煉化企業(yè)MES系統(tǒng)中統(tǒng)計(jì)平衡的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

鄒玉龍

摘 要：本文通過MES系統(tǒng)中統(tǒng)計(jì)平衡功能的應(yīng)用，介紹了如何建立全廠物料路由的平衡模型，通過數(shù)據(jù)校正技術(shù)，對(duì)平衡結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從而及時(shí)掌握企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行情況。

關(guān)鍵詞：統(tǒng)計(jì)平衡；數(shù)據(jù)校正；MES；生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)

隨著精細(xì)化管理要求的提高，煉化企業(yè)都在努力提高煉油化工的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，生產(chǎn)物料數(shù)據(jù)的及時(shí)、準(zhǔn)確對(duì)于成本分析與優(yōu)化至關(guān)重要，統(tǒng)計(jì)平衡是支撐生產(chǎn)深層次分析與挖潛增效的重要手段。近年來(lái)，生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES（Manufacturing Execution System）在煉化企業(yè)得到持續(xù)應(yīng)用，已經(jīng)形成了一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，系統(tǒng)中匯集了裝置罐區(qū)的儀表數(shù)據(jù)、進(jìn)出廠的計(jì)量數(shù)據(jù)、化驗(yàn)室的質(zhì)量數(shù)據(jù)、操作人員的上報(bào)數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，儀表的測(cè)量精度、數(shù)據(jù)采樣時(shí)間不嚴(yán)格、物料在裝置中的回流循環(huán)等情況都會(huì)造成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)難以平衡，而通過人工去平衡這些動(dòng)態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)幾乎是不可能的，必須利用信息化手段，搭建物料流向的數(shù)據(jù)模型，通過數(shù)據(jù)校正算法得到準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)平衡結(jié)果。

1 MES統(tǒng)計(jì)平衡中的關(guān)鍵設(shè)計(jì)

國(guó)內(nèi)煉化企業(yè)的物料平衡一般為生產(chǎn)平衡，由生產(chǎn)調(diào)度部門每天進(jìn)行平衡業(yè)務(wù)，主要針對(duì)單個(gè)裝置或工廠單一模型。傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)平衡為生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)和財(cái)務(wù)核算提供數(shù)據(jù)支撐，一般由生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)部門每月進(jìn)行一次。生產(chǎn)平衡和統(tǒng)計(jì)平衡的周期和數(shù)據(jù)都存在不一致的情況，且一般平衡后的結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)情況偏差較大，難以滿足企業(yè)精細(xì)化管理的要求。通過對(duì)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)的分析，統(tǒng)計(jì)平衡的系統(tǒng)架構(gòu)主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.1 統(tǒng)計(jì)平衡的數(shù)據(jù)源

在MES系統(tǒng)中，通過裝置管理模塊，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)裝置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，對(duì)存在儀表缺失和儀表測(cè)量精度不高的裝置，由生產(chǎn)及調(diào)度人員進(jìn)行人工錄入和審核，同時(shí)，單個(gè)裝置每班都會(huì)進(jìn)行生產(chǎn)平衡。通過罐區(qū)管理模塊，提取罐區(qū)儀表、LIMS化驗(yàn)數(shù)據(jù)和罐區(qū)自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了物理罐和邏輯罐的庫(kù)存、移動(dòng)等數(shù)據(jù)的采集和計(jì)算，每個(gè)班次都會(huì)實(shí)現(xiàn)盈虧平衡。通過公用工程模塊，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)平衡中所需的燃料油、燃料氣等數(shù)據(jù)的采集。通過計(jì)量管理模塊，將作為結(jié)算使用的精確度較高的進(jìn)出廠計(jì)量數(shù)據(jù)采集到MES系統(tǒng)中。

1.2 統(tǒng)計(jì)平衡模型的層級(jí)

按照原料加工、產(chǎn)品產(chǎn)出、物料流向從統(tǒng)計(jì)角度建立裝置模型，綜合考慮裝置燒焦、自用、損失、回流循環(huán)等情況，建立對(duì)應(yīng)的路由。

確定統(tǒng)計(jì)平衡模型中物料組分的顆粒度，煉化企業(yè)物料組分的統(tǒng)計(jì)主要來(lái)源于罐區(qū)，在罐區(qū)引入邏輯罐概念，作為統(tǒng)計(jì)平衡模型中的虛擬節(jié)點(diǎn)，可以根據(jù)儲(chǔ)罐的物料或選擇對(duì)應(yīng)的罐號(hào)進(jìn)行邏輯歸并?；谶壿嫻藿⒙酚?，既可以簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)平衡模型，也利于物料組分?jǐn)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和跟蹤。

