chuàng)新企業(yè)文化建設(shè)，是企業(yè)未來發(fā)展的重要課題。
信息化多層次需求在呼喚綜合解決方案，信息資源共享在期待綜合溝通平臺(tái)。MES涉及到業(yè)務(wù)面寬、信息量大，具有多部門、多專業(yè)、多崗位相互協(xié)同的特點(diǎn)正好與當(dāng)前企業(yè)信息化需求相吻合。對企業(yè)現(xiàn)存的與此項(xiàng)業(yè)務(wù)相關(guān)的調(diào)度管理系統(tǒng)、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)及計(jì)劃系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、計(jì)量管理系統(tǒng)、車間管理系統(tǒng)等各類信息系統(tǒng)按照MES需求整合改造，開發(fā)系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)信息編碼標(biāo)準(zhǔn)化處理，搭建信息資源共享化平臺(tái)是保證項(xiàng)目順利實(shí)施的重要工作。經(jīng)過努力，圍繞MES系統(tǒng)物料移動(dòng)及物料平衡系統(tǒng)，編寫體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)涵的中英文編碼對照表，涵蓋45項(xiàng)原油編碼、514項(xiàng)中間料編碼、270項(xiàng)產(chǎn)品編碼、44項(xiàng)罐區(qū)設(shè)備編碼，對企業(yè)現(xiàn)存應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行合理對接、巧妙組合，有效支持了MES系統(tǒng)信息資源整合的信息溝通需求，對于突破“信息孤島”做出具有示范效應(yīng)的實(shí)踐。
二、生產(chǎn)管理從靜態(tài)化向動(dòng)態(tài)化轉(zhuǎn)變
以往的車間層面生產(chǎn)管理過程由生產(chǎn)運(yùn)行處下達(dá)調(diào)度指令安排生產(chǎn)，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果上報(bào)，經(jīng)調(diào)度人員分析后判斷生產(chǎn)的合理性，由于各應(yīng)用系統(tǒng)按崗位職責(zé)開發(fā)，系統(tǒng)之間互不溝通，應(yīng)用系統(tǒng)表現(xiàn)為人工業(yè)務(wù)的電子版本，這種“應(yīng)用孤島”保證不了生產(chǎn)管理的實(shí)時(shí)需求，表現(xiàn)為一定程度的靜態(tài)化，存在很大的滯后性，信息技術(shù)與生產(chǎn)管理結(jié)合的優(yōu)勢遠(yuǎn)未發(fā)揮出來。
基于Web的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為MES有效運(yùn)行提供了數(shù)據(jù)平臺(tái)環(huán)境，員工可以通過這個(gè)平臺(tái)監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù)，通過KPI指標(biāo)與工藝參數(shù)計(jì)算評估裝置績效，通過過程統(tǒng)計(jì)分析與控制應(yīng)用把握生產(chǎn)運(yùn)行趨勢等，推動(dòng)裝置管理從靜態(tài)化向動(dòng)態(tài)化轉(zhuǎn)變。
在車間層面，可以利用物料動(dòng)態(tài)工藝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)生產(chǎn)車間的自我績效評價(jià)，對生產(chǎn)裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)成本分析，對產(chǎn)品收率變化實(shí)時(shí)跟蹤，隨時(shí)做出計(jì)劃定額指標(biāo)與實(shí)際完成數(shù)據(jù)的差異比較，對存在差異的數(shù)據(jù)，及時(shí)查明原因，實(shí)時(shí)調(diào)整生產(chǎn)管理方案。
在車間班組層面，可以利用物料動(dòng)態(tài)工藝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)車間班組的績效考核，細(xì)分生產(chǎn)工序，對班組內(nèi)每個(gè)操作員制定操作定額指標(biāo)，針對每段工序的水、電、汽、風(fēng)等能耗情況，計(jì)算出該段工序的最低噸加工消耗成本，考核每個(gè)操作員的操作能力和工序最大加工能力。
在工藝管理層面，可以利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲得各裝置操作參數(shù)，詳細(xì)觀察裝置運(yùn)行狀況，持續(xù)改進(jìn)原油評價(jià)與生產(chǎn)實(shí)際吻合情況，提高原油混煉比的上下限及操作條件的準(zhǔn)確性，提高裝置平穩(wěn)運(yùn)行率，減少裝置運(yùn)行波動(dòng)，確定各裝置的優(yōu)化加工量及產(chǎn)量。
