顧元鵬，劉鴻浩，張世亮

(山東海化股份有限公司純堿廠，山東 濰坊 262737)

山東?；儔A廠于1989年6月投料生產(chǎn)，由原設計60萬t/a，現(xiàn)已擴建至280萬t/年規(guī)模，是國家“七五”重點項目，也是世界上最大的合成堿生產(chǎn)企業(yè)。這些年通過技術改造，純堿生產(chǎn)過程全部用DCS控制，生產(chǎn)管理監(jiān)控集成為PI ProcessBook數(shù)據(jù)，后期又新上MES系統(tǒng)通過網(wǎng)頁展現(xiàn)生產(chǎn)中儀表的流量、壓力、溫度等參數(shù)和化驗室指標，基本上實現(xiàn)了生產(chǎn)和管理的自動化。

純堿廠30多年的企業(yè)留下了豐厚的文化底蘊，但是由于操作習慣和思維習慣，還是保留著最基本的紙質(zhì)記錄本，手寫紙質(zhì)操作日報表，分析數(shù)據(jù)滯后，生產(chǎn)調(diào)節(jié)不及時。作為一個現(xiàn)代化的純堿生產(chǎn)企業(yè)，無紙化辦公、大數(shù)據(jù)及時處理、及時調(diào)控的要求越發(fā)提升日程。

1 MES網(wǎng)絡的便捷性和趨勢

無紙化辦公、信息集成、大數(shù)據(jù)是未來的趨勢，是純堿行業(yè)的發(fā)展需求，也是降本增效的有效措施。借助電腦網(wǎng)絡，電子文檔可以在各部門、各個車間自由傳閱，上下工序能夠有效銜接、讓工作效率大大提升。電子臺賬和電子報表可以有效減少員工的重復操作，減少勞動力，讓員工有更多的精力關注生產(chǎn)、關注指標、提高時間的有效性?？梢越鉀Q以前不能看見上下游工序?qū)崟r數(shù)據(jù)的問題，可以解決不能查看歷史數(shù)據(jù)，不能對比分析的問題。

MES系統(tǒng)除了“省力”以外， “省錢”也是其中的一個重要作用。實行MES系統(tǒng)使得紙質(zhì)文件大量減少，隨之而來的印刷、用紙等辦公費用也相應縮減。電子文檔的使用節(jié)約了發(fā)送紙質(zhì)文件所需的郵資、路費、通訊費和人力，不僅有效提高了辦公效率，而且節(jié)省了大量相關辦公開支。此外，各部門車間也解決了大量“文山”問題，節(jié)約大量人力和空間。

2 純堿廠的現(xiàn)狀和遇到的困難

2.1 數(shù)據(jù)來源的復雜性

純堿的生產(chǎn)不同于其他的單純加工或者現(xiàn)代化的通用企業(yè)，我們很多的設備都是特殊設備、很多工藝是特殊工藝，很多分析數(shù)據(jù)必須人工化驗，所以數(shù)據(jù)來源復雜。參數(shù)的指標計劃值都是隨著季節(jié)和溫度變化隨時調(diào)節(jié)；產(chǎn)量、產(chǎn)品種類、設備匹配要隨著市場和庫存隨時調(diào)節(jié)；數(shù)據(jù)查定和臨時加樣很多，記錄格式不統(tǒng)一。

2.2 人員老齡化，操作困難

海化純堿廠是一個歷史悠久的國有企業(yè)，近些年市場競爭激烈，企業(yè)持續(xù)重組和深化用工制度改革，減員增效，新員工招聘較少，職工老齡化嚴重。職工對電腦的使用不熟練，排斥心理較大。老的MES的流程復雜，輸入繁瑣，推行困難，取消紙質(zhì)報表反對的聲音較大。

3 MES系統(tǒng)的推行和實現(xiàn)

3.1 領導牽頭，逐個崗位排查

純堿廠現(xiàn)有新老線重堿、新老線煅燒、新老線鹽水、石灰車間、排渣車間8個化工生產(chǎn)車間，1個電修車間，10個分析崗位，一共40多個交接班記錄本，近百張紙質(zhì)報表，需要輸入數(shù)據(jù)的人員300多人。數(shù)據(jù)來源分為交接班生產(chǎn)記事、化驗室人工做樣數(shù)據(jù)、儀表流量壓力溫度每個小時整點的數(shù)據(jù)，現(xiàn)場觀看的生產(chǎn)參數(shù)、DCS的操作數(shù)據(jù)、生產(chǎn)用電表電量數(shù)據(jù)、產(chǎn)量數(shù)據(jù)等。

3.2 梳理框架，化繁為簡

我們邀請浙大中控的技術人員通過現(xiàn)有的MES，進行再升級，增加崗位操作日報表和交接班兩個模塊。將數(shù)據(jù)分類匯總，分為手動錄入數(shù)據(jù)和自動采集數(shù)據(jù)兩大類；將界面分為領導查看界面和崗位輸入兩大類畫面。運用浙大中控最新的MES報表系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)化繁為簡。

3.2.1 化驗室數(shù)據(jù)

化驗室數(shù)據(jù)利用LIMS系統(tǒng)，單獨設置錄入界面，將上千個分析項目分解。化驗室崗位只能看見自己需要輸入的目錄及分析項目，由原來的多次點擊、多次選擇，簡化為只需要“選擇→輸入→保存提交“”三步。到點自動出現(xiàn)需要錄入的數(shù)據(jù)，錄入之后界面消失，簡單機械的操作，讓分析人員更加便捷。

