MES及生产数据统计优化

王聪，史春明

(中国石化海南炼油化工有限公司，海南 洋浦 578101)

信息技术

MES及生产数据统计优化

王聪，史春明

(中国石化海南炼油化工有限公司，海南 洋浦 578101)

通过海南炼化生产执行系统(MES)的实际建设与优化经验，介绍了MES的功能架构及其主要应用；重点描述了全厂信息集成平台的搭建、功能实现以及全厂物料平衡的功能理念与业务实现，公用工程平衡的管理模式与功能实现；对生产统计报表应用的功能模式及报表种类进行归纳描述，并对WEB用户平台的实现与功能进行说明。基于MES物料平衡应用数据，结合统计数据业务逻辑需求，对生产数据统计功能和实现方法进行了重点介绍，包括如何通过对物料平衡模型和数据统计逻辑进行优化完善和数据统一，最终实现各装置加工生产数据和罐区统计数据的统一，并达到MES全厂物料平衡数据与统计数据的平衡统一。

生产执行系统 物料平衡 公用工程平衡 生产统计

生产执行系统MES(Manufacturing Execution System)是利用计算机技术和先进生产管理理念，实现企业生产业务环节的信息管理，同时为生产管理决策者提供日常生产管理所需的生产数据信息。

1 生产执行系统建设

中国石化海南炼油化工有限公司MES于2007年初完成一期项目建设并投入使用。随着MES应用的进一步深化及全厂工艺流程不断优化，MES在前期应用过程中暴露出系列问题，如报表与计划部门统计报表的口径不一致，报表中产品和中间原料的统计量不够灵活；罐区日报表和罐区收支存报表没有与物料平衡实现自动关联；PB平衡人为干预较多，且随着生产流程的不断变化平衡模型中存在与实际生产流程不符等问题。

为改善上述问题，确保MES数据能够真实反映生产实际情况，改善手工统计报表的弊端，从2008年开始对MES进行了优化提升，优化提升后的MES功能架构如图1所示。

1) 全厂信息集成平台。全厂信息集成平台基于Uniformance PHD软件进行搭建，将该公司DCS/PLC的过程控制数据、罐区管理TIS&OMM系统数据信息、化验数据等全厂数据信息统一集成于该平台下，如图2所示，不仅为MES提供基本数据信息，而且从根本上可以消除“信息孤岛”的问题。Uniformance®为该公司MES提供了应用平台，解决了信息流不通畅的问题。通用的客户端工具(如流程图画面、Internet浏览器)使全厂范围内的用户在PC机上能方便地获得实时、准确、一致的生产信息，方便相关生产管理人员实时监视装置操作及运行情况，而且具备历史数据回放功能，便于对装置的历史操作进行追溯分析。

图1 MES功能架构示意

图2 Uniformance信息集成平台结构示意

2) 全厂物料平衡。物料平衡系统是该公司MES的应用核心，涵盖原油进厂、装置投入和产出、罐区库存以及产品出厂等业务环节，是MES的高度集成性应用。物料平衡通过对装置投入产出数据、物料库存数据、物料移动信息、产品加工方案信息和LIMS化验数据等基础数据进行统一集成，然后基于平衡模型进行数据整定，分析出不合理的数据供人为确认，并最终实现全厂物料数据的平衡。

3) 公用工程平衡。公用工程平衡实现了公用工程数据单元上报、介质管网平衡和全厂平衡数据汇总管理。公用工程平衡管理采用“单元公用工程数据—介质管网平衡—全厂公用工程平衡汇总”三层数据管理模式，数据上报通过严格的自动统计逻辑和人工确认相结合方式实现。

4) 生产统计报表。生产统计报表以实时数据库和物料平衡数据为基础，通过配置的装置信息模型，每日能够自动对装置原理加工、产品生产、库存数据进行统计计算。MES将生产统计数据信息传递由手工操作转变为计算机操作，极大地提高了工作效率，同时便于数据信息的发布共享。MES报表支持浏览器浏览访问，同时支持Excel/PDF格式导出及打印。MES生产统计报表包括： 调度日报表(I)；调度日报表(II)；调度油品罐表；关键操作参数表；工艺技术台账表；物料平衡日报表；罐区日报表；罐区收支存报表；单元公用工程数据表；公用工程管网平衡表；公用工程平衡汇总表。