在公司調(diào)度層面，可以利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)全廠計(jì)劃執(zhí)行情況評價(jià)，依據(jù)五日滾動(dòng)作業(yè)計(jì)劃各車間實(shí)際完成情況，合理調(diào)配原油、半成品、成品油及來料加工油品的提運(yùn)和存貯，當(dāng)五日滾動(dòng)作業(yè)計(jì)劃執(zhí)行中出現(xiàn)矛盾時(shí)，則立即進(jìn)行協(xié)調(diào)和平衡，保證調(diào)度順利進(jìn)行。
在公司管理層面，可以利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)生產(chǎn)過程綜合評價(jià)，通過生產(chǎn)過程監(jiān)視、綜合統(tǒng)計(jì)報(bào)表及系統(tǒng)維護(hù)，對生產(chǎn)過程事故狀況進(jìn)行監(jiān)視，對生產(chǎn)調(diào)度狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為未來原油采購、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、成本控制、效益分析提供決策依據(jù)。
MES為生產(chǎn)管理提供了展示生產(chǎn)過程細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)平臺(tái)，為生產(chǎn)事前預(yù)測、事中控制、事后評價(jià)提供了工具，引導(dǎo)員工運(yùn)用軟件技術(shù)方法，通過生產(chǎn)現(xiàn)場與生產(chǎn)管理信息的雙向溝通，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)成本可控，以最佳的生產(chǎn)方案、最優(yōu)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、最低的生產(chǎn)成本、最高的產(chǎn)品收率，達(dá)到最高收益的目的。
三、控制過程從經(jīng)驗(yàn)化向知識(shí)化轉(zhuǎn)變
以往的企業(yè)管理過程，雖然輔助以很多信息管理系統(tǒng)，但是從“信息孤島”引發(fā)“應(yīng)用孤島”，再到“資源孤島”，信息化潛力被深埋于經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo)的常規(guī)管理之中，企業(yè)資源效率自然無法運(yùn)用信息化思維得以充分展現(xiàn)。
受到原油資源來源多樣化及裝置適應(yīng)能力的約束，員工對加工原料混煉比的把握能力、原油評價(jià)準(zhǔn)確能力，加工過程的控制能力，直接反映出員工煉油知識(shí)應(yīng)用能力并直接影響企業(yè)的成本效益。利用MES實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理，主要包括：優(yōu)化排產(chǎn)、生產(chǎn)調(diào)度、物料移動(dòng)、物料平衡、質(zhì)量控制、產(chǎn)品規(guī)范、工藝控制、文檔管理、設(shè)備監(jiān)控、動(dòng)力控制等，無論是技術(shù)發(fā)展處、生產(chǎn)運(yùn)行處、車間技術(shù)負(fù)責(zé)人、車間班組操作人員均留有人機(jī)數(shù)據(jù)錄入界面，用于生產(chǎn)過程管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中位號(hào)上下限賦值及進(jìn)行數(shù)值修正和插值需要，其中每一項(xiàng)數(shù)值的更新，每一個(gè)操作條件的改變都蘊(yùn)含著復(fù)雜的決策分析，MES與生產(chǎn)控制自動(dòng)化系統(tǒng)的集成化應(yīng)用，通過數(shù)據(jù)和信息交換，監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)過程關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵參數(shù)，完成整個(gè)生產(chǎn)的管理，促進(jìn)信息利用向物質(zhì)增值的轉(zhuǎn)換，提高生產(chǎn)管理的科學(xué)性。
MES系統(tǒng)運(yùn)行過程對生產(chǎn)系統(tǒng)各部門有著明確的流程化的職責(zé)分工，利用Web技術(shù)把相關(guān)信息集成于同一個(gè)信息平臺(tái)，其中：技術(shù)發(fā)展處根據(jù)需要及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)上下限，監(jiān)督生成工藝臺(tái)帳的過程，對裝置進(jìn)行考核；生產(chǎn)運(yùn)行處負(fù)責(zé)及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)方案，確定生產(chǎn)和調(diào)度計(jì)劃對儀表位號(hào)的設(shè)定值；裝置工藝員負(fù)責(zé)按規(guī)定及時(shí)完成工藝參數(shù)的修改和設(shè)置、發(fā)布和更改操作指令；裝置班組操作班長負(fù)責(zé)按規(guī)定使用操作管理系統(tǒng)，監(jiān)督操作管理的完成，并協(xié)助工藝員完成指令的發(fā)布執(zhí)行；各操作人員按時(shí)填寫偏差原因、班組日志文件等。
