基于SMES系統的運行平穩率監控系統實現方案

楊紅濤

［摘要］ 本文探討了以日常監控為目的，以SMES裝置投入產出平衡量和產品定級量為數據源的，企業運行平穩率管理系統的設計思路與數據實現方案。

［關鍵詞］ SMES； 運行平穩率； 靜態數據； 動態數據； 日偏差率

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2012 . 20. 030

［中圖分類號］F272.7； TP315［文獻標識碼］A［文章編號］1673 - 0194（2012）20- 0052- 02

生產裝置的平穩運行是石油化工行業實現安全生產，節能降耗，提高經濟效益的重要前提，裝置運行平穩率的考核與評價，能夠綜合反映企業在設備管理、工藝技術等管理方面的效果，已越來越成為企業重要的管理手段。

目前中國石化各企業裝置運行平穩率監控管理有兩種方式：① 基于ＤＣＳ系統，以關鍵工藝參數為數據源，針對操作崗位和橫班班組的裝置運行平穩率監控管理，這種方式面向生產一線，對設備運行與工藝操作、技術方面的監控管理效果明顯，但沒有考慮到企業、工廠兩級決策對裝置平穩運行的影響，且對倉庫的平穩入庫無法做到有效監控；② 以ＳＭＥＳ裝置投入產出數據為數據源的，對企業、工廠、裝置的綜合運行平穩率進行月度考核，這種方式考慮到了設備運行、工藝操作、技術管理、領導決策、負荷調整等影響裝置平穩運行的多個因素，對企業的整體監控效果要好于單純的ＤＣＳ數據監控，但尚未做到日監控。本文結合石油化工企業的工藝特點，探討了以日常監控為目的，以ＳＭＥＳ裝置投入產出數據為數據源的，企業運行平穩率監控系統的設計思路與實現方案。

１目的

以ＳＭＥＳ裝置投入產出平衡量為數據源，通過ＳＭＥＳ工廠模型實現數據接口，開發企業運行平穩率監控管理系統，并結合管理流程優化等手段，實現企業、工廠與裝置各層級運行平穩率的每日監控和生產負荷優化，變事后考核為日常監控，最終實現企業效益最大化的管理目標。

２日監控管理方案描述

ＳＭＥＳ系統，是中國石化集團自主研發的一套以生產物流管理為核心，集實時數據集成、物料移動信息管理、生產調度管理、生產統計管理、能源管理為一體的生產管理業務集成系統，是實現企業數據的一致性和充分共享，支撐生產業務管理優化的企業信息集成平臺，目前已在中國石化各煉化企業進行推廣。結合ＳＭＥＳ系統運行時間要求以及調度模塊和倉庫管理模塊的業務特點，企業可按如下流程實現裝置平穩率的日常監控。

（１） 各工廠生產調度人員按ＳＭＥＳ運行規定時間每天完成生產平衡數據提交。

（２） 各工廠的裝置平穩率分析人員每日定時匯總上一日ＳＭＥＳ裝置投入產出數據，分析超差原因，提出整改意見并存檔提交給公司平穩率考核管理人員。

（３） 企業平穩率考核管理人員，每日定時匯總下屬各工廠上報數據，統計各工廠運行平穩率和裝置運行平穩率，并于當日下班前發布至相關信息系統網頁供各層級管理人員查詢。

（４） 每月月初，企業平穩率考核管理人員將各單位的上月月度平穩率考核結果報生產經營指標考核人員進行考核。

３系統實現方案

根據日監控管理方案，運行平穩率監控管理系統要能夠通過數據接口，提取相關ＭＥＳ模型中的節點數據，自動計算企業平穩率、工廠平穩率和裝置平穩率，通過基礎表、數據超差報警分析、評價考核等功能模塊，實現各層管理人員的業務需求。

３．１不同類型生產裝置考核項的選擇

由于石油化工行業生產裝置的技術路線、產品結構、裝置規模千差萬別，為保證不同工廠裝置間的運行平穩率考核的公平與公正，運行平穩率考核項的確定至關重要?？筛鶕黝惢ぱb置的技術路線、工藝流程、生產規模、產品結構，結算方式綜合考慮確定各生產裝置的考核項。

（１） 連續化生產的液體產品裝置：對于主產品產量能夠精確計量的生產裝置，如乙烯裝置、丁二烯裝置等，可采用主產品日產量作為考核項；對于主產品產量的核算方式需考慮到罐區、出廠點、側線儀表等因素，產量數據不能真實反映裝置的平穩運行情況的，可采用主原料日加工量作為考核項。

（２） 連續化生產的固體產品裝置：如聚乙烯、聚丙烯、合成橡膠等，此類裝置產出量受固體料倉和包裝、入庫影響，產量數據波動大，不能真實反映裝置平穩運行情況。但由于進料穩定，可將主原料的加工量作為考核項。同時，為加強入庫管理，實現平穩入庫，杜絕“突擊入庫”和“突擊定級”的現象，可考慮將產品日交庫定級量納入考核范圍。

（３） 間歇式生產裝置：如ＳＢＳ等間歇式釜式生產裝置，此類裝置投入產出量波動大，日數據呈正弦變化，建議不要納入考核范圍。

例：某大型煉化企業各生產裝置平穩率考核項（節選，見表１）。

３．２數據接口的實現

運行平穩率的考核項來自于各生產裝置的投入產出數據以及相關倉庫的產品定級數據，若要從ＳＭＥＳ系統中取得這些數據，需確定這些考核項與ＳＭＥＳ靜態數據的關聯關系，并確定?。樱停牛酉到y中的哪一層次的動態數據。

