王聰，史春明

(中國石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578101)

信息技術

MES及生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計優(yōu)化

王聰，史春明

(中國石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578101)

通過海南煉化生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)(MES)的實際建設與優(yōu)化經(jīng)驗，介紹了MES的功能架構及其主要應用；重點描述了全廠信息集成平臺的搭建、功能實現(xiàn)以及全廠物料平衡的功能理念與業(yè)務實現(xiàn)，公用工程平衡的管理模式與功能實現(xiàn)；對生產(chǎn)統(tǒng)計報表應用的功能模式及報表種類進行歸納描述，并對WEB用戶平臺的實現(xiàn)與功能進行說明?；贛ES物料平衡應用數(shù)據(jù)，結合統(tǒng)計數(shù)據(jù)業(yè)務邏輯需求，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能和實現(xiàn)方法進行了重點介紹，包括如何通過對物料平衡模型和數(shù)據(jù)統(tǒng)計邏輯進行優(yōu)化完善和數(shù)據(jù)統(tǒng)一，最終實現(xiàn)各裝置加工生產(chǎn)數(shù)據(jù)和罐區(qū)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，并達到MES全廠物料平衡數(shù)據(jù)與統(tǒng)計數(shù)據(jù)的平衡統(tǒng)一。

生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng) 物料平衡 公用工程平衡 生產(chǎn)統(tǒng)計

生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES(Manufacturing Execution System)是利用計算機技術和先進生產(chǎn)管理理念，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)業(yè)務環(huán)節(jié)的信息管理，同時為生產(chǎn)管理決策者提供日常生產(chǎn)管理所需的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息。

1 生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)建設

中國石化海南煉油化工有限公司MES于2007年初完成一期項目建設并投入使用。隨著MES應用的進一步深化及全廠工藝流程不斷優(yōu)化，MES在前期應用過程中暴露出系列問題，如報表與計劃部門統(tǒng)計報表的口徑不一致，報表中產(chǎn)品和中間原料的統(tǒng)計量不夠靈活；罐區(qū)日報表和罐區(qū)收支存報表沒有與物料平衡實現(xiàn)自動關聯(lián)；PB平衡人為干預較多，且隨著生產(chǎn)流程的不斷變化平衡模型中存在與實際生產(chǎn)流程不符等問題。

為改善上述問題，確保MES數(shù)據(jù)能夠真實反映生產(chǎn)實際情況，改善手工統(tǒng)計報表的弊端，從2008年開始對MES進行了優(yōu)化提升，優(yōu)化提升后的MES功能架構如圖1所示。

1) 全廠信息集成平臺。全廠信息集成平臺基于Uniformance PHD軟件進行搭建，將該公司DCS/PLC的過程控制數(shù)據(jù)、罐區(qū)管理TIS&OMM系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息、化驗數(shù)據(jù)等全廠數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一集成于該平臺下，如圖2所示，不僅為MES提供基本數(shù)據(jù)信息，而且從根本上可以消除“信息孤島”的問題。Uniformance?為該公司MES提供了應用平臺，解決了信息流不通暢的問題。通用的客戶端工具(如流程圖畫面、Internet瀏覽器)使全廠范圍內(nèi)的用戶在PC機上能方便地獲得實時、準確、一致的生產(chǎn)信息，方便相關生產(chǎn)管理人員實時監(jiān)視裝置操作及運行情況，而且具備歷史數(shù)據(jù)回放功能，便于對裝置的歷史操作進行追溯分析。

圖1 MES功能架構示意

圖2 Uniformance信息集成平臺結構示意

2) 全廠物料平衡。物料平衡系統(tǒng)是該公司MES的應用核心，涵蓋原油進廠、裝置投入和產(chǎn)出、罐區(qū)庫存以及產(chǎn)品出廠等業(yè)務環(huán)節(jié)，是MES的高度集成性應用。物料平衡通過對裝置投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)、物料庫存數(shù)據(jù)、物料移動信息、產(chǎn)品加工方案信息和LIMS化驗數(shù)據(jù)等基礎數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一集成，然后基于平衡模型進行數(shù)據(jù)整定，分析出不合理的數(shù)據(jù)供人為確認，并最終實現(xiàn)全廠物料數(shù)據(jù)的平衡。