MES系統(tǒng)通過過程控制流程圖將每套裝置生產(chǎn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)展示于流程圖之上，為裝置監(jiān)控提供簡潔明快的工具，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫提供的計(jì)算工具，結(jié)合企業(yè)實(shí)際組態(tài)開發(fā)計(jì)算功能，提供實(shí)時(shí)的KPI和工藝參數(shù)計(jì)算，幫助各部門的管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)控KPI和重要工藝參數(shù)，及時(shí)作出不同生產(chǎn)裝置、不同生產(chǎn)時(shí)段、不同工藝過程、不同產(chǎn)品的能源消耗、物料消耗、設(shè)備運(yùn)行狀況、產(chǎn)品質(zhì)量狀況等報(bào)告。
MES系統(tǒng)通過針對不同裝置、數(shù)據(jù)位號(hào)來查詢歷史數(shù)據(jù)并生成工藝臺(tái)帳，輔助對當(dāng)前工藝狀況進(jìn)行差異分析，通過異常數(shù)據(jù)變化，激發(fā)員工思維靈感，尋找當(dāng)前工藝條件下的工藝標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)規(guī)范、物料平衡、能源平衡、產(chǎn)品收率等最佳控制點(diǎn)，用準(zhǔn)確的生產(chǎn)模型修正過程控制模型，提高裝置控制能力。
MES系統(tǒng)通過選定指定裝置的工藝位號(hào)、質(zhì)量位號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布圖，標(biāo)準(zhǔn)偏差等統(tǒng)計(jì)分析圖，輔助管理人員及時(shí)掌握生產(chǎn)過程有統(tǒng)計(jì)規(guī)律的變量性質(zhì)，尋找不同原油組分、壓力、溫度等參數(shù)變化規(guī)律、聯(lián)系、趨勢、隱藏特征等，將連續(xù)性和非連續(xù)性、線性和非線性關(guān)系有機(jī)融合，在眾多變量中尋找事件的特征和關(guān)聯(lián)，建立基于歷史數(shù)據(jù)的比對分析，作出變化趨勢圖，有助于管理人員對裝置運(yùn)行情況做動(dòng)態(tài)分析，使其達(dá)到最佳工況。既能改進(jìn)當(dāng)前生產(chǎn)控制和產(chǎn)品質(zhì)量，又為監(jiān)控裝置安全運(yùn)行同時(shí)為煉油企業(yè)未來管理、建立專家系統(tǒng)做知識(shí)性積累。
面對煉油企業(yè)流程化生產(chǎn)環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)，信息交換頻繁，生產(chǎn)裝置具有非線性和大時(shí)滯特點(diǎn)，MES系統(tǒng)每一個(gè)數(shù)據(jù)錄入、每一項(xiàng)操作參數(shù)檢查、修正，都給不同崗位管理人員、不同裝置的操作人員留下最佳觀測點(diǎn)、控制點(diǎn)的思考空間、應(yīng)用空間，MES系統(tǒng)為不同崗位人員數(shù)據(jù)的獲取、信息的轉(zhuǎn)化、知識(shí)的運(yùn)用、決策的形成提供了便捷的工具，將生產(chǎn)控制過程變得清晰、透明，以流程管理為主線的MES系統(tǒng)應(yīng)用在引導(dǎo)員工學(xué)習(xí)掌握立足崗位、關(guān)注全局的思維方法，明確自己崗位職責(zé)的同時(shí)思考自己的所作所為對其他流程的影響，既有技術(shù)概念又有管理理念，對于剖析國際原油復(fù)雜組分，優(yōu)化原油混煉比，強(qiáng)化細(xì)節(jié)管理、精細(xì)化生產(chǎn)，探索復(fù)雜工藝條件下“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”、節(jié)能降耗、提高收率的方法、建立員工復(fù)合性知識(shí)結(jié)構(gòu)規(guī)避生產(chǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了數(shù)字化管理平臺(tái)。
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作者簡介： 趙元旭
工作單位：中國石油天然氣股份有限公司
大連石化分公司信息中心
職 稱：高級(jí)工程師
電子信箱：zhaoyx@dl.net.cn
1982年大學(xué)畢業(yè)，1985年以來從事企業(yè)信息化工作，親身經(jīng)歷感受了二十年來企業(yè)信息化建設(shè)過程中的風(fēng)雨歷程。