３．２．１靜態數據——ＳＭＥＳ工廠模型裝置側線節點的確定

在ＳＭＥＳ工廠模型中，一套實際的生產裝置與ＳＭＥＳ裝置模型、側線節點之間可能會存在“一對多”的現象，在對考核項與ＳＭＥＳ裝置模型側線進行關聯時，需充分分析ＳＭＥＳ模型，保證１００％準確。裝置ＳＭＥＳ側線節點的填寫參照表２。

３．２．２靜態數據——ＳＭＥＳ工廠模型中倉庫的確定

一個固體產品裝置的產品有可能存放到多個固體倉庫之中，由于ＳＭＥＳ裝置模型存在“一對多”的現象，導致 ＳＭＥＳ裝置模型與ＳＭＥＳ倉庫模型的關聯關系會出現“多對多”的現象，為保證準確性，須詳細分析此類模型數據。倉庫模型數據填寫參照表３。

３．２．３動態數據類型的選擇

３．２．３．１裝置投入產出數據的選擇

ＳＭＥＳ系統動態數據中的裝置投入產出數據，分為原始表量、校正確認量、生產平衡量、車間確認量、統計平衡量、統計平衡確認量。其中，原始量為ＳＭＥＳ直接取自實時數據庫的原始數據，校正確認量是操作人員對實時數采數據的人工確認值，這兩種數據是ＳＭＥＳ裝置模塊原始數據，不能作為數據源。ＳＭＥＳ統計模塊的車間確認量、統計平衡確認量從數據形成時間角度分析，相對滯后，不能保證接口數據的及時性，也不能作為數據源。而生產平衡量是調度日報的數據源，時間上滿足及時性要求，作為日生產數據得到多數認可，因此應選擇生產平衡后的裝置投入產出數據作為數據源。

３．２．３．２ＳＭＥＳ倉庫管理模塊操作類型的選擇

固體產品裝置如聚乙烯、聚丙烯、橡膠等需經過包裝線包裝后入庫定級，才能確定產品產量。在實際生產過程中，有些產品是在包裝前定級，有些是在包裝后入庫定級，這些定級操作在ＳＭＥＳ倉庫管理模塊中的操作類型選擇上是不同的。ＳＭＥＳ倉庫管理模塊定義的操作類型有２１種，在實際操作中，對于包裝前入庫的情況，操作類型一般選擇生產入庫，對于包裝后定級的情況，操作類型一般選擇臨時裝正。系統開發過程中，要準確界定相關倉庫的ＳＭＥＳ操作類型，以保證產品定級數據的準確性。

３．３功能模塊設計

３．３．１基礎表

基礎表是運行平穩率監控系統各功能模塊的基礎，包括單位名稱、裝置名稱、考核項、日產量和日加工量等數據項，作為數據超差報警分析模塊、評價考核模塊的數據源，通過數據接口定時提?。樱停牛訑祿熘械娜諗祿?。

３．３．２數據超差報警分析模塊

數據超差報警分析模塊的使用人群為各生產廠裝置平穩率分析人員，該模塊以基礎表為數據源，要具備如下功能：

（１） 以折線圖和柱形圖的方式展示某生產裝置每月的日產量或日進料量、日平均量、日偏差率。

其中：

日均量 ＝ 截至當日的月累計量／截至當日的月生產天數

日偏差率 ＝ （當日產量 － 上日量）／上日量

（２） 對于日偏差率超２０％的數據進行報警。

具備文檔編輯功能，便于工廠分析人員編寫原因分析和優化方案，并能實現保存提交和駁回操作。

３．３．３評價考核模塊

評價考核模塊使用人群為公司平穩率考核管理人員，主要功能為計算企業、各工廠和各裝置的月度平穩率，為月度考核提供依據，并以圖形展示的方式展示企業排名情況。運行平穩率計算方法如下。

３．３．３．１單裝置運行平穩率

單個裝置運行平穩率反映了該裝置在考核期內生產負荷的穩定程度，計算方法如下：

其中：

Ｗｉ：某裝置占參加考核的主要化工裝置的權重數；

Ｐｉ：某裝置某月的主產品產量或投料量；

ｎ：參加考核的主要化工裝置總數；

Ｓｉ：某月某裝置運行平穩率；

Ｓｍ：某月某企業裝置運行平穩率；

Ｓｙ：某企業累計裝置運行平穩率；

ｍ：考核期的自然月個數。

４效果

運行平穩率監控系統投用后，既能為各級管理人員提供有效的考核手段，在各二級單位之間形成良好的競爭氛圍，又可實現公司、工廠、裝置三級運行平穩率的日常監控，變事后考核為實時優化，規范各級管理人員和一線班組的平穩操作，使倉庫平穩入庫，裝置運行平穩，為實現企業效益最大化做出貢獻。

５建議

生產裝置的正常調整，如產品牌號的切換、裝置正常開停工，以及企業根據市場變化提出的裝置限產與增產等因素造成的平穩率波動，不應納入裝置平穩率考核范圍，為了能夠及時修正此類考核項數據，保證平穩率考核結果的公正性，同時又不會改掉基礎表的數據，建議開發一個基礎數據修正表。評價考核模塊數據取自修正表，修正表數據取自基礎表，一般情況下，修正表數據與基礎表數據完全一致，當工廠平穩率分析人員與公司平穩率考核人員確認某裝置某日數據不應納入考核范圍時，由公司考核人員在修正表中刪除，當日的數據既不會參與平穩率計算。