3) 公用工程平衡。公用工程平衡實現(xiàn)了公用工程數(shù)據(jù)單元上報、介質(zhì)管網(wǎng)平衡和全廠平衡數(shù)據(jù)匯總管理。公用工程平衡管理采用“單元公用工程數(shù)據(jù)—介質(zhì)管網(wǎng)平衡—全廠公用工程平衡匯總”三層數(shù)據(jù)管理模式，數(shù)據(jù)上報通過嚴格的自動統(tǒng)計邏輯和人工確認相結合方式實現(xiàn)。

4) 生產(chǎn)統(tǒng)計報表。生產(chǎn)統(tǒng)計報表以實時數(shù)據(jù)庫和物料平衡數(shù)據(jù)為基礎，通過配置的裝置信息模型，每日能夠自動對裝置原理加工、產(chǎn)品生產(chǎn)、庫存數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算。MES將生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)信息傳遞由手工操作轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C操作，極大地提高了工作效率，同時便于數(shù)據(jù)信息的發(fā)布共享。MES報表支持瀏覽器瀏覽訪問，同時支持Excel/PDF格式導出及打印。MES生產(chǎn)統(tǒng)計報表包括： 調(diào)度日報表(I)；調(diào)度日報表(II)；調(diào)度油品罐表；關鍵操作參數(shù)表；工藝技術臺賬表；物料平衡日報表；罐區(qū)日報表；罐區(qū)收支存報表；單元公用工程數(shù)據(jù)表；公用工程管網(wǎng)平衡表；公用工程平衡匯總表。

5) WEB用戶平臺。WEB用戶平臺作為MES統(tǒng)一用戶訪問應用窗口，由數(shù)據(jù)層、邏輯層和展示層構成。WEB用戶平臺實現(xiàn)了功能模塊應用信息的發(fā)布和用戶訪問安全管理。

2 基于MES數(shù)據(jù)統(tǒng)計

基于MES數(shù)據(jù)統(tǒng)計主要以物料平衡系統(tǒng)數(shù)據(jù)為基礎，根據(jù)統(tǒng)計業(yè)務對數(shù)據(jù)的要求，利用MES完成每日全廠生產(chǎn)物料數(shù)據(jù)的平衡統(tǒng)計?；贛ES的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能實現(xiàn)如圖3所示。

圖3 基于MES數(shù)據(jù)統(tǒng)計實現(xiàn)流程示意

1) 裝置物料數(shù)據(jù)。裝置數(shù)據(jù)模塊實現(xiàn)平衡周期內(nèi)裝置加工/產(chǎn)出量的計算處理，并實現(xiàn)平衡質(zhì)量單位的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換，裝置質(zhì)量計算數(shù)據(jù)主要來源于PHD實時數(shù)據(jù)庫。

2) 罐區(qū)罐量數(shù)據(jù)。罐區(qū)罐量數(shù)據(jù)模塊通過對TIS&OMM油品移動管理系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)罐存數(shù)據(jù)的實時采集，并為物料平衡提供平衡計算需要的罐存數(shù)據(jù)。

3) 油品移動數(shù)據(jù)。油品移動數(shù)據(jù)模塊對集成的TIS&OMM油品指令進一步加工處理，生成物料平衡模型能夠利用的物料走向“開關”信號，實現(xiàn)了TIS&OMM油品移動與物料平衡應有的統(tǒng)一。

4) 進出廠數(shù)據(jù)同步。進出廠數(shù)據(jù)同步模塊對進出廠數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)精確確認窗口，確認后的準確數(shù)據(jù)能夠同步到物料平衡系統(tǒng)中作為平衡計算的重要基準數(shù)據(jù)。