主要成果論文：
2002年撰寫《利用CIMS技術(shù)，推進(jìn)企業(yè)管控一體化》一文，2004年由中國記錄年鑒匯編委員會(huì)組織評審，獲得“中國科學(xué)發(fā)展優(yōu)秀學(xué)術(shù)成果一等獎(jiǎng)”，并被確定入編《中國專家學(xué)術(shù)成果通鑒》的首批成果。2004年撰寫《以新區(qū)建設(shè)為契機(jī)，打造數(shù)字煉油管理平臺(tái)》一文，2004年撰寫《以新區(qū)建設(shè)為契機(jī)，打造數(shù)字煉油管理平臺(tái)》一文，被《中國民營科技與經(jīng)濟(jì)》雜志、《中國當(dāng)代經(jīng)濟(jì)論壇》雜志全文發(fā)表。2005年入選由《發(fā)現(xiàn)》雜志社、中國管理科學(xué)研究院學(xué)術(shù)委員會(huì)組織出版的《中國當(dāng)代思想寶庫》一書。
大連石化MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的成功上線，在公司企業(yè)信息化建設(shè)史上具有里程碑意義。該系統(tǒng)通過企業(yè)生產(chǎn)管理過程基礎(chǔ)分析，從生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)角度提出了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用、運(yùn)行管理系統(tǒng)（OM系統(tǒng)）、LIMS接口、物料移動(dòng)和物料平衡系統(tǒng)配置、裝置質(zhì)量計(jì)算和罐區(qū)質(zhì)量計(jì)算，物料移動(dòng)信息維護(hù)、物料路由開關(guān)設(shè)置、測試及培訓(xùn)等系統(tǒng)化解決方案，有效解決了企業(yè)信息化建設(shè)多年來長期存在的“信息孤島”、“應(yīng)用孤島”、“資源孤島”的頑疾，提高了企業(yè)信息資產(chǎn)使用價(jià)值，促進(jìn)信息技術(shù)與生產(chǎn)實(shí)際的有效結(jié)合，是公司信息技術(shù)高端應(yīng)用的一次成功實(shí)踐。
一、信息資源從分散化向集成化應(yīng)用的轉(zhuǎn)變
以往的企業(yè)信息化實(shí)踐由于過多地關(guān)注以崗位職責(zé)為核心的應(yīng)用開發(fā)，各種應(yīng)用系統(tǒng)彼此“各掃門前雪”，系統(tǒng)之間的溝通效率很低，大量信息資源沉睡于數(shù)據(jù)庫中無人問津，形成企業(yè)隱性浪費(fèi)?！靶畔⒐聧u”構(gòu)成信息化建設(shè)無法深化的瓶頸。如何有效解決信息資源共享化利用，綜合發(fā)揮企業(yè)生產(chǎn)裝置完善的DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集能力、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信能力、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，呼之即來的MES系統(tǒng)，為解決信息資源的集成化應(yīng)用帶來新的思路。
對煉油企業(yè)而言，原油從進(jìn)廠到常減壓、催化裂化、加氫、重整等工藝處理，形成產(chǎn)品達(dá)到增值的目的，需要精心組織、精心策劃、精心操作，通常以流程化不間斷的連續(xù)方式爭分奪秒地生產(chǎn)，同時(shí)需要嚴(yán)格的過程控制和安全保障。MES正是通過收集整個(gè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過生產(chǎn)模型專業(yè)化處理、與管理層（ERP）和控制層（DCS、PLC）保持雙向通信能力，獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并反饋處理結(jié)果和生產(chǎn)命令來優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)過程。特點(diǎn)如下：
（1）企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃主要依據(jù)原油市場情況、成品油銷售情況、生產(chǎn)裝置現(xiàn)有條件、企業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)、總部指令安排等因素，在綜合優(yōu)化各方面約束基礎(chǔ)上制定的。計(jì)劃制定的大量依據(jù)來自于基層車間上報(bào)的各種生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)、分類、匯總，產(chǎn)生基本計(jì)劃數(shù)據(jù)及計(jì)劃相關(guān)報(bào)表，并結(jié)合財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、成本分析數(shù)據(jù)、物資采購數(shù)據(jù)、計(jì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，有效整合分布于各部門的數(shù)據(jù)服務(wù)于MES系統(tǒng)將有效提高煉廠適應(yīng)突發(fā)事件的應(yīng)變能力。
