化工企業(yè)實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)研究

張?。ㄟB云港市工業(yè)投資集團有限公司，江蘇 連云港 222003）

化工企業(yè)實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)研究

張健（連云港市工業(yè)投資集團有限公司，江蘇 連云港 222003）

從化工企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀出發(fā)，分析企業(yè)在生產(chǎn)管理過程中存在的主要問題和需求，對實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)進行設(shè)計，確定了一般化工企業(yè)實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)方案。通過應(yīng)用該系統(tǒng)，可以實時掌握企業(yè)的生產(chǎn)工藝，對設(shè)備進行實時綜合管理，合理安排生產(chǎn)計劃，有效進行生產(chǎn)調(diào)度，幫助企業(yè)實現(xiàn)生產(chǎn)管理高效率化，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

生產(chǎn)管理;實時數(shù)據(jù);規(guī)劃設(shè)計

目前中國擁有化工企業(yè)四萬多家，占工業(yè)企業(yè)總數(shù)的69%，化工大致分為石油化工、煤化工、鹽化工等幾大類，其中特大型企業(yè)較少，中、小型占總數(shù)的98%以上。這些企業(yè)對資源、行業(yè)技術(shù)依賴性較，多數(shù)企業(yè)屬連續(xù)型大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)流程特殊、工藝復(fù)雜。企業(yè)的生產(chǎn)管理較困難，很難即時有效的掌握生產(chǎn)工藝、設(shè)備狀況和科學(xué)合理的進行生產(chǎn)計劃與調(diào)度。為幫助企業(yè)解決這些問題特進行研究。

1 生產(chǎn)管理存在的問題

化工是一個高消耗、高能耗、高危險的行業(yè)，對于如何穩(wěn)定生產(chǎn)、提高設(shè)備運行效率、合理安排生產(chǎn)計劃、有效進行生產(chǎn)調(diào)度，需要建立一套科學(xué)、高效的生產(chǎn)管理體系。目前大多數(shù)化工企業(yè)或多或少的存在以下生產(chǎn)管理需求：

1.1 生產(chǎn)工藝監(jiān)控

化工生產(chǎn)裝置的數(shù)據(jù)僅能在現(xiàn)場和DCS查看，其它非操作人員要想查看生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)必須到DCS或現(xiàn)場看，如果查看歷史數(shù)據(jù)則更難，超過一個月的數(shù)據(jù)就沒有系統(tǒng)記錄，只能查看紙質(zhì)記錄，且只有主要操作參數(shù)的記錄。這對生產(chǎn)工藝異常分析、故障和原因查找不利，工作效率不高。所以需要建立生產(chǎn)工藝監(jiān)控系統(tǒng)能一邊處理日常事務(wù)一邊監(jiān)控生產(chǎn)系統(tǒng)，能瀏覽實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多數(shù)據(jù)和多曲線對比等功能。通過相關(guān)圖表、數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r獲得充分的生產(chǎn)信息，即時處理異常，為生產(chǎn)管理提供準(zhǔn)確、快捷的依據(jù)。

1.2 生產(chǎn)計劃和調(diào)度

很多化工企業(yè)生產(chǎn)計劃也需要根據(jù)市場總的需求狀況進行制定和調(diào)節(jié)。銷售人員首先對產(chǎn)品市場進行分析，預(yù)測市場的需求計劃，報企業(yè)審批，然后再流轉(zhuǎn)給生產(chǎn)部門。生產(chǎn)部門根據(jù)現(xiàn)有庫存情況、在途量、銷售計劃、設(shè)備狀況、企業(yè)生產(chǎn)計劃編制物料需求交采購部門，采購人員再根據(jù)物料需求進行招標(biāo)采購，入庫后生產(chǎn)部門再領(lǐng)料組織生產(chǎn)，產(chǎn)品入庫后銷售人員再進行銷售簽約、發(fā)貨。這個過程較長，且信息在傳遞過程中有偏差，客戶需求著急時難以及時發(fā)貨，市場發(fā)生波動時生產(chǎn)調(diào)整緩慢。

2 生產(chǎn)管理系統(tǒng)解決方案

2.1 生產(chǎn)工藝監(jiān)控

通過系統(tǒng)流程圖和實時趨勢圖實時觀測生產(chǎn)現(xiàn)場的各項數(shù)據(jù)，監(jiān)視生產(chǎn)狀態(tài)，了解實時生產(chǎn)情況，即時處理報警信息。通過系統(tǒng)流程圖、實時趨勢、實時報警等內(nèi)容，能夠在同一畫面看到不同分廠、裝置、工段DCS的信息，掌握生產(chǎn)現(xiàn)場的最新動態(tài)，從而消除管控過程中的信息孤島，對不同DCS、PLC、智能儀表的狀態(tài)進行監(jiān)控和調(diào)度，為管理決策提供準(zhǔn)確、快捷的依據(jù)[4]。各個生產(chǎn)場所，各套生產(chǎn)裝置、各儲罐實時工藝數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)一目了然。

生產(chǎn)監(jiān)控時一旦數(shù)據(jù)發(fā)生異常，系統(tǒng)將發(fā)出報警信號來提醒操作人員和使用該系統(tǒng)的所有管理人員。提醒中的高、低、高高、低低的數(shù)值來源有二個方面，一是工藝設(shè)計時的規(guī)定，另一個方面是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進行匯總分析所得。

