□ 文/柏鎖柱　薛立林　程剛　許廣輝

MES在海外煉化企業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐

□ 文/柏鎖柱薛立林程剛許廣輝*

本文介紹了MES系統(tǒng)在中國(guó)石油海外勘探開(kāi)發(fā)公司（簡(jiǎn)稱CNODC）的應(yīng)用及其效果。通過(guò)MES系統(tǒng)在CNODC本部及所屬3個(gè)海外煉化項(xiàng)目公司的成功實(shí)施，提高了CNODC本部及海外煉化項(xiàng)目管理水平，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)方面的技術(shù)創(chuàng)新，尤其是海外MES系統(tǒng)自2013年12月成功上線以來(lái)，從減少非計(jì)劃停工、降低裝置能耗、減少人工成本和辦公費(fèi)用等方面為企業(yè)累計(jì)節(jié)約成本1.5億元，不僅為中國(guó)石油海外煉化項(xiàng)目的有效開(kāi)展積累了先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，也為中國(guó)“走出去”的海外能源項(xiàng)目應(yīng)用MES系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，具有重要的先行示范作用。

MES；煉油化工；海外煉化項(xiàng)目；管理

隨著信息技術(shù)和企業(yè)管理思想的進(jìn)一步發(fā)展，在中國(guó)石油總部的統(tǒng)一規(guī)劃下，煉油與化工運(yùn)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System,以下簡(jiǎn)稱 MES）在中國(guó)石油所屬各煉化企業(yè)成功使用和推廣。目前中國(guó)石油煉油與化工分公司已經(jīng)建立了MES系統(tǒng)，建成統(tǒng)一的生產(chǎn)數(shù)據(jù)平臺(tái)，提高生產(chǎn)運(yùn)行的應(yīng)變能力。

由于MES在中國(guó)石油煉油與化工分公司的成功應(yīng)用，中國(guó)石油海外勘探開(kāi)發(fā)公司（簡(jiǎn)稱CNODC）的煉油與化工業(yè)務(wù)也在不斷發(fā)展，所屬煉廠生產(chǎn)能力不斷增強(qiáng)，精細(xì)化管理要求日益迫切，需要新的技術(shù)手段提供支持。因此，2012年， CNODC按照計(jì)劃進(jìn)行了MES系統(tǒng)的組織實(shí)施工作，歷時(shí)1年時(shí)間，在總部的統(tǒng)一部署和資源國(guó)的配合下，CNODC所屬3個(gè)海外煉化項(xiàng)目公司MES成功上線，填補(bǔ)了CNODC所屬煉廠在生產(chǎn)管理系統(tǒng)方面的空白。

MES系統(tǒng)及其實(shí)施過(guò)程

1.MES系統(tǒng)簡(jiǎn)介

MES 從20世紀(jì)90年代初從美國(guó)開(kāi)始推廣，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行從調(diào)度、執(zhí)行到統(tǒng)計(jì)分析的全過(guò)程管理，提高生產(chǎn)運(yùn)行效率,提升企業(yè)執(zhí)行能力，充分發(fā)揮企業(yè)信息化的作用，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)帶來(lái)預(yù)期效益。MES的功能模塊包括工序詳細(xì)調(diào)度、資源分配和狀態(tài)管理、生產(chǎn)單元分配、過(guò)程管理、人力資源管理、維護(hù)管理、質(zhì)量管理、文檔控制、產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品清單管理、性能分析和數(shù)據(jù)采集等。

2. 實(shí)施過(guò)程

根據(jù)“十一五”期間中國(guó)石油煉油與化工分公司MES項(xiàng)目建設(shè)、應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)CNODC煉油與化工業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與需求、國(guó)內(nèi)外最佳實(shí)踐的研究，提出了MES（海外）項(xiàng)目技術(shù)方案。MES（海外）項(xiàng)目采用統(tǒng)一的架構(gòu)方案，煉化管道部MES系統(tǒng)和煉化項(xiàng)目公司MES的功能各有側(cè)重，各煉化項(xiàng)目公司MES為CNODC煉化管道部MES系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3. CNODC煉化管道部MES系統(tǒng)