（2）企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度體現(xiàn)以滿足總部計(jì)劃排產(chǎn)要求的生產(chǎn)模式，以年計(jì)劃、月計(jì)劃、五日計(jì)劃逐層分解組織生產(chǎn)，表現(xiàn)為連續(xù)工藝過程、設(shè)備滿負(fù)荷長周期運(yùn)轉(zhuǎn)，在滿足儲(chǔ)油罐周轉(zhuǎn)的前提下最大限度發(fā)揮裝置潛能安排優(yōu)化生產(chǎn)。主要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、物料移動(dòng)、物料平衡、動(dòng)力平衡、提高收率、降低損耗、縮短生產(chǎn)周期、加快從原油到成品油罐的周轉(zhuǎn)等問題，保證儲(chǔ)存提運(yùn)收支平衡，對生產(chǎn)流程進(jìn)行全面、合理地調(diào)度和監(jiān)控。
（3）企業(yè)生產(chǎn)過程上道工序的產(chǎn)品經(jīng)常會(huì)成為下道工序的原料，對每道工序產(chǎn)生的成品、半成品及外部采購進(jìn)來的化工原材料都需要通過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)并記錄檢驗(yàn)結(jié)果，為生產(chǎn)執(zhí)行提供及時(shí)的質(zhì)檢報(bào)告，保證產(chǎn)品生產(chǎn)與質(zhì)量分析同步進(jìn)行，為MES系統(tǒng)生產(chǎn)指揮、實(shí)時(shí)調(diào)整裝置操作參數(shù)提供依據(jù)，提高合格品率，提高M(jìn)ES系統(tǒng)運(yùn)行有效性。
（4）隨著企業(yè)加工原油種類的增加，生產(chǎn)工藝過程存在工藝機(jī)理復(fù)雜問題，同樣的操作條件很難得到相同的結(jié)果，無法對生產(chǎn)過程準(zhǔn)確地預(yù)測，上級(jí)物料和下級(jí)物料之間的數(shù)量關(guān)系經(jīng)常隨溫度、壓力、物性、季節(jié)、工藝條件不同而不同。特別是催化裂化工藝過程，非線性因素很多，生產(chǎn)過程需要在嚴(yán)格管理?xiàng)l件下進(jìn)行，對設(shè)備的嚴(yán)密性、生產(chǎn)操作、環(huán)境要求苛刻，生產(chǎn)過程包含復(fù)雜的物理化學(xué)過程及各種突變和不確定因素。
（5）企業(yè)生產(chǎn)過程要滿足QHSE體系管理要求，實(shí)現(xiàn)規(guī)范操作和管理、促進(jìn)節(jié)能降耗，追求成本最低、效益最大化。以信息化建設(shè)為契機(jī)，以信息技術(shù)工具使用為手段，以數(shù)據(jù)向信息轉(zhuǎn)換、信息向知識(shí)轉(zhuǎn)移、知識(shí)向決策轉(zhuǎn)變?yōu)橥緩?，鍛造員工新的價(jià)值觀念、豐富員工職業(yè)道德內(nèi)涵、提高員工綜合素質(zhì)，創(chuàng)新企業(yè)文化建設(shè)，是企業(yè)未來發(fā)展的重要課題。
信息化多層次需求在呼喚綜合解決方案，信息資源共享在期待綜合溝通平臺(tái)。MES涉及到業(yè)務(wù)面寬、信息量大，具有多部門、多專業(yè)、多崗位相互協(xié)同的特點(diǎn)正好與當(dāng)前企業(yè)信息化需求相吻合。對企業(yè)現(xiàn)存的與此項(xiàng)業(yè)務(wù)相關(guān)的調(diào)度管理系統(tǒng)、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)及計(jì)劃系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、計(jì)量管理系統(tǒng)、車間管理系統(tǒng)等各類信息系統(tǒng)按照MES需求整合改造，開發(fā)系統(tǒng)接口，實(shí)現(xiàn)信息編碼標(biāo)準(zhǔn)化處理，搭建信息資源共享化平臺(tái)是保證項(xiàng)目順利實(shí)施的重要工作。經(jīng)過努力，圍繞MES系統(tǒng)物料移動(dòng)及物料平衡系統(tǒng)，編寫體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)涵的中英文編碼對照表，涵蓋45項(xiàng)原油編碼、514項(xiàng)中間料編碼、270項(xiàng)產(chǎn)品編碼、44項(xiàng)罐區(qū)設(shè)備編碼，對企業(yè)現(xiàn)存應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行合理對接、巧妙組合，有效支持了MES系統(tǒng)信息資源整合的信息溝通需求，對于突破“信息孤島”做出具有示范效應(yīng)的實(shí)踐。
