MES及生產數據統計優化

王聰，史春明

(中國石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578101)

信息技術

MES及生產數據統計優化

王聰，史春明

(中國石化海南煉油化工有限公司，海南 洋浦 578101)

通過海南煉化生產執行系統(MES)的實際建設與優化經驗，介紹了MES的功能架構及其主要應用；重點描述了全廠信息集成平臺的搭建、功能實現以及全廠物料平衡的功能理念與業務實現，公用工程平衡的管理模式與功能實現；對生產統計報表應用的功能模式及報表種類進行歸納描述，并對WEB用戶平臺的實現與功能進行說明?；贛ES物料平衡應用數據，結合統計數據業務邏輯需求，對生產數據統計功能和實現方法進行了重點介紹，包括如何通過對物料平衡模型和數據統計邏輯進行優化完善和數據統一，最終實現各裝置加工生產數據和罐區統計數據的統一，并達到MES全廠物料平衡數據與統計數據的平衡統一。

生產執行系統 物料平衡 公用工程平衡 生產統計

生產執行系統MES(Manufacturing Execution System)是利用計算機技術和先進生產管理理念，實現企業生產業務環節的信息管理，同時為生產管理決策者提供日常生產管理所需的生產數據信息。

1 生產執行系統建設

中國石化海南煉油化工有限公司MES于2007年初完成一期項目建設并投入使用。隨著MES應用的進一步深化及全廠工藝流程不斷優化，MES在前期應用過程中暴露出系列問題，如報表與計劃部門統計報表的口徑不一致，報表中產品和中間原料的統計量不夠靈活；罐區日報表和罐區收支存報表沒有與物料平衡實現自動關聯；PB平衡人為干預較多，且隨著生產流程的不斷變化平衡模型中存在與實際生產流程不符等問題。

為改善上述問題，確保MES數據能夠真實反映生產實際情況，改善手工統計報表的弊端，從2008年開始對MES進行了優化提升，優化提升后的MES功能架構如圖1所示。

1) 全廠信息集成平臺。全廠信息集成平臺基于Uniformance PHD軟件進行搭建，將該公司DCS/PLC的過程控制數據、罐區管理TIS&OMM系統數據信息、化驗數據等全廠數據信息統一集成于該平臺下，如圖2所示，不僅為MES提供基本數據信息，而且從根本上可以消除“信息孤島”的問題。Uniformance?為該公司MES提供了應用平臺，解決了信息流不通暢的問題。通用的客戶端工具(如流程圖畫面、Internet瀏覽器)使全廠范圍內的用戶在PC機上能方便地獲得實時、準確、一致的生產信息，方便相關生產管理人員實時監視裝置操作及運行情況，而且具備歷史數據回放功能，便于對裝置的歷史操作進行追溯分析。

圖1 MES功能架構示意

圖2 Uniformance信息集成平臺結構示意

2) 全廠物料平衡。物料平衡系統是該公司MES的應用核心，涵蓋原油進廠、裝置投入和產出、罐區庫存以及產品出廠等業務環節，是MES的高度集成性應用。物料平衡通過對裝置投入產出數據、物料庫存數據、物料移動信息、產品加工方案信息和LIMS化驗數據等基礎數據進行統一集成，然后基于平衡模型進行數據整定，分析出不合理的數據供人為確認，并最終實現全廠物料數據的平衡。

3) 公用工程平衡。公用工程平衡實現了公用工程數據單元上報、介質管網平衡和全廠平衡數據匯總管理。公用工程平衡管理采用“單元公用工程數據—介質管網平衡—全廠公用工程平衡匯總”三層數據管理模式，數據上報通過嚴格的自動統計邏輯和人工確認相結合方式實現。

