MES系統在中國石油海外煉化企業的應用實踐

柏鎖柱薛立林程剛許廣輝

（1.中國石油海外勘探開發公司；2.北京中油瑞飛信息技術有限責任公司）

MES系統在中國石油海外煉化企業的應用實踐

柏鎖柱1薛立林1程剛1許廣輝2

（1.中國石油海外勘探開發公司；2.北京中油瑞飛信息技術有限責任公司）

通過煉油與化工運行MES系統在中國石油海外勘探開發公司（CNODC）本部及所屬3個海外煉化項目公司的成功實施，提高了CNODC本部及海外煉化項目管理水平，實現了多個方面的技術創新，尤其是海外MES系統自2013年12月成功上線以來，從減少非計劃停工、降低裝置能耗、減少人工成本和辦公費用等方面為企業累計節約成本1.3億元，不僅為中國石油海外煉化項目的有效開展積累了先進的管理經驗，也為中國“走出去”的海外能源項目應用MES系統奠定了基礎，具有重要的先行示范作用。

煉油化工；海外煉化項目；MES系統；管理水平

隨著信息技術和企業管理技術的進一步發展，在中國石油總部的統一規劃下，MES系統于2004年開始在中國石油所屬各煉化企業應用，歷經試點、推廣和擴展3個大階段，歷時5年多的時間。在中國石油總部和各煉化企業建成了統一的生產運行管理平臺，實現了“現場監控可視化、業務流程規范化、生產管理精細化、能源利用合理化、資源配置最優化、調度決策科學化”的目標。目前國內中國石油煉化企業MES系統整體運行良好，但部分模塊功能有待進一步完善和提高。MES2.0系統正在國內煉化企業穩步推進，功能將更加集成化、過程化、智能化。項目整體水平處于國內領先地位，技術水平達到國際先進水平。由于MES在中國石油煉油與化工分公司的成功應用，CNODC的煉油與化工業務也在不斷發展，所屬煉廠生產能力不斷增強，精細化管理要求日益迫切，需要新的技術手段提供支持。CNODC于2012年按照計劃進行了MES系統的組織實施工作，歷時1年在中國石油總部的統一部署和資源國的配合下，CNODC所屬3個海外煉化項目公司MES系統成功上線，填補了CNODC所屬煉廠在生產管理系統方面的空白，取得良好的經濟效益。

1 MES系統實施過程

根據“十一五”期間中國石油煉油與化工分公司MES項目建設、應用的成功經驗，通過對CNODC煉油與化工業務現狀與需求、國內外最佳實踐的研究，提出了MES（海外）項目技術方案。MES（海外）項目采用統一的架構方案（圖1），煉化管道部MES系統和煉化項目公司MES的功能各有側重，各煉化項目公司MES系統為CNODC煉化管道部MES系統提供基礎數據。

圖1 MES（海外）項目總體功能架構

1.1 CNODC煉化管道部MES系統

CNODC煉化管道部MES系統共分5層：最底層是煉化項目公司MES系統，經過數據傳輸層將各煉化項目公司的生產數據（加工量、進廠量、庫存、溫度、壓力）傳輸到統一數據平臺；在傳輸

層，以面向接口的編程思想為指導，采用適配器模式（Adapter），將本次實施建設MES系統的3家煉化項目公司和沒有實施MES系統的煉化項目公司以統一的接口提供給數據平臺；在數據平臺層，搭建了Oracle實時應用集群（RAC），提高了系統的高可用性和性能；在應用層，根據煉化管道部的業務需要，建立生產運行管理、工藝技術資料規程管理、績效管理和物料庫存預警4個業務功能模塊，最大程度的支撐煉化管道部日常業務；在展示層，系統采用SILVERLIGHT4.0技術，以豐富的圖源為用戶提供了動畫展示界面，以及實時數據分析功能。

1.2 煉化項目公司MES系統

煉化項目公司MES系統基于SOA架構（圖2），將11個功能模塊從邏輯上劃分為3個層面的應用：最下層的基礎應用層包括了3個子系統，分別是工廠基礎信息管理、實時數據庫、實驗室信息管理系統，這一層面的應用是所有MES其他子系統的信息基礎，所有的基礎數據和實時數據都來自于這個層面的子系統；自下而上的第二層是執行層應用，主要是實時數據庫應用、操作管理、物料平衡/物料移動、公用工程、生產調度指揮和生產統計等應用；最上層的應用是表現層應用，包括生產信息運行平臺和ERP接口2個功能模塊。生產信息運行平臺主要是指提供煉化項目公司生產相關信息查詢和分析功能的最終用戶應用，主要用于綜合報告并發布其它各子系統的信息，全面體現生產運行的狀況。