二、生產(chǎn)管理從靜態(tài)化向動(dòng)態(tài)化轉(zhuǎn)變
以往的車間層面生產(chǎn)管理過程由生產(chǎn)運(yùn)行處下達(dá)調(diào)度指令安排生產(chǎn)，將統(tǒng)計(jì)結(jié)果上報(bào)，經(jīng)調(diào)度人員分析后判斷生產(chǎn)的合理性，由于各應(yīng)用系統(tǒng)按崗位職責(zé)開發(fā)，系統(tǒng)之間互不溝通，應(yīng)用系統(tǒng)表現(xiàn)為人工業(yè)務(wù)的電子版本，這種“應(yīng)用孤島”保證不了生產(chǎn)管理的實(shí)時(shí)需求，表現(xiàn)為一定程度的靜態(tài)化，存在很大的滯后性，信息技術(shù)與生產(chǎn)管理結(jié)合的優(yōu)勢遠(yuǎn)未發(fā)揮出來。
基于Web的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為MES有效運(yùn)行提供了數(shù)據(jù)平臺(tái)環(huán)境，員工可以通過這個(gè)平臺(tái)監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù)，通過KPI指標(biāo)與工藝參數(shù)計(jì)算評估裝置績效，通過過程統(tǒng)計(jì)分析與控制應(yīng)用把握生產(chǎn)運(yùn)行趨勢等，推動(dòng)裝置管理從靜態(tài)化向動(dòng)態(tài)化轉(zhuǎn)變。
在車間層面，可以利用物料動(dòng)態(tài)工藝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)生產(chǎn)車間的自我績效評價(jià)，對生產(chǎn)裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)成本分析，對產(chǎn)品收率變化實(shí)時(shí)跟蹤，隨時(shí)做出計(jì)劃定額指標(biāo)與實(shí)際完成數(shù)據(jù)的差異比較，對存在差異的數(shù)據(jù)，及時(shí)查明原因，實(shí)時(shí)調(diào)整生產(chǎn)管理方案。
在車間班組層面，可以利用物料動(dòng)態(tài)工藝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)車間班組的績效考核，細(xì)分生產(chǎn)工序，對班組內(nèi)每個(gè)操作員制定操作定額指標(biāo)，針對每段工序的水、電、汽、風(fēng)等能耗情況，計(jì)算出該段工序的最低噸加工消耗成本，考核每個(gè)操作員的操作能力和工序最大加工能力。
在工藝管理層面，可以利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲得各裝置操作參數(shù)，詳細(xì)觀察裝置運(yùn)行狀況，持續(xù)改進(jìn)原油評價(jià)與生產(chǎn)實(shí)際吻合情況，提高原油混煉比的上下限及操作條件的準(zhǔn)確性，提高裝置平穩(wěn)運(yùn)行率，減少裝置運(yùn)行波動(dòng)，確定各裝置的優(yōu)化加工量及產(chǎn)量。
在公司調(diào)度層面，可以利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)全廠計(jì)劃執(zhí)行情況評價(jià)，依據(jù)五日滾動(dòng)作業(yè)計(jì)劃各車間實(shí)際完成情況，合理調(diào)配原油、半成品、成品油及來料加工油品的提運(yùn)和存貯，當(dāng)五日滾動(dòng)作業(yè)計(jì)劃執(zhí)行中出現(xiàn)矛盾時(shí)，則立即進(jìn)行協(xié)調(diào)和平衡，保證調(diào)度順利進(jìn)行。
在公司管理層面，可以利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)生產(chǎn)過程綜合評價(jià)，通過生產(chǎn)過程監(jiān)視、綜合統(tǒng)計(jì)報(bào)表及系統(tǒng)維護(hù)，對生產(chǎn)過程事故狀況進(jìn)行監(jiān)視，對生產(chǎn)調(diào)度狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為未來原油采購、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、成本控制、效益分析提供決策依據(jù)。
MES為生產(chǎn)管理提供了展示生產(chǎn)過程細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)平臺(tái)，為生產(chǎn)事前預(yù)測、事中控制、事后評價(jià)提供了工具，引導(dǎo)員工運(yùn)用軟件技術(shù)方法，通過生產(chǎn)現(xiàn)場與生產(chǎn)管理信息的雙向溝通，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制動(dòng)態(tài)管理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)成本可控，以最佳的生產(chǎn)方案、最優(yōu)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、最低的生產(chǎn)成本、最高的產(chǎn)品收率，達(dá)到最高收益的目的。