3.2.2 交接班

根據(jù)我們純堿生產(chǎn)的實際情況，將四班三倒的人員和日歷，提前導入系統(tǒng)。崗位人員上班時間一到，交接班任務自動在首頁彈出，“甲乙丙丁”班和值班長姓名自動出現(xiàn)，崗位操作人員只需填寫當班的生產(chǎn)記錄，也是最簡單的三步：接班→輸入→交班保存。交接班的查詢我們采用和紙質(zhì)報表一樣的翻頁功能，只要鼠標點一下，就可以和查看紙質(zhì)書一樣，順序的瀏覽生產(chǎn)記事，也支持批量查詢和導出。

圖1 純堿廠交接班填寫頁面

3.2.3 儀表數(shù)據(jù)

儀表測量的溫度、壓力、流量、液位等數(shù)據(jù)，通過DCS→ProcessBook→MES的方式到時間自動采集到報表中。這樣剩下的少數(shù)操作數(shù)據(jù)可以手動錄入并保存。我們秉著和紙質(zhì)報表一模一樣的要求，帶受控編號，支持體系等外部審核。讓員工用熟悉的操作，達到無紙化辦公的效果。

3.2.4 綜合報表展現(xiàn)

純堿廠調(diào)度室有很多很長的紙質(zhì)報表，最多的要接近1 m長，綜合填寫了化驗室關鍵指標、流量儀表參數(shù)、產(chǎn)品產(chǎn)量、生產(chǎn)記事等上千條數(shù)據(jù)。在浙大中控的幫助下我們再三測試，單獨采用專用的潤乾報表展現(xiàn)，提高了查詢速度，超出計劃值的參數(shù)自動變紅等設計，有的放矢重點關注，為生產(chǎn)調(diào)度提供了更好的指導意義。

3.3 更加精細的物料平衡

純堿生產(chǎn)的物料消耗成本占純堿總成本的70%以上，隨著精細化管理的要求，物料消耗成本的計算不只停止在月底財務核算，每日會議總結等簡單的流程。這次我們通過MES系統(tǒng)的自動計算把物料平衡做到了每班一次，而且不是簡單的收入和支出，更加精細到了每個容器的物料存量。以鹽耗為例，輸入包括原鹽、鹵水、凈氨洗水、鈣廠清夜、海水，輸出包括精鹽水、廢泥、二次泥。我們把每種物料通過流量和鹽分含量，折算成100% NaCl，再把鹽水車間的7個一次桶、3個二次桶的存量差用MES自動計算出來，這樣就實現(xiàn)了每班一次輸入和支持平衡計算。

3.4 過程控制，分秒考核

純堿的過程控制就是有以前的考核化驗室分析結果，到考核具體儀表參數(shù)的合格率。比如1#碳化塔的出堿溫度儀表是T,我們設定合格范圍是28～32 ℃，T會實時測量出水的溫度，并實時傳送到Pi系統(tǒng)。當pi系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)時會每10 s自動判斷是否合格，假如一個小時內(nèi)所有的時間都是合格的，那么B值就是100%，假如合格15 min就是25%，依次類推。我們再通過MES把合格率讀取出來放到網(wǎng)頁上，這樣考核人員和操作人員都會知道這個溫度點每個小時、每個班，每一天、每個月的合格率。除了對溫度、壓力、液位的合格率計算，我們還延伸到流量波動大小的計算，根據(jù)相同的原理從點到線到面，把整個生產(chǎn)過程分秒級的全面監(jiān)控，自動考核。

我們把所有需要控制的過程點的平均值和合格率，組成一個考核報表，掛鉤人員工資。相對于每兩個小時的化驗數(shù)據(jù)，競爭更加的公平，沒有隨機性和看點操作的波動，監(jiān)控更加精細，生產(chǎn)更加穩(wěn)定。

3.5 數(shù)據(jù)分類匯總，考核到人

由于我們純堿廠是四班三倒制度，每天的上班人員和班次不固定，考核難度大，以往的月底數(shù)據(jù)考核都要人工每天記錄。這次我們通過MES直接對所有數(shù)據(jù)分班次匯總，統(tǒng)計出每月各班上班天數(shù)、月均當量、產(chǎn)量名次等，支持任意時間段導出，人人可實時查詢，更加透明、公平、公正，省時省力。

4 結 語

通過MES線上電子報表，取消了純堿廠現(xiàn)有生產(chǎn)崗位的報表100余張，生產(chǎn)記錄本40多本，不但保證了記錄和數(shù)據(jù)真實性、準確性、及時性，也提高了效率，節(jié)約了紙張。

更重要的是MES跳出了DCS車間單獨控制的限制，跨過了PI軟件復雜的安裝，用簡單的網(wǎng)頁使上下游工序緊密連接，生產(chǎn)數(shù)據(jù)智能分析，使純堿生產(chǎn)更加精細化。由以前的被動調(diào)節(jié)，改為預見性引導。

下一步我們將定制手機APP，讓每個人、在每個地方在手機上都能實時監(jiān)控生產(chǎn)，協(xié)調(diào)調(diào)度生產(chǎn)。將指標和參數(shù)分為一二三級，超出預警的范圍，利用手機短信或者APP推送給不同級別的管理層，調(diào)高管理效率，為企業(yè)創(chuàng)造更多的方便和效益。