4) 生產統計報表。生產統計報表以實時數據庫和物料平衡數據為基礎，通過配置的裝置信息模型，每日能夠自動對裝置原理加工、產品生產、庫存數據進行統計計算。MES將生產統計數據信息傳遞由手工操作轉變為計算機操作，極大地提高了工作效率，同時便于數據信息的發布共享。MES報表支持瀏覽器瀏覽訪問，同時支持Excel/PDF格式導出及打印。MES生產統計報表包括： 調度日報表(I)；調度日報表(II)；調度油品罐表；關鍵操作參數表；工藝技術臺賬表；物料平衡日報表；罐區日報表；罐區收支存報表；單元公用工程數據表；公用工程管網平衡表；公用工程平衡匯總表。

5) WEB用戶平臺。WEB用戶平臺作為MES統一用戶訪問應用窗口，由數據層、邏輯層和展示層構成。WEB用戶平臺實現了功能模塊應用信息的發布和用戶訪問安全管理。

2 基于MES數據統計

基于MES數據統計主要以物料平衡系統數據為基礎，根據統計業務對數據的要求，利用MES完成每日全廠生產物料數據的平衡統計?；贛ES的數據統計功能實現如圖3所示。

圖3 基于MES數據統計實現流程示意

1) 裝置物料數據。裝置數據模塊實現平衡周期內裝置加工/產出量的計算處理，并實現平衡質量單位的統一轉換，裝置質量計算數據主要來源于PHD實時數據庫。

2) 罐區罐量數據。罐區罐量數據模塊通過對TIS&OMM油品移動管理系統的集成，實現罐存數據的實時采集，并為物料平衡提供平衡計算需要的罐存數據。

3) 油品移動數據。油品移動數據模塊對集成的TIS&OMM油品指令進一步加工處理，生成物料平衡模型能夠利用的物料走向“開關”信號，實現了TIS&OMM油品移動與物料平衡應有的統一。

4) 進出廠數據同步。進出廠數據同步模塊對進出廠數據提供數據精確確認窗口，確認后的準確數據能夠同步到物料平衡系統中作為平衡計算的重要基準數據。

5) 物料平衡模型。物料平衡模型不是簡單地模擬與之對應的工藝生產流程，而是結合物料平衡軟件對實際業務流程進行嚴格分析提煉，合理處理模型中的“合”與“分”，整個模型簡潔、實用、準確性高、魯棒性強。

6) 統計業務邏輯。統計業務邏輯模塊以物料平衡數據為基礎，以罐區和具體物料為單位，結合煉廠統計數據要求，實現全廠罐區數據平衡統計，全廠油品收、支、付平衡統計。

7) 人工確認。雖然系統能夠實現全廠物料數據的自動計算和統計，但從提高系統可靠性角度出發，系統仍然增加“人工確認”功能環節。

3 關鍵應用點

1) 基于MES數據統計報表與計劃統計報表的口徑一致。

2) 罐號與油品名稱實現動態管理。

3) 系統具備原油數據、銷售數據確認調整功能，原油數據、銷售數據、庫存數據能夠與物料平衡實現同步。

4) 對物料平衡模型進行優化，合理處理模型中的“合”與“分”，使得模型簡潔、實用、準確性高、魯棒性強。

5) 增加對因靜置、進出廠或脫水指令導致油罐庫存變化的情況進行處理。

6) 物料平衡與油品單元TIS&OMM系統移動信息的整體集成。

7) 平衡模型中裝置動態物料的自適應處理。

8) 平衡計算中涵蓋生焦等計算方法，并與總部要求保持一致。

9) 基于物料平衡數據，形成罐區日報表和罐區收支存報表。

4 結束語

MES為該公司提供了統一的生產數據管理平臺，系統涵蓋了全廠所有裝置的進料、出料，罐區庫存及收付動態，原料進廠，產品出廠(船運、汽運、管輸)等業務領域數據信息，基于MES的數據統計實現全廠“產、銷、存”數據的統計管理，現場用戶能夠利用MES數據信息直接進行日常生產指導，MES已經成為該公司生產中不可或缺的系統。

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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。

王聰，男，2004年畢業于大連理工大學化學工程與工藝專業，獲學士學位，從事化工工藝技術管理與數據統計工作。

TP274+.2

B

1007-7324(2013)03-0045-03