面向炼油企业MES的思考

摘要：信息化实践在告诫我们，企业追求的不是信息技术本身，而是应用信息技术产生的价值，其价值体现在信息资源潜力的挖掘之中。DCS数据采集系统收集的现场实时数据、LIMS系统提供的化验分析数据、人工读取的现场数据，构成炼油企业优化决策和过程控制的数据基础，建立基于数据分析，量化生产管理指标，推动企业管理动态化、实时化的管理环境，是有效解决困扰当前企业信息化形成的“信息孤岛”、“应用孤岛”、“资源孤岛”的突破口，MES为企业生产过程管理实时化提供了很好的思路。 　　大连石化MES生产执行系统的成功上线，在公司企业信息化建设史上具有里程碑意义。该系统通过企业生产管理过程基础分析，从生产执行系统角度提出了实时数据库及应用、运行管理系统（OM系统）、LIMS接口、物料移动和物料平衡系统配置、装置质量计算和罐区质量计算，物料移动信息维护、物料路由开关设置、测试及培训等系统化解决方案，有效解决了企业信息化建设多年来长期存在的“信息孤岛”、“应用孤岛”、“资源孤岛”的顽疾，提高了企业信息资产使用价值，促进信息技术与生产实际的有效结合，是公司信息技术高端应用的一次成功实践。 一、信息资源从分散化向集成化应用的转变 　　以往的企业信息化实践由于过多地关注以岗位职责为核心的应用开发，各种应用系统彼此“各扫门前雪”，系统之间的沟通效率很低，大量信息资源沉睡于数据库中无人问津，形成企业隐性浪费。“信息孤岛”构成信息化建设无法深化的瓶颈。如何有效解决信息资源共享化利用，综合发挥企业生产装置完善的DCS系统数据采集能力、先进的计算机网络通信能力、实时数据库、关系数据库数据存储能力，呼之即来的MES系统，为解决信息资源的集成化应用带来新的思路。 　　对炼油企业而言，原油从进厂到常减压、催化裂化、加氢、重整等工艺处理，形成产品达到增值的目的，需要精心组织、精心策划、精心操作，通常以流程化不间断的连续方式争分夺秒地生产，同时需要严格的过程控制和安全保障。MES正是通过收集整个生产过程产生的大量实时数据，经过生产模型专业化处理、与管理层（ERP）和控制层（DCS、PLC）保持双向通信能力，获取相应数据并反馈处理结果和生产命令来优化整个生产过程。特点如下： （1）企业生产计划主要依据原油市场情况、成品油销售情况、生产装置现有条件、企业生产目标、总部指令安排等因素，在综合优化各方面约束基础上制定的。计划制定的大量依据来自于基层车间上报的各种生产相关数据，经统计、分类、汇总，产生基本计划数据及计划相关报表，并结合财务数据、成本分析数据、物资采购数据、计量统计数据等，有效整合分布于各部门的数据服务于MES系统将有效提高炼厂适应突发事件的应变能力。 （2）企业生产调度体现以满足总部计划排产要求的生产模式，以年计划、月计划、五日计划逐层分解组织生产，表现为连续工艺过程、设备满负荷长周期运转，在满足储油罐周转的前提下最大限度发挥装置潜能安排优化生产。主要考虑产品结构、物料移动、物料平衡、动力平衡、提高收率、降低损耗、缩短生产周期、加快从原油到成品油罐的周转等问题，保证储存提运收支平衡，对生产流程进行全面、合理地调度和监控。 （3）企业生产过程上道工序的产品经常会成为下道工序的原料，对每道工序产生的成品、半成品及外部采购进来的化工原材料都需要通过严格的质量检验并记录检验结果，为生产执行提供及时的质检报告，保证产品生产与质量分析同步进行，为MES系统生产指挥、实时调整装置操作参数提供依据，提高合格品率，提高MES系统运行有效性。 （4）随着企业加工原油种类的增加，生产工艺过程存在工艺机理复杂问题，同样的操作条件很难得到相同的结果，无法对生产过程准确地预测，上级物料和下级物料之间的数量关系经常随温度、压力、物性、季节、工艺条件不同而不同。特别是催化裂化工艺过程，非线性因素很多，生产过程需要在严格管理条件下进行，对设备的严密性、生产操作、环境要求苛刻，生产过程包含复杂的物理化学过程及各种突变和不确定因素。 （5）企业生产过程要满足QHSE体系管理要求，实现规范操作和管理、促进节能降耗，追求成本最低、效益最大化。以信息化建设为契机，以信息技术工具使用为手段，以数据向信息转换、信息向知识转移、知识向决策转变为途径，锻造员工新的价值观念、丰富员工职业道德内涵、提高员工综合素质，创新企业文化建设，是企业未来发展的重要课题。 　　信息化多层次需求在呼唤综合解决方案，信息资源共享在期待综合沟通平台。MES涉及到业务面宽、信息量大，具有多部门、多专业、多岗位相互协同的特点正好与当前企业信息化需求相吻合。