5) WEB用户平台。WEB用户平台作为MES统一用户访问应用窗口，由数据层、逻辑层和展示层构成。WEB用户平台实现了功能模块应用信息的发布和用户访问安全管理。

2 基于MES数据统计

基于MES数据统计主要以物料平衡系统数据为基础，根据统计业务对数据的要求，利用MES完成每日全厂生产物料数据的平衡统计。基于MES的数据统计功能实现如图3所示。

图3 基于MES数据统计实现流程示意

1) 装置物料数据。装置数据模块实现平衡周期内装置加工/产出量的计算处理，并实现平衡质量单位的统一转换，装置质量计算数据主要来源于PHD实时数据库。

2) 罐区罐量数据。罐区罐量数据模块通过对TIS&OMM油品移动管理系统的集成，实现罐存数据的实时采集，并为物料平衡提供平衡计算需要的罐存数据。

3) 油品移动数据。油品移动数据模块对集成的TIS&OMM油品指令进一步加工处理，生成物料平衡模型能够利用的物料走向“开关”信号，实现了TIS&OMM油品移动与物料平衡应有的统一。

4) 进出厂数据同步。进出厂数据同步模块对进出厂数据提供数据精确确认窗口，确认后的准确数据能够同步到物料平衡系统中作为平衡计算的重要基准数据。

5) 物料平衡模型。物料平衡模型不是简单地模拟与之对应的工艺生产流程，而是结合物料平衡软件对实际业务流程进行严格分析提炼，合理处理模型中的“合”与“分”，整个模型简洁、实用、准确性高、鲁棒性强。

6) 统计业务逻辑。统计业务逻辑模块以物料平衡数据为基础，以罐区和具体物料为单位，结合炼厂统计数据要求，实现全厂罐区数据平衡统计，全厂油品收、支、付平衡统计。

7) 人工确认。虽然系统能够实现全厂物料数据的自动计算和统计，但从提高系统可靠性角度出发，系统仍然增加“人工确认”功能环节。

3 关键应用点

1) 基于MES数据统计报表与计划统计报表的口径一致。

2) 罐号与油品名称实现动态管理。

3) 系统具备原油数据、销售数据确认调整功能，原油数据、销售数据、库存数据能够与物料平衡实现同步。

4) 对物料平衡模型进行优化，合理处理模型中的“合”与“分”，使得模型简洁、实用、准确性高、鲁棒性强。

5) 增加对因静置、进出厂或脱水指令导致油罐库存变化的情况进行处理。

6) 物料平衡与油品单元TIS&OMM系统移动信息的整体集成。

7) 平衡模型中装置动态物料的自适应处理。

8) 平衡计算中涵盖生焦等计算方法，并与总部要求保持一致。

9) 基于物料平衡数据，形成罐区日报表和罐区收支存报表。

4 结束语

MES为该公司提供了统一的生产数据管理平台，系统涵盖了全厂所有装置的进料、出料，罐区库存及收付动态，原料进厂，产品出厂(船运、汽运、管输)等业务领域数据信息，基于MES的数据统计实现全厂“产、销、存”数据的统计管理，现场用户能够利用MES数据信息直接进行日常生产指导，MES已经成为该公司生产中不可或缺的系统。

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MESandProductionDataStatisticOptimization

Wang Cong, Shi Chunming

(Sinopec Hainan Petrochemical Co. Ltd.， Yangpu， 578101， China)

Through the experience of actual construction and optimization of Sinopec Hainan Petrochemical manufacturing execution system(MES), the functional architecture of MES and its main application are briefly introduced. The establishment the information integration platform, implementation of function and realization of mass balance function concept and business implementation, and realization of management mode and function of utilities balance are summarized．The function model for production statistics report form application and report types are sorted and described, and the realization and function of Web platform are explained. Based on MES mass balance application data with combination of business logic requirement for statistical data, the production data statistics function and realization methods are stressed，including how to optimize and unify data through mass balance model and data statistical logic to realize statistical data unification for chemical processing production data and storage farm, and to achieve the balance and unity for MES plant mass balance data and statistics data.

MES; mass balance; utilities balance; production statistics

稿件收到日期： 2012-11-15,修改稿收到日期2013-04-07。

王聪，男，2004年毕业于大连理工大学化学工程与工艺专业，获学士学位，从事化工工艺技术管理与数据统计工作。

TP274+.2

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1007-7324(2013)03-0045-03