2.2 生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)調(diào)度管理

生產(chǎn)計劃：提供生產(chǎn)計劃、作業(yè)計劃、需求計劃等全面管理，包括多種生產(chǎn)計劃的制定、調(diào)整、執(zhí)行、跟蹤、和歸檔。生產(chǎn)計劃包括中長期(年/季)生產(chǎn)計劃，月生產(chǎn)計劃。生產(chǎn)計劃信息可以由ERP系統(tǒng)轉(zhuǎn)入，也可以由生產(chǎn)調(diào)度中心錄入/維護。作業(yè)計劃分解成廠級計劃、裝置級計劃和工序級計劃，并落實到位。作業(yè)計劃級別包括：廠級、裝置級、工序級;層次包括：生產(chǎn)作業(yè)計劃、裝置作業(yè)計劃、工序作業(yè)計劃。系統(tǒng)包括對人員、設(shè)備、物料、能源、進度、安全、環(huán)保、健康、質(zhì)量、成本、績效等環(huán)節(jié)的全面管理。

生產(chǎn)調(diào)度：根據(jù)人員、設(shè)備、物料、能源等資源和生產(chǎn)計劃以及客戶需求等多方面的要素排定生產(chǎn)計劃，并對過程進行全程全方位的督促，系統(tǒng)自動記錄各類信息，發(fā)現(xiàn)偏差立即糾正，確保按計劃執(zhí)行。主要功能包括：調(diào)度信息的生成、保持與發(fā)布；重大調(diào)度事件管理，提供生產(chǎn)裝置協(xié)調(diào)，公用工程協(xié)調(diào)，重大調(diào)度事件記錄;對升降負荷、開停車操作給予建設(shè)性指導(dǎo)；管理調(diào)度任務(wù)，并監(jiān)控調(diào)度執(zhí)行情況。

3 實際應(yīng)用效果

3.1 生產(chǎn)工藝監(jiān)控

工藝流程圖含實時監(jiān)控、趨勢分析功能，用戶只要在窗口新建流程圖、點位、設(shè)備和圖線顯示窗，這個組建類似DCS組態(tài)。開啟監(jiān)控時可以顯示工藝數(shù)據(jù)、設(shè)備運行狀態(tài)和異常提醒功能。

3.2 工藝數(shù)據(jù)和曲線對比

在一個實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)功能頁下完整掌握全部生產(chǎn)相關(guān)信息，對于制造流程管理效率可以得到大幅的提升，當(dāng)遇到制造異常時，也能實時報警，并利用實時數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)比對分析，快速判定發(fā)生原因并排除異常。

3.3 趨勢分析和監(jiān)控管理

系統(tǒng)運用后服務(wù)器將不斷記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)記錄達到一定數(shù)量時就可以通過對歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計來分析各類型數(shù)據(jù)的未來趨勢。一年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計生成曲線后，并預(yù)計了未來一定時期的數(shù)據(jù)。生產(chǎn)工藝監(jiān)控包括系統(tǒng)流程圖實時監(jiān)控、實時報警、實時趨勢。生產(chǎn)管可以根據(jù)趨勢圖判斷生產(chǎn)各參數(shù)是否在正常運行范圍之內(nèi)，可以根據(jù)走勢提前判斷是否會發(fā)生生產(chǎn)異常，可以提前報警，自動語音報警，并記錄，并根據(jù)報警等級自動發(fā)短信或郵件給不同等級的生產(chǎn)管理者，最高直接發(fā)給總經(jīng)理。這個功能尤其在危化企業(yè)和聯(lián)鎖性強的企業(yè)非常實用，可以提前調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，把事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)，減少事故的發(fā)生。

3.4 生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)調(diào)度管理

本功能涉及到的理論知識運用以某裝置計劃調(diào)整為例?？紤]到此模型運算會涉及企業(yè)部分商業(yè)信息，故部分數(shù)據(jù)和關(guān)系不準(zhǔn)確，但不影響理論運算和驗證。

4 結(jié)語

本文設(shè)計了可適用于國內(nèi)化工企業(yè)的實時生產(chǎn)管理方案，可以使企業(yè)更規(guī)范、更高效，提升企業(yè)管理水平和信息化水平，做到數(shù)據(jù)實時、快速、安全的采集，實現(xiàn)系統(tǒng)集成。該方案具有良好的通用性和可復(fù)制性，再結(jié)合企業(yè)實際情況對本方案稍做修改即可在新企業(yè)應(yīng)用。

科學(xué)進步和技術(shù)發(fā)展是日新月異，考慮到企業(yè)已經(jīng)處在大數(shù)據(jù)時代中，要做好數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)應(yīng)用建設(shè)以適應(yīng)在大數(shù)據(jù)的發(fā)展需求，充分利用大數(shù)據(jù)進行企業(yè)內(nèi)外、行業(yè)內(nèi)外的報表報告、敏捷分析、自助分析、多維分析、交互分析、挖掘預(yù)測，向數(shù)據(jù)全員利用化、數(shù)據(jù)價值最大化、經(jīng)營決策自動化智能化方向發(fā)展。

[1]張健.RTPMS實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)在氯堿經(jīng)營中的應(yīng)用[J].電子世界,2012,6.

[2]金煉.基于OPC技術(shù)的實時數(shù)據(jù)服務(wù)器設(shè)計[D].北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007.

[3]王耀宇,王向陽.設(shè)備動態(tài)信息管理系統(tǒng)[J].中國科技投資,2013(Z4):62～63.

[4]江蘇金橋鹽化集團.江蘇經(jīng)濟報[N],2014-11-14,第B01版.

張健（1976-），男，江蘇鹽城人，連云港市工業(yè)投資集團有限公司，工程師，研究生學(xué)歷，研究方向：工商管理。