MES系統在企業能源計量管理中的應用

宋茜茜（中國石化上海石油化工股份有限公司，上海200000）

0 引言

上海石化現行生產執行系統（MES）中已包含能源管理模塊，但由于在建設初期各類條件的限制，該模塊基本上沒有發揮應有的作用。為滿足企業不斷提升的能源精細化管理要求，提高信息化應用水平，上海石化于2018 年6 月開始建設新的MES能源管理系統，目前已進入運行階段。

1 MES能源管理系統建設特色

該系統以“能效最大化，能流可視化，在線可優化”為目標，貫穿能源管理的全流程，為公司能源產耗提供數據支持，基本實現了能耗管理“說得清”“管得住”“省得下”。

1.1 明確目標，確立適合的建設方案

MES能源管理系統通過能源計劃、能源計量、能源統計、能源消耗分析、重點能耗單元管理等多種手段助力企業能源管理。通過能耗模型計算能源消耗的分布，分析節能潛力，合理控制能源供應和能源消耗，及時發現能源消耗中的異常問題，并采取措施進行改進調整，同時降低能源管理成本，對企業的能源成本比重和發展趨勢準確的掌握及預測，并將企業的能源消耗計劃任務分解到各個單位，使節能工作責任明確，促進企業健康穩定發展。

為實現上述目標，我們通過深入公司各管理部門、裝置進行現狀排摸，在充分剖析上海石化自身能源管理的全過程、各環節的狀況、目前存在的短板和瓶頸后，確定了適合上海石化特色的MES 能源管理系統的方案，即以中央實時數據庫為基礎，配合合理的計算規則，建設以區域、介質、時間為層次的能源管理系統。旨在通過系統的投入使用有效降低能源的耗損量、提升能源的生產量、同時提升企業的整體管理水平,有效實現企業節能減排的目的。

1.2 對標先進，創新MES開發思路

上海石化由生產處（能源辦公室）牽頭，通過會議宣貫、系統培訓等，將能源管理系統的理念、建設目標、系統應用等各個知識點傳遞給上海石化的各級關鍵用戶,形成統一的開發思路及目標。能源管理需要統籌安排，科學管理。以水務集中管理業務整合為例，集中管理改變了原先分散的管理模式，使上海石化可以統一管理循環水場的運行情況，對相關設施進行集中巡檢，通過數據的匯總及時的發現問題，迅速排除故障。水務集中管理僅是能源管理的一個方面，僅基礎管理方式的轉變，就讓上海石化看到了轉型帶來的利好。未來通過智能化MES能源管理系統的上線運用，將會極大的提高能源管理的效率，適時轉變能源供給模型，提高能源輸送的利用率。

1.3 激發潛力，錘煉高素質應用人才

一個系統的利用程度與開發人員及關鍵用戶對業務流程的熟悉程度有非常大的關系。尤其項目關鍵用戶要通過對業務流程的深度了解和梳理，詳細與開發人員進行方案與流程的對接，才能確保搭建的模型與現場實際情況相一致。上海石化在項目建設整個過程中，立足挖掘內部潛力，激發人才的工作內力與發展動力，通過項目進程的不斷推進，使員工在參與項目的同時建立系統性思維的能力，為項目后期有效利用打下良好的基礎。

1.4 分層管理，提高精細化管理水平

MES能源管理信息系統建立了兩大運行模塊，分別是能源運行和能源統計。其中能源運行管理是能源管理系統的最基礎應用，用戶可以通過能源運行模塊對各基礎裝置的儀表數據分時間粒度進行查詢，同時可以查看能源生產消耗的變化情況。能源統計功能是能源運行管理水平的直接體現，通過一定的平衡規則，對能源運行數據進行科學的統計核算，形成的各類能耗指標為節能降耗提供數據支撐。

1.5 清晰界面，統一配置管理模型

為保證MES能源管理信息系統數據流程的暢通，除了基礎資料的完整性，模型搭建的準確性，計算原則的合理性以外，更重要的是建立中央大調度。其中的運維人員負責通過權限的配置保證每個人的管理界面清晰；指導各環節的操作人員明確自身的工作內容；積極參與生產運行的變化，根據生產運行、項目的新增完善及時矯正算法模型，使能源管理從基礎設施、計量數據、統計核算、能源平衡、報表出具全過程受控。

