來源:  北京軟件開發公司 

    信息化建設工作的統一部署，茂名、荊門、安慶三家企業首批MES上線試點單位已經獲得成功，標志著中國石化MES開發與應用取得重大突破，信息化建設又取得一項重要成就。

    該項目大型石化、化工企業實施綜合自動化技術及重大示范應用為背景，提出綜合自動化整體解決方案，突破制約綜合自動化的重大關鍵技術MES，形成適合石油、化工行業綜合自動化整體解決方案的MES關鍵技術及應用系統，提高過程自動化設備和MES工具軟件的研制和產業化水平，形成擁有自主知識產權，具有國際先進技術水平，符合中國國情、石化特色和企業實際的民族軟件。

    石化MES的技術架構

     根據大型石化企業的特點，可以將MES的業務領域分解為四個關鍵領域，即生產計劃與排產、生產運行管理、生產執行和生產統計，這些業務領域是一個工廠管理的核心。工廠維護，物料管理，質量管理，銷售與分銷，工程項目管理，健康、安全與環保管理，財務管理，人事管理等業務領域雖然不屬于MES直接覆蓋的領域，但MES需要與這些業務領域交換信息。

    大型石化企業的生產運行和管理，需要一系列應用系統來支持：生產運行系統是支持工廠管理的核心系統；集散控制系統、先進過程控制系統、實時優化系統等是生產運行系統最直接的實時數據來源；是支持生產運行系統的最主要的兩個應用系統，它們為生產運行系統提供有關工廠維護，物料管理，質量管理，銷售與分銷管理，健康、安全與環保，以及財務管理和人事管理的相關信息，生產運行系統的信息又會進一步反饋到這些系統中去；一些工程項目管理和工藝管理的業務領域由工程類應用系統或企業資源計劃系統的部分模塊來實現；工廠的一些基礎信息，如裝置流程圖等，由工廠基本信息系統來管理和維護。

    主流的大型石化企業MES系統包括以下模塊：生產計劃與排產、運行管理、物料移動管理、物料平衡、收率計算、實時數據庫、實時數據庫應用、實驗室信息管理系統、生產統計、生產運行信息平臺。

    石化MES的模塊中物料平衡之難

    石油化工生產屬于連續性生產，雖然生產線一級自動化程度較高，但對物料平衡的管理，仍處于粗放狀態。傳統的物料平衡管理主要以月度為周期，缺乏及時、準確的物料平衡數據，成為生產精細化管理的瓶頸，尤其在企業實施ERP系統后，ERP的物料、資金流、信息流三流合一的功能受到制約。如何將物料平衡管理周期從月縮短到旬、日，物料粒度精確到組分，資產粒度精確到物理設備（如儲罐和塔餾出口等），成為石化行業對MES的一個迫切要求。

    石化MES事業部總經理蔣白樺介紹，石化企業要做到物料管理“日平衡、旬結算”非常復雜，這是因為工廠的生產過程中，原料、半成品、成品始終處于流動狀態，整個企業的物流過程呈現“網狀”結構。在從原材料的入廠、到產成品的出廠的整個生產過程中，每個生產階段的物料的具體構成都是動態變化的，而我國石化行業生產規模相對偏小、工廠現場內部計量基礎自動化水平又相對較低。

    另外，石化行業的生產是一個多投入、多產出的過程，即：每套裝置的產出同時包含著各種不同的半成或產成品，其中半成品進入下一套裝置又會產生各種不同的產品，同時還存在著物料回流的現象，即：一些物料可能要從后階段向前階段重新循環再加工。這樣，物料在裝置中往復循環，使得管理者很難搞清楚原料與產成品之間的組分關系，產成品如何分擔原料的成本。

    石油化工行業的這些特點使日常生產的精細化管理難度大大提高。從成本核算的角度來看，管理者很難確定哪些產品是哪批原料生產出來的，這樣每一批次原料的產成率無從得知，成本核算的精細化管理成了紙上談兵；從車間、班組績效考核的角度來看，生產是在設備中連續進行的，一條加工流程上有多套生產裝置，每套裝置產出的半成品又會沿著不同路線進入其他產線，管理者對每套裝置的生產情況只有一個數量上的總概念，但是具體到每個班組生產效率、生產質量上卻難以準確考核。

    在實施MES之前，化工企業的成本核算通常是以月為單位，得到的只是粗略的結果。企業的績效考核一般是以分廠或車間為單位，不能具體到班次，考核指標的權威性缺乏足夠的數據支撐。因此，如果不能通過MES把上述問題搞清楚，那么就根本無法做到對企業的各種資源進行科學管理。

    煉化行業生產自動化程度很高，只要對每個環節原料、半成品、產成品的流量、組分進行實時檢測，通過計算還是可以做到企業內部物料平衡管理。這種方法理論上可行，但在實際中生產設備進出口眾多，每個管道上都安裝高精度的計量，檢測裝置成本高昂，同時這種物料的成分檢測也不可能是連續的、實時的，另外物料在管道中處于流動狀態，檢測結果存在滯后現象，計量儀表也存在著測量誤差，因此，單純靠提高檢測手段的方法幾乎不可行，只能通過建立數學模型對這些數據進行預測、估算。

    MES的效果

    MES對企業生產、經營有什么作用？　MES將經營目標轉化成生產過程中的操作目標，通過反饋執行結果，不斷調整和優化，形成一個周期性的從生產經營到生產運行和過程控制的高效能閉環系統。蔣白樺向記者舉了兩個例子：煉化企業的原料是石油，這些石油來自世界各地，每個地區的原油物性指標都各不相同，甚至在一口油井里打出的石油用船運到工廠后，由于時間和運輸的原因，到達工廠后物性也可能都是不一樣的。通常石油商也向企業提供這些原油的簡單物性指標，但數據并不準確，不能真正反映原油的實際狀況，石化企業還需要對原油進行進一步分析評價。但這種分析評價往往需要一個較長的過程，滿足不了工廠生產的適時評價需求，后續的生產裝置也因此不能根據油品組分的變化及時調整生產工藝。就需要根據MES層面的原油評價數據庫模型，對不同時點的原油成分進行預測，為后續反應裝置提供數據?！?/p>

    同時，MES也促進了企業產品質量的提高。上世紀80年代、90年代我國花費巨額外匯從國外引進化工生產線，在用進口原料進行試車時產品質量完全達到設計要求，但是一但進入連續生產階段，使用國產原料時產品的質量卻不能保持穩定。經過研究發現，造成這種現象的主要原因是國內化工原料成分不穩定，使得下游企業需要不斷地根據煉化企業的產品組分調整生產工藝。而有了MES，在煉化企業產線內部形成生產運行和過程控制的高效能閉環系統，保證了產品組分的穩定，受到下游企業的歡迎。

    “今后，隨著MES系統的運行，它將產生大量與生產過程相關的數據，通過對這些數據的統計、歸納、總結，對于改進化工生產工藝，提高成品質量有不可低估的作用，這些都將是企業的寶貴財富?！笔Y白樺這樣說。

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