5) 物料平衡模型。物料平衡模型不是簡單地模擬與之對應的工藝生產(chǎn)流程，而是結合物料平衡軟件對實際業(yè)務流程進行嚴格分析提煉，合理處理模型中的“合”與“分”，整個模型簡潔、實用、準確性高、魯棒性強。

6) 統(tǒng)計業(yè)務邏輯。統(tǒng)計業(yè)務邏輯模塊以物料平衡數(shù)據(jù)為基礎，以罐區(qū)和具體物料為單位，結合煉廠統(tǒng)計數(shù)據(jù)要求，實現(xiàn)全廠罐區(qū)數(shù)據(jù)平衡統(tǒng)計，全廠油品收、支、付平衡統(tǒng)計。

7) 人工確認。雖然系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全廠物料數(shù)據(jù)的自動計算和統(tǒng)計，但從提高系統(tǒng)可靠性角度出發(fā)，系統(tǒng)仍然增加“人工確認”功能環(huán)節(jié)。

3 關鍵應用點

1) 基于MES數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表與計劃統(tǒng)計報表的口徑一致。

2) 罐號與油品名稱實現(xiàn)動態(tài)管理。

3) 系統(tǒng)具備原油數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)確認調(diào)整功能，原油數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)、庫存數(shù)據(jù)能夠與物料平衡實現(xiàn)同步。

4) 對物料平衡模型進行優(yōu)化，合理處理模型中的“合”與“分”，使得模型簡潔、實用、準確性高、魯棒性強。

5) 增加對因靜置、進出廠或脫水指令導致油罐庫存變化的情況進行處理。

6) 物料平衡與油品單元TIS&OMM系統(tǒng)移動信息的整體集成。

7) 平衡模型中裝置動態(tài)物料的自適應處理。

8) 平衡計算中涵蓋生焦等計算方法，并與總部要求保持一致。

9) 基于物料平衡數(shù)據(jù)，形成罐區(qū)日報表和罐區(qū)收支存報表。

4 結束語

MES為該公司提供了統(tǒng)一的生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理平臺，系統(tǒng)涵蓋了全廠所有裝置的進料、出料，罐區(qū)庫存及收付動態(tài)，原料進廠，產(chǎn)品出廠(船運、汽運、管輸)等業(yè)務領域數(shù)據(jù)信息，基于MES的數(shù)據(jù)統(tǒng)計實現(xiàn)全廠“產(chǎn)、銷、存”數(shù)據(jù)的統(tǒng)計管理，現(xiàn)場用戶能夠利用MES數(shù)據(jù)信息直接進行日常生產(chǎn)指導，MES已經(jīng)成為該公司生產(chǎn)中不可或缺的系統(tǒng)。

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MESandProductionDataStatisticOptimization

Wang Cong, Shi Chunming

(Sinopec Hainan Petrochemical Co. Ltd.， Yangpu， 578101， China)

Through the experience of actual construction and optimization of Sinopec Hainan Petrochemical manufacturing execution system(MES), the functional architecture of MES and its main application are briefly introduced. The establishment the information integration platform, implementation of function and realization of mass balance function concept and business implementation, and realization of management mode and function of utilities balance are summarized．The function model for production statistics report form application and report types are sorted and described, and the realization and function of Web platform are explained. Based on MES mass balance application data with combination of business logic requirement for statistical data, the production data statistics function and realization methods are stressed，including how to optimize and unify data through mass balance model and data statistical logic to realize statistical data unification for chemical processing production data and storage farm, and to achieve the balance and unity for MES plant mass balance data and statistics data.

MES; mass balance; utilities balance; production statistics

稿件收到日期： 2012-11-15,修改稿收到日期2013-04-07。

王聰，男，2004年畢業(yè)于大連理工大學化學工程與工藝專業(yè)，獲學士學位，從事化工工藝技術管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作。

TP274+.2

B

1007-7324(2013)03-0045-03