分析MES系統(tǒng)在石化企業(yè)中的應(yīng)用

王劍

摘 要:中國(guó)石化在信息化建設(shè)的總體規(guī)劃中已經(jīng)明確地將構(gòu)建EPR/MES/PCS三層結(jié)構(gòu)以及加強(qiáng)MES系統(tǒng)作為提升生產(chǎn)管理的主要舉措。文章主要的從中國(guó)石化MES系統(tǒng)總體架構(gòu)、MES系統(tǒng)主要功能、數(shù)據(jù)覆蓋范圍、MES系統(tǒng)主要特點(diǎn)以及石化行業(yè)MES的發(fā)展趨勢(shì)

幾方面進(jìn)行了重點(diǎn)的論述。

關(guān)鍵詞:MES系統(tǒng)石化企業(yè)過(guò)程管理

中圖分類號(hào):C93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(b)-0205-01

MES(Manufacturing Execution System),即生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng),是一個(gè)始于上世紀(jì)90年代的生產(chǎn)過(guò)程管理系統(tǒng)。由于石化行業(yè)的生產(chǎn)是一個(gè)連續(xù)性的生產(chǎn)流程行業(yè),具有較高的生產(chǎn)自動(dòng)化程度。傳統(tǒng)的控制手段主要由DCS、PLC系統(tǒng),但是由于缺乏經(jīng)營(yíng)管理層之間的生產(chǎn)信息的實(shí)時(shí)溝通,致使各層之間缺乏信息優(yōu)化調(diào)度以及協(xié)調(diào)機(jī)制,因此要滿足這一行業(yè)的發(fā)展需要有很大的局限。而MES系統(tǒng)正是致力于這一問(wèn)題的解決,通過(guò)建立一個(gè)行之有效的生產(chǎn)控制、執(zhí)行以及管理的信息平臺(tái),以達(dá)到保證生產(chǎn)質(zhì)量以及產(chǎn)量、安全以及成本的目的。

1 中國(guó)石化MES系統(tǒng)總體架構(gòu)

石化企業(yè)的MES系統(tǒng)的構(gòu)建要以物流的跟蹤為主線、以數(shù)據(jù)集成為核心,實(shí)現(xiàn)對(duì)于進(jìn)出廠管理、公用工程、化工輔料管理、罐區(qū)管理、裝置操作、倉(cāng)儲(chǔ)管理的集成業(yè)務(wù)。設(shè)計(jì)的過(guò)程中要考慮以下幾個(gè)因素:

(1)考慮MES與ERP、PCS的數(shù)據(jù)集成關(guān)系,突出MES的承上啟下的作用;(2)考慮到石化行業(yè)的特點(diǎn),各模塊之間即相互聯(lián)系有相互獨(dú)立;(3)建立企業(yè)生產(chǎn)管理的主要層面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)模型。

2 MES系統(tǒng)主要特點(diǎn)

建立的物料移動(dòng)關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)物料的跟蹤,借助于超差警報(bào)以及誤差偵破可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,從而可以實(shí)現(xiàn)管理質(zhì)量的提升;通過(guò)統(tǒng)一工廠模型、建立核心數(shù)據(jù)庫(kù)以及集成ORION、RTDB、LIMS、PPIMS等系統(tǒng),可以提供唯一的、一致的共享數(shù)據(jù)源;同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)計(jì)量、調(diào)度、統(tǒng)計(jì)以及銷售業(yè)務(wù)集成與業(yè)務(wù)的協(xié)同,此外還實(shí)現(xiàn)了與EPR、PCS的書籍集成以及業(yè)務(wù)集成;通過(guò)物流信息以及生產(chǎn)管理信息的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)信息可視化;通過(guò)“2+1”物料平衡策略實(shí)現(xiàn)了超差報(bào)警以及移動(dòng)誤差偵破;MES是一個(gè)面向生產(chǎn)管理的業(yè)務(wù)操作平臺(tái),是基于核心的業(yè)務(wù)流程以及業(yè)務(wù)場(chǎng)景建立的,可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的自動(dòng)校正以及化工輔料管理、手動(dòng)物料日平衡以及生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)自動(dòng)等;中石化的MES系統(tǒng)可以方便的實(shí)施功能擴(kuò)展以及與第三方的集成,為其它系統(tǒng)提供了靈活方便的接口。

3 MES系統(tǒng)主要功能、數(shù)據(jù)覆蓋范圍

MES的主要功能包括數(shù)據(jù)的集成、生產(chǎn)管理的執(zhí)行、能耗物資的管理以及開(kāi)發(fā)接口EPR、PIMS等。其數(shù)據(jù)的覆蓋范圍涵蓋了煉油化工企業(yè)的所有裝置的進(jìn)出料;水電、汽的產(chǎn)耗;罐區(qū)的庫(kù)存以及收付狀態(tài);產(chǎn)品進(jìn)出廠以及關(guān)聯(lián)交易的進(jìn)出量等。數(shù)據(jù)的采集以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集為主,人工的輸入為輔,化工輔料數(shù)據(jù)的周期為24小時(shí),倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)、罐區(qū)數(shù)據(jù)以及裝置數(shù)據(jù)的周期為8小時(shí),統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的周期控制在24小時(shí)。另外數(shù)據(jù)的粒度也根據(jù)對(duì)象的不同而有具體的實(shí)施規(guī)定,例如成品的明細(xì)到牌號(hào)、罐區(qū)的明細(xì)到物理罐、原油的明細(xì)到品種、公用工程的明細(xì)到外供單位以及工作中心等。此外數(shù)據(jù)的可靠性由顯著差異自動(dòng)偵破報(bào)警保證,同時(shí)經(jīng)過(guò)三道人工確認(rèn)以及保留更正痕跡,以達(dá)到滿足各車間對(duì)于數(shù)據(jù)的要求。