CNODC煉化管道部MES共分5層，最底層是煉化項(xiàng)目公司MES系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)傳輸層將各煉化項(xiàng)目公司的生產(chǎn)數(shù)據(jù)（加工量、進(jìn)廠量、庫(kù)存、溫度、壓力）傳輸?shù)綌?shù)據(jù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)；在傳輸層，以面向接口的編程思想為指導(dǎo)，采用適配器模式（Adapter），將本次實(shí)施建設(shè)MES的3家煉化項(xiàng)目公司和沒(méi)有實(shí)施MES的煉化項(xiàng)目公司以統(tǒng)一的接口提供給數(shù)據(jù)平臺(tái)；在數(shù)據(jù)平臺(tái)層，搭建了Oracle實(shí)時(shí)應(yīng)用集群（RAC, real application clusters），提高了系統(tǒng)的高可用性和性能；在應(yīng)用層，根據(jù)煉化管道部的業(yè)務(wù)需要，建立生產(chǎn)運(yùn)行管理、工藝技術(shù)資料規(guī)程管理、績(jī)效管理和物料庫(kù)存預(yù)警4個(gè)業(yè)務(wù)功能模塊，最大程度的支撐煉化管道部日常業(yè)務(wù)；在展示層，系統(tǒng)采用SILVERLIGHT 4.0技術(shù)，以豐富的圖源為用戶提供了動(dòng)畫(huà)展示界面，以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析功能。

圖1　煉化項(xiàng)目公司MES功能架構(gòu)

4. 煉化項(xiàng)目公司MES系統(tǒng)

煉化項(xiàng)目公司MES基于SOA架構(gòu)，將11個(gè)功能模塊從邏輯上劃分為3個(gè)層面的應(yīng)用：

最下層的基礎(chǔ)應(yīng)用層包括了3個(gè)子系統(tǒng)，分別是工廠基礎(chǔ)信息管理、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)。這一層面的應(yīng)用是所有MES其他子系統(tǒng)的信息基礎(chǔ)，所有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都來(lái)自于這個(gè)層面的子系統(tǒng)。

自下而上的第二層是執(zhí)行層應(yīng)用，主要是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用、操作管理、物料平衡/物料移動(dòng)、公用工程、生產(chǎn)調(diào)度指揮和生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)等應(yīng)用。

最上層的應(yīng)用是表現(xiàn)層應(yīng)用，包括生產(chǎn)信息運(yùn)行平臺(tái)和ERP接口兩個(gè)功能模塊。生產(chǎn)信息運(yùn)行平臺(tái)主要是指提供煉化項(xiàng)目公司生產(chǎn)相關(guān)信息查詢和分析功能的最終用戶應(yīng)用，主要用于綜合報(bào)告并發(fā)布其它各子系統(tǒng)的信息，全面體現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行的狀況；ERP接口則為MES與ERP數(shù)據(jù)集成提供靈活的工具。

（1）系統(tǒng)管理：結(jié)合中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)公司CNPCINT域完成用戶的創(chuàng)建，并對(duì)創(chuàng)建用戶進(jìn)行權(quán)限的控制。

（2）業(yè)務(wù)配置：該模塊是系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息配置模塊，為系統(tǒng)的其它模塊提供各類必要的基礎(chǔ)信息。主要包括煉化項(xiàng)目層級(jí)的配置和部門(mén)組織結(jié)構(gòu)的維護(hù)。

（3）生產(chǎn)運(yùn)行：宏觀掌握CNODC煉化運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)行情況，主要包括各項(xiàng)目生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)情況、計(jì)劃完成情況、歷史情況匯總和統(tǒng)計(jì)、對(duì)標(biāo)完成情況及圖形化對(duì)比和分析。

（4）在建項(xiàng)目：宏觀掌握CNODC煉化在建項(xiàng)目工程建設(shè)情況，主要包括各項(xiàng)目工程建設(shè)進(jìn)度情況、歷史情況匯總和統(tǒng)計(jì)、業(yè)績(jī)指標(biāo)完成情況及圖形化對(duì)比和分析。

圖2　MES（海外）項(xiàng)目總體功能架構(gòu)

（5）文檔管理：對(duì)CNODC煉化管道部所有業(yè)務(wù)的文檔資源進(jìn)行統(tǒng)一集中化管理，可以按照文檔類別進(jìn)行歸類存儲(chǔ)，能隨時(shí)調(diào)閱部門(mén)內(nèi)的各種文檔資源，方便部門(mén)使用。