圖2 煉化項目公司MES功能架構

2 實施效果與經濟效益

2.1 實施效果

MES（海外）項目建成了一個統一集成的煉化生產運行管理信息平臺，通過系統應用，提高了生產管理效率，增強了生產協調和指揮的敏捷性、準確性，實現了生產過程和業務流程的優化，為生產受控和降本增效提供了有效支撐，取得了顯著效果[1]。

1）提高生產效率，提升管理水平。實現生產實時數據的自動采集、電子工藝臺帳的自動生成、物料數據的自動計算和矯正；工藝指標的自動監控和平穩率自動統計、質量數據的快速共享、生產調度報表的自動生成，提高了企業的生產效率，提升了企業的生產管理水平。

2）提高產品質量合格率。將化驗分析數據快速共享，使班組和管理人員及時獲得生產質量狀況并及時調整操作，提高了裝置餾出口合格率和全廠產品質量合格率；通過LIMIS實時掌握調合油組分的質量情況，及時調整油品調合方案，提高了產品的一次調合合格率。

3）降低公用工程能耗。通過對基礎公用數據進行統計和分析，實時的提出節能降耗的技術分析，分析查找裝置運行問題，指導企業排除大宗能量消耗和公用工程損失；通過提高操作平穩率，穩定生產運行，有效降低裝置能耗。

4）減少物料損失。通過物料平衡及計量統計等手段，提供及時的物料帳實差異等數據，為分析物料損失原因、確立整改方案提供了依據，有效防止大宗物料的“跑冒滴漏”；通過實時監控生產運行狀態，提高操作平穩率，降低生產波動，減少非計劃停工，降低了裝置加工損失率。

5）降低人工成本。MES系統的應用，大幅提高了企業生產運行管理效率，企業生產報表自動生成節省了人工成本；化驗分析實現自動登樣，樣品流程時間降低；合格證自動生成、樣品結果自動發布較原來人工發布提高；能源計量數據自動采集，效率較人工抄表提高。

2.2 經濟效益

海外MES系統自2013年12月成功上線以來，從減少裝置非計劃停工和提高產品收率方面增收約7623萬元；從降低裝置能耗和加工損失方面增收約3050萬元；從減少管理費用和人工成本方面增收約1620萬元。截止到目前，總部和海外煉化項目累計增收約1.3億元。同時，該系統的建立，使得煉廠實現了生產數據實時傳輸和先進的生產控制，并且提供了可靠的歷史生產數據，提高了產品收率，化驗數據等信息及時共享，降低了人工成本，提高了工作效率，使得生產決策更加科學合理。

3 技術提升

MES系統在CNODC的成功實施，在主要技術和管理手段上取得了以下7個方面的提升：

1）遠程監控。CNODC本部通過MES系統可以對海外煉化項目實時監控，并對海外煉化項目的事故給予及時診斷和技術支持。

2）綜合展示功能模塊。直觀展示煉廠的生產數據以及控制參數，裝置開停工、產品庫存情況。

3）SOA建模技術。采用面向服務建模分析方法，建立了系統組織機構定義、物料配置和工程建設配置3個模型，能滿足目前CNODC煉化業務管理需求與將來發展需要。

4）煉化業務統一流程管理技術。根據系統模型開發了批量數據導入模板，實現批量數據導入，對煉化業務數據進行計算，形成CNODC煉化業務準確的統計報告。

5）圖形化展示技術。使用Silverlight開發了煉化業務數據動態綜合展示頁面，用戶可以按照系統組織機構進行數據鉆取，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運行數據及其變化趨勢。

6）工藝資料平臺管理。建立了一個工藝資料平臺管理平臺，增加了文檔的檢索，目錄管理和權限管理功能，確保工藝資料安全受控。

7）數據審核流程的設計。采用逐級審核的流程化設計，通過系統功能規范業務流程，確保數據準確、真實、透明，為物料和能耗的分析與決策提供了可靠手段。

4 結論

MES系統的成功應用，實現了企業生產由以往的依賴人工經驗向系統精細化管理的轉變，優化了業務流程，解決了物料和生產的全過程控制，實現了企業智能化管理。同時，企業提高了工作效率、工作質量，減少了企業監管的費用。通過減少數據的輸入，減少與這些活動關聯的文本工作和失誤，降低了運行成本。CNODC本部及3家海外煉化項目MES系統的成功上線，不僅為中國石油海外煉化項目的有效開展積累了先進的管理經驗，也為中國“走出去”的海外能源項目后續應用MES系統奠定了良好基礎，具有重要的先行示范作用。

[1]康周，許珊珊，候云艷.MES生產統計子系統在煉化生產中的拓展應用[J].數字石油和化工，2009（8）：144-148.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.11.014

2016-04-05

（編輯 王古月）

柏鎖柱，工程師，2009年畢業于俄羅斯古勃金石油天然氣大學，從事煉油化工、LNG方面工作，E-mail：baisuozhu@cnpcint.com，地址：北京市西城區阜成門北大街6-1，100034。