三、控制過程從經(jīng)驗(yàn)化向知識(shí)化轉(zhuǎn)變
以往的企業(yè)管理過程，雖然輔助以很多信息管理系統(tǒng)，但是從“信息孤島”引發(fā)“應(yīng)用孤島”，再到“資源孤島”，信息化潛力被深埋于經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo)的常規(guī)管理之中，企業(yè)資源效率自然無法運(yùn)用信息化思維得以充分展現(xiàn)。
受到原油資源來源多樣化及裝置適應(yīng)能力的約束，員工對加工原料混煉比的把握能力、原油評價(jià)準(zhǔn)確能力，加工過程的控制能力，直接反映出員工煉油知識(shí)應(yīng)用能力并直接影響企業(yè)的成本效益。利用MES實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理，主要包括：優(yōu)化排產(chǎn)、生產(chǎn)調(diào)度、物料移動(dòng)、物料平衡、質(zhì)量控制、產(chǎn)品規(guī)范、工藝控制、文檔管理、設(shè)備監(jiān)控、動(dòng)力控制等，無論是技術(shù)發(fā)展處、生產(chǎn)運(yùn)行處、車間技術(shù)負(fù)責(zé)人、車間班組操作人員均留有人機(jī)數(shù)據(jù)錄入界面，用于生產(chǎn)過程管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中位號(hào)上下限賦值及進(jìn)行數(shù)值修正和插值需要，其中每一項(xiàng)數(shù)值的更新，每一個(gè)操作條件的改變都蘊(yùn)含著復(fù)雜的決策分析，MES與生產(chǎn)控制自動(dòng)化系統(tǒng)的集成化應(yīng)用，通過數(shù)據(jù)和信息交換，監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)過程關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵參數(shù)，完成整個(gè)生產(chǎn)的管理，促進(jìn)信息利用向物質(zhì)增值的轉(zhuǎn)換，提高生產(chǎn)管理的科學(xué)性。
MES系統(tǒng)運(yùn)行過程對生產(chǎn)系統(tǒng)各部門有著明確的流程化的職責(zé)分工，利用Web技術(shù)把相關(guān)信息集成于同一個(gè)信息平臺(tái)，其中：技術(shù)發(fā)展處根據(jù)需要及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)上下限，監(jiān)督生成工藝臺(tái)帳的過程，對裝置進(jìn)行考核；生產(chǎn)運(yùn)行處負(fù)責(zé)及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)方案，確定生產(chǎn)和調(diào)度計(jì)劃對儀表位號(hào)的設(shè)定值；裝置工藝員負(fù)責(zé)按規(guī)定及時(shí)完成工藝參數(shù)的修改和設(shè)置、發(fā)布和更改操作指令；裝置班組操作班長負(fù)責(zé)按規(guī)定使用操作管理系統(tǒng)，監(jiān)督操作管理的完成，并協(xié)助工藝員完成指令的發(fā)布執(zhí)行；各操作人員按時(shí)填寫偏差原因、班組日志文件等。
MES系統(tǒng)通過過程控制流程圖將每套裝置生產(chǎn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)展示于流程圖之上，為裝置監(jiān)控提供簡潔明快的工具，利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫提供的計(jì)算工具，結(jié)合企業(yè)實(shí)際組態(tài)開發(fā)計(jì)算功能，提供實(shí)時(shí)的KPI和工藝參數(shù)計(jì)算，幫助各部門的管理人員實(shí)時(shí)監(jiān)控KPI和重要工藝參數(shù)，及時(shí)作出不同生產(chǎn)裝置、不同生產(chǎn)時(shí)段、不同工藝過程、不同產(chǎn)品的能源消耗、物料消耗、設(shè)備運(yùn)行狀況、產(chǎn)品質(zhì)量狀況等報(bào)告。
MES系統(tǒng)通過針對不同裝置、數(shù)據(jù)位號(hào)來查詢歷史數(shù)據(jù)并生成工藝臺(tái)帳，輔助對當(dāng)前工藝狀況進(jìn)行差異分析，通過異常數(shù)據(jù)變化，激發(fā)員工思維靈感，尋找當(dāng)前工藝條件下的工藝標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)規(guī)范、物料平衡、能源平衡、產(chǎn)品收率等最佳控制點(diǎn)，用準(zhǔn)確的生產(chǎn)模型修正過程控制模型，提高裝置控制能力。