（6）統(tǒng)計(jì)報(bào)表：根據(jù)CNODC煉化項(xiàng)目生產(chǎn)運(yùn)行和工程建設(shè)數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成部門(mén)相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，包括周報(bào)和月報(bào)。同時(shí)，為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)導(dǎo)入模板提供批量數(shù)據(jù)導(dǎo)入，提高使用效率。

實(shí)施效果與經(jīng)濟(jì)效益

（一）實(shí)施效果

MES（海外）項(xiàng)目建成了一個(gè)統(tǒng)一集成的煉化生產(chǎn)運(yùn)行管理信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了“現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控可視化、業(yè)務(wù)流程規(guī)范化、生產(chǎn)管理精細(xì)化、能源利用合理化、資源配置最優(yōu)化、調(diào)度決策科學(xué)化”的目標(biāo)，受到了業(yè)務(wù)人員的歡迎。通過(guò)系統(tǒng)應(yīng)用，提高了生產(chǎn)管理效率，增強(qiáng)了生產(chǎn)協(xié)調(diào)和指揮的敏捷性、準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程和業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，為生產(chǎn)受控和降本增效提供了有效支撐，取得了顯著效果，具體包括以下。

1. 提高生產(chǎn)效率，提升管理水平

實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集；實(shí)現(xiàn)了電子工藝臺(tái)賬的自動(dòng)生成；實(shí)現(xiàn)了物料數(shù)據(jù)的自動(dòng)計(jì)算和矯正；實(shí)現(xiàn)了工藝指標(biāo)的自動(dòng)監(jiān)控和平穩(wěn)率自動(dòng)統(tǒng)計(jì)；實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量數(shù)據(jù)的快速共享；實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度報(bào)表的自動(dòng)生成,提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，提升了企業(yè)的生產(chǎn)管理水平。

2. 提高產(chǎn)品質(zhì)量合格率

將化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)快速共享，使班組和管理人員及時(shí)獲得生產(chǎn)質(zhì)量狀況并及時(shí)調(diào)整操作，提高了裝置餾出口合格率和全廠產(chǎn)品質(zhì)量合格率；通過(guò)LIMIS實(shí)時(shí)掌握調(diào)合油組分的質(zhì)量情況，及時(shí)調(diào)整油品調(diào)合方案，提高了產(chǎn)品的一次調(diào)合合格率。

3. 降低公用工程能耗

通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)公用數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，實(shí)時(shí)提出節(jié)能降耗的技術(shù)分析，分析查找裝置運(yùn)行問(wèn)題，指導(dǎo)企業(yè)排除大宗能量消耗和公用工程損失；通過(guò)提高操作平穩(wěn)率，穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行，有效降低裝置能耗。

4. 減少物料損失

通過(guò)物料平衡及計(jì)量統(tǒng)計(jì)等手段，提供及時(shí)的物料數(shù)據(jù)，為分析物料損失原因、確立整改方案提供了依據(jù)，有效防止大宗物料的“跑冒滴漏”;通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，提高操作平穩(wěn)率，降低生產(chǎn)波動(dòng)，減少非計(jì)劃停工，降低了裝置加工損失率。

5. 降低人工成本

MES系統(tǒng)的應(yīng)用，大幅提高了企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行管理效率，企業(yè)生產(chǎn)報(bào)表自動(dòng)生成節(jié)省了人工成本；化驗(yàn)分析實(shí)現(xiàn)自動(dòng)登樣，樣品流程時(shí)間降低；合格證自動(dòng)生成、樣品結(jié)果自動(dòng)發(fā)布較原來(lái)人工發(fā)布提高效率；能源計(jì)量數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，效率較人工抄表提高。

（二） 取得的經(jīng)濟(jì)效益

海外MES系統(tǒng)自2013年12月成功上線以來(lái)，從減少非計(jì)劃停工、降低裝置能耗、減少人工成本和辦公費(fèi)用等方面為企業(yè)累計(jì)節(jié)約成本1.5億元。同時(shí)，該系統(tǒng)的建立，使得煉廠實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸和先進(jìn)的生產(chǎn)控制，并且提供了可靠的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，提高了產(chǎn)品收率；化驗(yàn)數(shù)據(jù)等信息及時(shí)共享，降低了人工成本，提高了工作效率，使得生產(chǎn)決策更加科學(xué)合理。

主要技術(shù)創(chuàng)新

MES系統(tǒng)在CNODC的成功實(shí)施，取得了以下7個(gè)方面的技術(shù)創(chuàng)新。

（1）遠(yuǎn)程監(jiān)控：CNODC本部通過(guò)MES系統(tǒng)可以對(duì)海外煉化項(xiàng)目實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)海外煉化項(xiàng)目的事故給予及時(shí)診斷和技術(shù)支持。