4 應(yīng)用效果

通過(guò)MES系統(tǒng)在中國(guó)石化9家化工企業(yè)、煉油企業(yè)的應(yīng)用發(fā)現(xiàn),企業(yè)的精細(xì)化管理水平得到了顯著的提升,例如綜合商品率得以提高、裝置的加工損失降低、節(jié)能效果明顯。同時(shí)MES系統(tǒng)通過(guò)搭建生產(chǎn)與管理過(guò)冬的信息橋梁,極大的促進(jìn)了EPR系統(tǒng)的深入應(yīng)用,取得了很好的社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益。具體的主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:

(1)通過(guò)系統(tǒng)的平衡策略,實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)日平衡。MES系統(tǒng)通過(guò)2—3小時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)日平衡,極大的節(jié)省了統(tǒng)計(jì)平衡的時(shí)間以及結(jié)果的完整性和準(zhǔn)確性。并且通過(guò)與EPR模塊的配合實(shí)現(xiàn)了“日平衡、旬確認(rèn)、月結(jié)算”的支撐目標(biāo)。(2)建立了統(tǒng)一的生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)平臺(tái)。通過(guò)MES系統(tǒng)的應(yīng)用可以構(gòu)建一個(gè)覆蓋物料移動(dòng)、生產(chǎn)調(diào)度、進(jìn)出廠管理、罐區(qū)管理、公用工程管理、生產(chǎn)車間裝置管理、計(jì)劃統(tǒng)計(jì)的統(tǒng)一業(yè)務(wù)平臺(tái)。相關(guān)的業(yè)務(wù)部門就可以在這一系統(tǒng)上進(jìn)行業(yè)務(wù)的處理,從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)與應(yīng)用的有效集成,為經(jīng)營(yíng)管理提供了強(qiáng)有力的工具支持。(3)通過(guò)跟蹤物流可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提升管理,從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理從經(jīng)驗(yàn)到定量的轉(zhuǎn)變。通過(guò)建立的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的可視化跟蹤,以達(dá)到及時(shí)的協(xié)調(diào)罐區(qū)之間、生產(chǎn)裝置之間以及兩者之間的生產(chǎn)關(guān)系,可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以及合理的安排,以促進(jìn)企業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

5 石化行業(yè)MES的發(fā)展趨勢(shì)

盡管近年來(lái)企業(yè)管理思想以及信息技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了MES技術(shù)的不斷提升,但是從實(shí)際的使用情況看,生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化問(wèn)題仍然是這一技術(shù)的薄弱環(huán)節(jié);此外,MES在實(shí)際的生產(chǎn)掛歷中只是作為管理者的一個(gè)操作平臺(tái),而主要的生產(chǎn)操作決策仍要依賴于管理者經(jīng)驗(yàn)。為此,今后MES系統(tǒng)如何將管理者的經(jīng)驗(yàn)溶于這一技術(shù)以及不斷的完善這一系統(tǒng)的功能是面臨的主要問(wèn)題。從全局看來(lái),今后石化企業(yè)的MES系統(tǒng)將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。

(1)操作的可視化以及智能化。由于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的引用簡(jiǎn)化了從現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)的過(guò)程,使得MES可以直接的獲取現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù),提升了數(shù)據(jù)質(zhì)量以及工作效率。之后通過(guò)將各項(xiàng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理。構(gòu)建面向管理的企業(yè)生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)庫(kù),從而為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理提供了有效的數(shù)據(jù)庫(kù)支持;同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立為存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)以及查找數(shù)據(jù)之間的規(guī)律提供了可能,便于總結(jié)生產(chǎn)過(guò)程的總結(jié)以及改善以及管理者制定更為科學(xué)的決策,從而實(shí)現(xiàn)了操作及管理的在線優(yōu)化。(2)MES集成與信息展示平臺(tái)。生產(chǎn)過(guò)程的可視化以及集成化作為MES系統(tǒng)的核心,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立可以對(duì)企業(yè)范圍內(nèi)的不同設(shè)備、廠家的控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)的集成,從而可以得到企業(yè)范圍生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)狀的快照。MES集成平臺(tái)通過(guò)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程管理以及數(shù)據(jù)的有機(jī)結(jié)合,從而可以為生產(chǎn)的集成以及優(yōu)化提供有效的工作平臺(tái);此外盡管完全的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化不太現(xiàn)實(shí),因?yàn)槭推髽I(yè)的生產(chǎn)過(guò)程過(guò)于復(fù)雜,需要專業(yè)的人員憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)實(shí)施控制。但是總可以通過(guò)MES系統(tǒng)將大量的數(shù)據(jù)信息中的隱含有用信息挖掘、提取出來(lái),便于工作人員使用。(3)可視化建模。由于MES系統(tǒng)是以生產(chǎn)過(guò)程的模型為核心實(shí)施操作的,因此每個(gè)企業(yè)在實(shí)施MES系統(tǒng)之前都要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施模型構(gòu)建,以達(dá)到縮短MES實(shí)施周期、提高實(shí)施成功率以及降低風(fēng)險(xiǎn)的目的。

6 結(jié)語(yǔ)

企業(yè)的信息化管理水平是決定一個(gè)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的先決條件,通過(guò)引入MES系統(tǒng)確實(shí)可以優(yōu)化企業(yè)的上產(chǎn)流程,使得生產(chǎn)控制更加的及時(shí)、損耗顯著降低以及生產(chǎn)效益的提升,同時(shí)也為決策者制定科學(xué)決策提供了可靠的信息支持。

參考文獻(xiàn)

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