MES系統(tǒng)通過選定指定裝置的工藝位號(hào)、質(zhì)量位號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布圖，標(biāo)準(zhǔn)偏差等統(tǒng)計(jì)分析圖，輔助管理人員及時(shí)掌握生產(chǎn)過程有統(tǒng)計(jì)規(guī)律的變量性質(zhì)，尋找不同原油組分、壓力、溫度等參數(shù)變化規(guī)律、聯(lián)系、趨勢、隱藏特征等，將連續(xù)性和非連續(xù)性、線性和非線性關(guān)系有機(jī)融合，在眾多變量中尋找事件的特征和關(guān)聯(lián)，建立基于歷史數(shù)據(jù)的比對分析，作出變化趨勢圖，有助于管理人員對裝置運(yùn)行情況做動(dòng)態(tài)分析，使其達(dá)到最佳工況。既能改進(jìn)當(dāng)前生產(chǎn)控制和產(chǎn)品質(zhì)量，又為監(jiān)控裝置安全運(yùn)行同時(shí)為煉油企業(yè)未來管理、建立專家系統(tǒng)做知識(shí)性積累。
面對煉油企業(yè)流程化生產(chǎn)環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)，信息交換頻繁，生產(chǎn)裝置具有非線性和大時(shí)滯特點(diǎn)，MES系統(tǒng)每一個(gè)數(shù)據(jù)錄入、每一項(xiàng)操作參數(shù)檢查、修正，都給不同崗位管理人員、不同裝置的操作人員留下最佳觀測點(diǎn)、控制點(diǎn)的思考空間、應(yīng)用空間，MES系統(tǒng)為不同崗位人員數(shù)據(jù)的獲取、信息的轉(zhuǎn)化、知識(shí)的運(yùn)用、決策的形成提供了便捷的工具，將生產(chǎn)控制過程變得清晰、透明，以流程管理為主線的MES系統(tǒng)應(yīng)用在引導(dǎo)員工學(xué)習(xí)掌握立足崗位、關(guān)注全局的思維方法，明確自己崗位職責(zé)的同時(shí)思考自己的所作所為對其他流程的影響，既有技術(shù)概念又有管理理念，對于剖析國際原油復(fù)雜組分，優(yōu)化原油混煉比，強(qiáng)化細(xì)節(jié)管理、精細(xì)化生產(chǎn)，探索復(fù)雜工藝條件下“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”、節(jié)能降耗、提高收率的方法、建立員工復(fù)合性知識(shí)結(jié)構(gòu)規(guī)避生產(chǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了數(shù)字化管理平臺(tái)。
參考文獻(xiàn)：
張志檁：世界石油化工智能化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與展望 《中國石油學(xué)會(huì)第五屆石油煉制學(xué)術(shù)年會(huì)論文集》P65 中國石化出版社 2005.5
張志檁主編：企業(yè)信息化實(shí)用指南 中國石化出版社 1997
耿繼秀：信息工程--創(chuàng)建企業(yè)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的工程 清華大學(xué)出版社 2001
李清、張萍譯 集成的信息系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)—經(jīng)營過程建模 機(jī)械工業(yè)出版社 2003.2
作者簡介： 趙元旭
工作單位：中國石油天然氣股份有限公司
大連石化分公司信息中心
職 稱：高級(jí)工程師
電子信箱：zhaoyx@dl.net.cn
1982年大學(xué)畢業(yè)，1985年以來從事企業(yè)信息化工作，親身經(jīng)歷感受了二十年來企業(yè)信息化建設(shè)過程中的風(fēng)雨歷程。
主要成果論文：
2002年撰寫《利用CIMS技術(shù)，推進(jìn)企業(yè)管控一體化》一文，2004年由中國記錄年鑒匯編委員會(huì)組織評審，獲得“中國科學(xué)發(fā)展優(yōu)秀學(xué)術(shù)成果一等獎(jiǎng)”，并被確定入編《中國專家學(xué)術(shù)成果通鑒》的首批成果。2004年撰寫《以新區(qū)建設(shè)為契機(jī)，打造數(shù)字煉油管理平臺(tái)》一文，2004年撰寫《以新區(qū)建設(shè)為契機(jī)，打造數(shù)字煉油管理平臺(tái)》一文，被《中國民營科技與經(jīng)濟(jì)》雜志、《中國當(dāng)代經(jīng)濟(jì)論壇》雜志全文發(fā)表。2005年入選由《發(fā)現(xiàn)》雜志社、中國管理科學(xué)研究院學(xué)術(shù)委員會(huì)組織出版的《中國當(dāng)代思想寶庫》一書。
本文標(biāo)簽：面向煉油企業(yè)MES的思考
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