分析MES系统在石化企业中的应用

王剑

摘 要:中国石化在信息化建设的总体规划中已经明确地将构建EPR/MES/PCS三层结构以及加强MES系统作为提升生产管理的主要举措。文章主要的从中国石化MES系统总体架构、MES系统主要功能、数据覆盖范围、MES系统主要特点以及石化行业MES的发展趋势

几方面进行了重点的论述。

关键词:MES系统石化企业过程管理

中图分类号:C93 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(b)-0205-01

MES(Manufacturing Execution System),即生产执行系统,是一个始于上世纪90年代的生产过程管理系统。由于石化行业的生产是一个连续性的生产流程行业,具有较高的生产自动化程度。传统的控制手段主要由DCS、PLC系统,但是由于缺乏经营管理层之间的生产信息的实时沟通,致使各层之间缺乏信息优化调度以及协调机制,因此要满足这一行业的发展需要有很大的局限。而MES系统正是致力于这一问题的解决,通过建立一个行之有效的生产控制、执行以及管理的信息平台,以达到保证生产质量以及产量、安全以及成本的目的。

1 中国石化MES系统总体架构

石化企业的MES系统的构建要以物流的跟踪为主线、以数据集成为核心,实现对于进出厂管理、公用工程、化工辅料管理、罐区管理、装置操作、仓储管理的集成业务。设计的过程中要考虑以下几个因素:

(1)考虑MES与ERP、PCS的数据集成关系,突出MES的承上启下的作用;(2)考虑到石化行业的特点,各模块之间即相互联系有相互独立;(3)建立企业生产管理的主要层面的生产数据模型。

2 MES系统主要特点

建立的物料移动关系可以实现物料的跟踪,借助于超差警报以及误差侦破可以及时的发现问题,从而可以实现管理质量的提升;通过统一工厂模型、建立核心数据库以及集成ORION、RTDB、LIMS、PPIMS等系统,可以提供唯一的、一致的共享数据源;同时还可以实现计量、调度、统计以及销售业务集成与业务的协同,此外还实现了与EPR、PCS的书籍集成以及业务集成;通过物流信息以及生产管理信息的监控实现了生产信息可视化;通过“2+1”物料平衡策略实现了超差报警以及移动误差侦破;MES是一个面向生产管理的业务操作平台,是基于核心的业务流程以及业务场景建立的,可以实现各种数据的自动校正以及化工辅料管理、手动物料日平衡以及生产统计自动等;中石化的MES系统可以方便的实施功能扩展以及与第三方的集成,为其它系统提供了灵活方便的接口。

3 MES系统主要功能、数据覆盖范围

MES的主要功能包括数据的集成、生产管理的执行、能耗物资的管理以及开发接口EPR、PIMS等。其数据的覆盖范围涵盖了炼油化工企业的所有装置的进出料;水电、汽的产耗;罐区的库存以及收付状态;产品进出厂以及关联交易的进出量等。数据的采集以实时数据采集为主,人工的输入为辅,化工辅料数据的周期为24小时,仓储数据、罐区数据以及装置数据的周期为8小时,统计数据的周期控制在24小时。另外数据的粒度也根据对象的不同而有具体的实施规定,例如成品的明细到牌号、罐区的明细到物理罐、原油的明细到品种、公用工程的明细到外供单位以及工作中心等。此外数据的可靠性由显著差异自动侦破报警保证,同时经过三道人工确认以及保留更正痕迹,以达到满足各车间对于数据的要求。

4 应用效果

通过MES系统在中国石化9家化工企业、炼油企业的应用发现,企业的精细化管理水平得到了显著的提升,例如综合商品率得以提高、装置的加工损失降低、节能效果明显。同时MES系统通过搭建生产与管理过冬的信息桥梁,极大的促进了EPR系统的深入应用,取得了很好的社会及经济效益。具体的主要表现在以下三个方面:

(1)通过系统的平衡策略,实现了统计日平衡。MES系统通过2—3小时就可以实现统计日平衡,极大的节省了统计平衡的时间以及结果的完整性和准确性。并且通过与EPR模块的配合实现了“日平衡、旬确认、月结算”的支撑目标。(2)建立了统一的生产管理业务平台。通过MES系统的应用可以构建一个覆盖物料移动、生产调度、进出厂管理、罐区管理、公用工程管理、生产车间装置管理、计划统计的统一业务平台。相关的业务部门就可以在这一系统上进行业务的处理,从而实现了数据与应用的有效集成,为经营管理提供了强有力的工具支持。(3)通过跟踪物流可以及时的发现问题、提升管理,从而实现生产管理从经验到定量的转变。通过建立的系统实现整个生产过程的可视化跟踪,以达到及时的协调罐区之间、生产装置之间以及两者之间的生产关系,可以及时的发现问题以及合理的安排,以促进企业的安全稳定生产。

5 石化行业MES的发展趋势

尽管近年来企业管理思想以及信息技术的发展促进了MES技术的不断提升,但是从实际的使用情况看,生产过程的优化问题仍然是这一技术的薄弱环节;此外,MES在实际的生产挂历中只是作为管理者的一个操作平台,而主要的生产操作决策仍要依赖于管理者经验。为此,今后MES系统如何将管理者的经验溶于这一技术以及不断的完善这一系统的功能是面临的主要问题。从全局看来,今后石化企业的MES系统将朝着以下几个方向发展。

(1)操作的可视化以及智能化。由于实时数据库的引用简化了从现场采集数据的过程,使得MES可以直接的获取现场的数据,提升了数据质量以及工作效率。之后通过将各项的数据进行整合处理。构建面向管理的企业生产管理的数据库,从而为企业生产经营管理提供了有效的数据库支持;同时数据库的建立为存储大量数据以及查找数据之间的规律提供了可能,便于总结生产过程的总结以及改善以及管理者制定更为科学的决策,从而实现了操作及管理的在线优化。(2)MES集成与信息展示平台。生产过程的可视化以及集成化作为MES系统的核心,实时数据库的建立可以对企业范围内的不同设备、厂家的控制系统实时的集成,从而可以得到企业范围生产过程现状的快照。MES集成平台通过关系数据库以及实时数据库可以实现生产过程管理以及数据的有机结合,从而可以为生产的集成以及优化提供有效的工作平台;此外尽管完全的实现生产过程的自动化不太现实,因为石油企业的生产过程过于复杂,需要专业的人员凭借丰富的经验实施控制。但是总可以通过MES系统将大量的数据信息中的隐含有用信息挖掘、提取出来,便于工作人员使用。(3)可视化建模。由于MES系统是以生产过程的模型为核心实施操作的,因此每个企业在实施MES系统之前都要对生产过程实施模型构建,以达到缩短MES实施周期、提高实施成功率以及降低风险的目的。

6 结语

企业的信息化管理水平是决定一个企业市场竞争力的先决条件,通过引入MES系统确实可以优化企业的上产流程,使得生产控制更加的及时、损耗显著降低以及生产效益的提升,同时也为决策者制定科学决策提供了可靠的信息支持。

参考文献

[1] 陆德民．企业现代化与管理软件的发展[J]．石油化工自动化,2007,(5):1～2.

[2] 陆德民．石油化工自动控制设计手册[M]．3版．北京:化学工业出版社,2001.