計(jì)劃優(yōu)化模型在煉化企業(yè)生產(chǎn)管理中的應(yīng)用

劉玉芹，安金海，孫向文，徐金文

(正和集團(tuán)股份有限公司，山東 東營(yíng) 257342)

為了更加準(zhǔn)確的統(tǒng)籌測(cè)算企業(yè)的生產(chǎn)加工成本，某公司于2012年引進(jìn)了GRTMPS計(jì)劃優(yōu)化模型，應(yīng)用生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，用以規(guī)范編制生產(chǎn)計(jì)劃，優(yōu)化管理水平，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1 GRTMPS計(jì)劃優(yōu)化模型

煉化生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化的軟件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用發(fā)源于20世紀(jì)50年代的LP(Linear programming,線性規(guī)劃)。該模型經(jīng)過(guò)30多年的升級(jí)演化，20世紀(jì)80年代被應(yīng)用于全美及歐洲各國(guó)的石油行業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃管理領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代，Exxon與Mobile、BP與Amoco公司合并戰(zhàn)略規(guī)劃中也采用了此模型，此后，模型得到了進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并在世界范圍內(nèi)大面積推廣和應(yīng)用。

目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用的計(jì)劃優(yōu)化模型從空間上有單廠物料傳輸和多廠物料傳輸，從時(shí)間上為單周期模型和多周期模型，可以單獨(dú)運(yùn)行，也可以同一系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)合運(yùn)行。它的應(yīng)用，可以優(yōu)化企業(yè)內(nèi)部的物料流向，合理測(cè)算原油原料與產(chǎn)品的盈虧平衡點(diǎn)，為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。

2 計(jì)劃優(yōu)化模型的建立

2013年11月,由南京富島科技開(kāi)發(fā)的G4軟件正式投用于某公司的原油采購(gòu)、計(jì)劃優(yōu)化、生產(chǎn)方案優(yōu)化、油品調(diào)和等方面，可以對(duì)收率進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，應(yīng)用過(guò)程中，用戶可定義切割點(diǎn)和混煉比，從而生成整個(gè)原油中任意餾分產(chǎn)品的評(píng)價(jià)，同時(shí)通過(guò)模擬原油蒸餾塔，計(jì)算并創(chuàng)建其他應(yīng)用所需的接口文件，結(jié)合線性規(guī)劃進(jìn)行過(guò)程模擬，最終生成電子數(shù)據(jù)表和數(shù)據(jù)庫(kù)。模型框架結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，單廠模型的功能框架圖如圖2所示。

圖1 G4系統(tǒng)的框架圖

圖2 單廠模型的功能框架圖

從圖1中可以看出，該模型分為六大模塊，運(yùn)用四項(xiàng)工具，對(duì)原油庫(kù)的建立、原油信息的錄入及切割等進(jìn)行測(cè)算。主要功能為原油采購(gòu)優(yōu)化、工藝操作參數(shù)優(yōu)化、中間原料優(yōu)化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、庫(kù)存優(yōu)化。在模型應(yīng)用過(guò)程中，企業(yè)在原料采購(gòu)方面，實(shí)現(xiàn)了從原料運(yùn)輸、原料采購(gòu)，供常減壓和二次裝置加工；生產(chǎn)層面上，模擬測(cè)算出煉廠全流程的裝置生產(chǎn)及公用工程消耗；同時(shí)兼顧成品油調(diào)合及其他產(chǎn)品調(diào)合，直至終端的產(chǎn)品銷售。模型通過(guò)整合煉廠實(shí)際各種約束條件，建立一個(gè)巨大的LP方程組，最后以全廠效益最大化為目標(biāo)。

該模型包括單一原油、多種原油兩種模式，內(nèi)容包括原油采購(gòu)量，各裝置加工量及產(chǎn)品產(chǎn)量、產(chǎn)品收率，公用工程消耗，最終產(chǎn)品的產(chǎn)量及質(zhì)量指標(biāo)，信息以報(bào)表的形式輸出。原油保本價(jià)格及綜合效益更是模型輸出的重點(diǎn)。模型能夠幫助企業(yè)選擇最優(yōu)的原油、燃料油，制定全廠加工方案，優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，與實(shí)施數(shù)據(jù)庫(kù)、ERP數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

3 計(jì)劃優(yōu)化模型的實(shí)際應(yīng)用

2013年11月，企業(yè)正式投用了計(jì)劃優(yōu)化模型，綜合運(yùn)用了常減壓模擬切割和校核、Delta-Base結(jié)構(gòu)、全廠硫分布預(yù)測(cè)、油品調(diào)和、多周期模型等技術(shù)，配合項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的計(jì)劃優(yōu)化報(bào)表及計(jì)劃管控的所有信息，能夠在微機(jī)上模擬企業(yè)真實(shí)的生產(chǎn)運(yùn)行情況。

企業(yè)將G4模型運(yùn)行列入每周效益測(cè)算常態(tài)，即在模型中，將常減壓裝置每周加工的原料油品種、加工模式按實(shí)際工況固定，二次加工裝置負(fù)荷自由選擇，原料及產(chǎn)品價(jià)格按當(dāng)前實(shí)際數(shù)據(jù)更新后運(yùn)行，所得最佳裝置加工負(fù)荷、油品調(diào)和比例等指標(biāo)與實(shí)際數(shù)據(jù)分析、比對(duì)，及時(shí)在次周生產(chǎn)方案中優(yōu)化糾偏，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。

同時(shí)在一般原油優(yōu)化選擇基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了利用模型外購(gòu)中間物料的優(yōu)化選擇，即固定加工某種進(jìn)口原油甩常渣，固定需外購(gòu)蠟油、渣油數(shù)量后，設(shè)定兩套生產(chǎn)方案，分別將不同外購(gòu)物料性質(zhì)、價(jià)格根據(jù)采購(gòu)部提供數(shù)據(jù)導(dǎo)入模型，運(yùn)行后進(jìn)行比對(duì)，選擇加工收益高者購(gòu)買。

系統(tǒng)應(yīng)用后，既可以測(cè)算原料油的加工效益情況，為原料油的采購(gòu)提供參考；也可以根據(jù)原料的特性，對(duì)生產(chǎn)方案進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)效益的最大化，為企業(yè)決策層提供更科學(xué)、更全面的決策依據(jù)。

2014年至今，借助該軟件，某公司每年都要進(jìn)行原料尋源測(cè)算30余次，生產(chǎn)裝置綜合效益測(cè)算52次，油品調(diào)和效益測(cè)算50余次，生產(chǎn)方案優(yōu)化測(cè)算20余次,有效提高了加工利潤(rùn)。

4 結(jié)論

計(jì)劃優(yōu)化模型的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了原油保本價(jià)測(cè)算，給海外公司原油采購(gòu)提供技術(shù)支持，90%上原油都是通過(guò)G4模型優(yōu)選；實(shí)現(xiàn)了裝置操作參數(shù)優(yōu)化，體現(xiàn)在“常減壓切割方案優(yōu)化”和“催化裝置摻渣率優(yōu)化”和“焦化裝置加工負(fù)荷”三個(gè)方面，提高了企業(yè)的效益；實(shí)現(xiàn)了汽、柴油成品油的優(yōu)化，既生產(chǎn)出了高規(guī)格的產(chǎn)品又提高了效益，一舉兩得。