（2）綜合展示功能模塊：直觀展示煉廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及控制參數(shù)，裝置開(kāi)停工、產(chǎn)品庫(kù)存情況。

（3）SOA建模技術(shù)：采用面向服務(wù)建模分析方法，建立了系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)定義、物料配置和工程建設(shè)配置3個(gè)模型，能滿足目前CNODC煉化業(yè)務(wù)管理需求與將來(lái)發(fā)展需要。

（4）煉化業(yè)務(wù)統(tǒng)一流程管理技術(shù)：根據(jù)系統(tǒng)模型開(kāi)發(fā)了批量數(shù)據(jù)導(dǎo)入模板，實(shí)現(xiàn)批量數(shù)據(jù)導(dǎo)入，對(duì)煉化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，形成CNODC煉化業(yè)務(wù)準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)報(bào)告。

（5）圖形化展示技術(shù)：使用Silverlight開(kāi)發(fā)了煉化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)綜合展示頁(yè)面，用戶可以按照系統(tǒng)組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)鉆取，以柱狀圖、曲線圖、餅圖等圖形化的方式向用戶直觀地展示總部及各煉廠生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)及其變化趨勢(shì)。

（6）工藝資料平臺(tái)管理：建立了一個(gè)工藝資料管理平臺(tái)，增加了文檔的檢索，目錄管理和權(quán)限管理功能，確保工藝資料安全受控。

（7）數(shù)據(jù)審核流程的設(shè)計(jì)：采用逐級(jí)審核的流程化設(shè)計(jì)，通過(guò)系統(tǒng)功能規(guī)范業(yè)務(wù)流程，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、真實(shí)、透明，為物料和能耗的分析與決策提供了可靠手段。

相關(guān)結(jié)論

MES系統(tǒng)的成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)由以往的依賴人工經(jīng)驗(yàn)向系統(tǒng)精細(xì)化管理的轉(zhuǎn)變，優(yōu)化了業(yè)務(wù)流程，解決了物料和生產(chǎn)的全過(guò)程控制，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)智能化管理。同時(shí)，企業(yè)提高了工作效率、工作質(zhì)量，減少了企業(yè)監(jiān)管的費(fèi)用。通過(guò)減少數(shù)據(jù)的輸入，減少與這些活動(dòng)關(guān)聯(lián)的文本工作和失誤，降低了運(yùn)行成本。CNODC本部及3家海外煉化項(xiàng)目MES的成功上線，不僅為中國(guó)石油海外煉化項(xiàng)目的有效開(kāi)展積累了先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，也為中國(guó)“走出去”的海外能源項(xiàng)目后續(xù)應(yīng)用MES系統(tǒng)奠定了良好基礎(chǔ)，具有重要的先行示范作用。

[1] 李宏亮，高寧波，MES操作管理在煉化企業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐與思考[J].化工自動(dòng)化及儀表，2010.37（10）:102-105

[2] MES生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)子系統(tǒng)在煉化生產(chǎn)中的拓展應(yīng)用[J].數(shù)字石油和化工，2009.8-9:144-148

[3] 中國(guó)石油海外勘探開(kāi)發(fā)公司煉油與化工系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告，內(nèi)部材料，2012（08）.

The article introduces the application and its effect of MES system in China National Oil and Gas Exploration and Development Corporation (CNODC). Through the successful implementation of MES system in CNODC headquarter and three belonging oversea petrochemical enterprises, it has improved the management level of CNODC headquarter and three belonging oversea petrochemical enterprises, and realized the technical innovation in many aspects, especially after successful on-line operation of the oversea MES system since December of 2013, it already has saved 150 million Yuan for enterprises in several aspects, such as decreasing the time of unplanned shutdown, decreasing process unit energy consumption, decreasing the labor cost and office expenses. The project not only accumulates the advanced management experiences for Petro-China oversea petrochemical enterprises, but also lays the foundation for utilizing MES system of oversea energy projects under “Go-Abroad” policy, which played an important role in the fi rst demonstration.

MES; petrochemical; oversea petrochemical enterprise; management

作者單位： 中國(guó)石油海外勘探開(kāi)發(fā)公司
*北京中油瑞飛信息技術(shù)有限責(zé)任公司