2 系統對于能源計量管理的作用

2.1 依托項目，改善能源計量器具配置情況

借助本次MES能源管理系統的建立契機，我們對上海石化能源網絡（水、電、氣、風）進行了系統梳理，對于在能耗核算中采用估值推算、人工抄錄結算、流程不規范的情況，由計量人員、工藝人員、統計人員、儀表人員一同參與，結合計量工作的基本要求、統計核算原則、裝置運行情況，依據GB17167-2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》列出計量器具完善計劃，旨在填補能源計量的空缺。將已配置到位并經過認可的計量器具出具的數據，作為唯一的結算數據上傳至MES能源管理信息系統，以此提升上海石化能源計量管理硬件基礎和信息化應用水平。

2.2 夯實基礎，確保多渠道數據來源質量

針對目前已經實現數據自動采集功能的儀表，由對應裝置班組人員通過實時數據庫獲取能源產耗的數據，沒有數采的儀表通過人工錄入、預計值等方式獲取數據，然后根據配置的工廠模型（產能裝置模型、用能裝置模型、能源互供模型、能源進出廠模型）計算各個節點量，這些數據經過上海石化統計中心（計量職能部門）計量人員的確認，最終反映能源產耗的實際情況。此外通過模型運算結果，對當期的能源運行情況進行分析跟蹤，有效發現異常情況，便于及時整改完善。

2.3 多維展示，實現能源計量在線實時監控

以“公司—工廠—裝置”層級為空間視角，以日、月為時間粒度分析視角，對建立的能源工廠及下屬裝置的計量儀表的數采、預計值、人工錄入三種情況，虛表的人工錄入、預計值的兩種情況以及儀表的完善更新情況進行分類展示，為用戶提供及時全面的能源儀表計量信息，為儀表改造工作提供數據支持。

2.4 分析比對，計量統計數據處理一條龍實現

通過MES 平臺-統計平衡每月數據比對分析，發現數據異常，第一時間聯系管理部對生產狀況、表計運行情況進行確認并對數據進行修正，保證數據的有效性。系統設置的報警模型，對異常數據可進行顏色識別，進行可視化提醒，在人員日益減少的情況下既減輕了工作量，又提高了分析精度。

3 系統實施的初步成效

3.1 精準統計，高效實現各類能源指標的核算

在一定的結算周期內，經過計量基礎數據的核準，由統計人員對所屬能源裝置、區域、管網分能源介質種類，對照系數、權重等平衡規則，對管網的外購、外售、供入、供出、區域收、區域付、自產、消耗、自用、損失、不平衡量的數據進行平衡操作，并完成對管網平衡的模型驗證。主要驗證各平衡項下節點完整性，以及按權重或系數分攤的準確性。當固有的平衡被打破時，統計人員也可以及時的發現工藝流程的變化，變信息收集的被動狀態為主動解決問題。MES 能源管理信息系統改變了原有計量、統計人員依據單一excel 進行結算分攤的方式，使能源數據能夠統一調整，減少了上下游某一個環節錯誤導致的數據不準，及耗時費力檢查的陋習。同時也將原有的計量信息系統、綜合統計系統、線下報表進行多元化的整合，規避了人工干預的風險，提高了工作效率。

3.2 數據共享，打造能源管理大數據中心

通過MES能源管理信息系統的管理模式優化，降低了人員勞動強度，提高了工作效率。全流程的統一管理，不僅集合了多系統的內容，有效減少了工作人員多系統操作的壓力，保證數據的一致準確，同時還能使數據互通有無，高效共享。此外，通過數據報表的自定義功能，還可以對能源管理進行個性化分析。能源管理系統中配置指標核算及報表展示環節，包括裝置綜合能耗、能源核算報表等，能源數據均在線上操作，開放權限，不僅能為領導決策提供第一手基礎資料，還可為能源管理人員提供方便精準的海量數據。

4 結語

MES 能源管理系統能夠滿足不同層級用戶對于能耗數據的管理需求，能夠及時地發現企業用能問題，有效地提高能耗管理的精準度。作為該系統的基礎支撐，計量器具配置和能源計量數據管理可依托該系統實現之前沒有機會實現的一些管理需求，使MES為提升能源計量管理水平做出貢獻。