对企业现存的与此项业务相关的调度管理系统、生产统计及计划系统、质量管理系统、计量管理系统、车间管理系统等各类信息系统按照MES需求整合改造，开发系统接口，实现信息编码标准化处理，搭建信息资源共享化平台是保证项目顺利实施的重要工作。经过努力，围绕MES系统物料移动及物料平衡系统，编写体现标准化内涵的中英文编码对照表，涵盖45项原油编码、514项中间料编码、270项产品编码、44项罐区设备编码，对企业现存应用系统进行合理对接、巧妙组合，有效支持了MES系统信息资源整合的信息沟通需求，对于突破“信息孤岛”做出具有示范效应的实践。 二、生产管理从静态化向动态化转变 　　以往的车间层面生产管理过程由生产运行处下达调度指令安排生产，将统计结果上报，经调度人员分析后判断生产的合理性，由于各应用系统按岗位职责开发，系统之间互不沟通，应用系统表现为人工业务的电子版本，这种“应用孤岛”保证不了生产管理的实时需求，表现为一定程度的静态化，存在很大的滞后性，信息技术与生产管理结合的优势远未发挥出来。 　　基于Web的实时数据库为MES有效运行提供了数据平台环境，员工可以通过这个平台监控实时数据、查询历史数据，通过KPI指标与工艺参数计算评估装置绩效，通过过程统计分析与控制应用把握生产运行趋势等，推动装置管理从静态化向动态化转变。 　　在车间层面，可以利用物料动态工艺实时数据加强生产车间的自我绩效评价，对生产装置进行动态成本分析，对产品收率变化实时跟踪，随时做出计划定额指标与实际完成数据的差异比较，对存在差异的数据，及时查明原因，实时调整生产管理方案。 　　在车间班组层面，可以利用物料动态工艺实时数据加强车间班组的绩效考核，细分生产工序，对班组内每个操作员制定操作定额指标，针对每段工序的水、电、汽、风等能耗情况，计算出该段工序的最低吨加工消耗成本，考核每个操作员的操作能力和工序最大加工能力。 　　在工艺管理层面，可以利用实时数据获得各装置操作参数，详细观察装置运行状况，持续改进原油评价与生产实际吻合情况，提高原油混炼比的上下限及操作条件的准确性，提高装置平稳运行率，减少装置运行波动，确定各装置的优化加工量及产量。 　　在公司调度层面，可以利用实时数据加强全厂计划执行情况评价，依据五日滚动作业计划各车间实际完成情况，合理调配原油、半成品、成品油及来料加工油品的提运和存贮，当五日滚动作业计划执行中出现矛盾时，则立即进行协调和平衡，保证调度顺利进行。 　　在公司管理层面，可以利用实时数据加强生产过程综合评价，通过生产过程监视、综合统计报表及系统维护，对生产过程事故状况进行监视，对生产调度状况进行统计分析，为未来原油采购、产品结构、成本控制、效益分析提供决策依据。 　　MES为生产管理提供了展示生产过程细节的数据平台，为生产事前预测、事中控制、事后评价提供了工具，引导员工运用软件技术方法，通过生产现场与生产管理信息的双向沟通，实现优化控制动态管理，实现实时成本可控，以最佳的生产方案、最优的产品结构、最低的生产成本、最高的产品收率，达到最高收益的目的。 三、控制过程从经验化向知识化转变 　　以往的企业管理过程，虽然辅助以很多信息管理系统，但是从“信息孤岛”引发“应用孤岛”，再到“资源孤岛”，信息化潜力被深埋于经验主导的常规管理之中，企业资源效率自然无法运用信息化思维得以充分展现。 　　受到原油资源来源多样化及装置适应能力的约束，员工对加工原料混炼比的把握能力、原油评价准确能力，加工过程的控制能力，直接反映出员工炼油知识应用能力并直接影响企业的成本效益。利用MES实现生产管理，主要包括：优化排产、生产调度、物料移动、物料平衡、质量控制、产品规范、工艺控制、文档管理、设备监控、动力控制等，无论是技术发展处、生产运行处、车间技术负责人、车间班组操作人员均留有人机数据录入界面，用于生产过程管理实时数据库中位号上下限赋值及进行数值修正和插值需要，其中每一项数值的更新，每一个操作条件的改变都蕴含着复杂的决策分析，MES与生产控制自动化系统的集成化应用，通过数据和信息交换，监控整个生产过程关键点和关键参数，完成整个生产的管理，促进信息利用向物质增值的转换，提高生产管理的科学性。 　　MES系统运行过程对生产系统各部门有着明确的流程化的职责分工，利用Web技术把相关信息集成于同一个信息平台，其中：技术发展处根据需要及时调整工艺参数上下限，监督生成工艺台帐的过程，对装置进行考核；生产运行处负责及时调整生产方案，确定生产和调度计划对仪表位号的设定