統(tǒng)計(jì)平衡模型中的邊界主要體現(xiàn)在進(jìn)出廠，可以把實(shí)際的進(jìn)出廠點(diǎn)作為統(tǒng)計(jì)平衡模型的邊界，也可以將沒有庫(kù)存而且輸入不必等于輸出的節(jié)點(diǎn)作為邊界，比如火炬、損失、燒焦等。

統(tǒng)計(jì)平衡模型中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多來(lái)源和多去向的情況，對(duì)于這種存在多種關(guān)聯(lián)關(guān)系且無(wú)法進(jìn)行計(jì)量拆分的節(jié)點(diǎn)，可以配置匯聚點(diǎn)作為平衡模型的節(jié)點(diǎn)，簡(jiǎn)化同時(shí)多進(jìn)多出的路由邏輯。

1.3 統(tǒng)計(jì)平衡的指標(biāo)約束

傳統(tǒng)的平衡整定計(jì)算的結(jié)果往往會(huì)出現(xiàn)平衡后的調(diào)整量偏離生產(chǎn)實(shí)際的情況，需要人工手動(dòng)去逐一調(diào)整，效率和準(zhǔn)確性都不高。我們?cè)诮y(tǒng)計(jì)平衡模型中加入收率的上下限約束和容許度的設(shè)置，可以有效保證數(shù)據(jù)校正處于合理的數(shù)據(jù)范圍之內(nèi)。

2 統(tǒng)計(jì)平衡的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

2.1 統(tǒng)計(jì)平衡的總體實(shí)現(xiàn)方法

在工廠基礎(chǔ)信息管理功能中進(jìn)行裝置層級(jí)、路由的配置，完成平衡模型框架的搭建，以生產(chǎn)調(diào)度平衡數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照配置好的數(shù)據(jù)歸并邏輯將數(shù)據(jù)抽取到平衡模型中，作為平衡前數(shù)據(jù)。通過進(jìn)行數(shù)據(jù)校正和約束檢查，得到可靠的平衡后數(shù)據(jù)，為平衡報(bào)表提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.2 數(shù)據(jù)匯總與平衡校正

實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽取、歸并和追溯功能，每天自動(dòng)將各類數(shù)據(jù)抽取到平衡模型中，對(duì)于存在偏差較大的原始值，可以根據(jù)歸并規(guī)則追溯至每個(gè)班組的采集數(shù)據(jù)和錄入數(shù)據(jù)，同時(shí)，可以根據(jù)物料移動(dòng)的流向，逐級(jí)返回查找原因，糾正原始值的偏差。

數(shù)據(jù)平衡與校正過程中，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行路由的啟用和停用；根據(jù)平衡前數(shù)據(jù)的可信度和準(zhǔn)確性，將路由的數(shù)據(jù)分別設(shè)置為固定值、測(cè)量值、反推值。

2.3 平衡報(bào)表

統(tǒng)計(jì)報(bào)表是從數(shù)據(jù)上反映企業(yè)的生產(chǎn)情況。我們以平衡結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行平衡報(bào)表的開發(fā)，按照不同的統(tǒng)計(jì)角度形成裝置投入產(chǎn)出及流程報(bào)表、成品半成品庫(kù)存移動(dòng)報(bào)表、平衡日（月）報(bào)等。

3 結(jié)論

通過統(tǒng)計(jì)平衡的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)全廠加工生產(chǎn)及物料數(shù)據(jù)的日統(tǒng)計(jì)，為財(cái)務(wù)結(jié)算提供了重要依據(jù)，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)的效率及準(zhǔn)確性明顯提高。為了提高平衡結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)在平衡前通過總期初庫(kù)存、總期末庫(kù)存、邊界的進(jìn)出來(lái)計(jì)算總平衡差量，如果此值過大，應(yīng)考慮進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的檢查核對(duì)。只有總平衡差量在一個(gè)合理范圍內(nèi)，全廠的平衡結(jié)果才是基于可信數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上的。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳昌菊，馮毅萍，許華，榮岡.石化企業(yè)物料平衡的多層次數(shù)據(jù)校正方法[J].化工學(xué)報(bào)，2010，61（8）：1920-1926

[2]王華.物料平衡及其在煉油企業(yè)的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)，2009，26（8）：22-24