煉油化工企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化的方式方法

王浩儼(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

0 引言

生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)是企業(yè)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，與企業(yè)的發(fā)展和優(yōu)勢(shì)直接相關(guān)，但由于其復(fù)雜性和關(guān)聯(lián)性，對(duì)員工的要求比較高。我國(guó)石油化工公司目前主要采用集中式調(diào)度管理，但這種調(diào)度管理形式效率低下，尤其是在競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中。因此，為了改善工作，需要優(yōu)化煉油化工企業(yè)的調(diào)度系統(tǒng)，以此才會(huì)讓企業(yè)的效率和競(jìng)爭(zhēng)力提高。

1 整體背景

在現(xiàn)代企業(yè)建設(shè)中，生產(chǎn)調(diào)度作為石油化工企業(yè)信息建設(shè)的重要組成部分，吸引了高管和決策者的越來越多關(guān)注，煉油化工企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)也隨著設(shè)備和工藝的發(fā)展而不斷發(fā)展。作為石油企業(yè)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)與企業(yè)的發(fā)展和利益直接相關(guān)。但由于其復(fù)雜性和緊迫性，對(duì)員工的要求更高。我國(guó)石油化工企業(yè)目前主要采用集中調(diào)度管理，但這種調(diào)度管理形式效率低下，尤其是在競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中。因此，必須優(yōu)化煉油化工企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度制度，提高效率，在提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)之上，給企業(yè)提供更多的經(jīng)濟(jì)利益。

2 生產(chǎn)調(diào)度工作的相關(guān)概念和要求

生產(chǎn)調(diào)度能夠給生產(chǎn)工作提供便利，降低生產(chǎn)工作的錯(cuò)誤率，也能提高企業(yè)的生產(chǎn)力度。生產(chǎn)調(diào)度工作是以生產(chǎn)計(jì)劃為基礎(chǔ)的一項(xiàng)工作，需要提前有生產(chǎn)計(jì)劃，在生產(chǎn)計(jì)劃的基礎(chǔ)之上完善生產(chǎn)調(diào)度工作。生產(chǎn)調(diào)度工作能夠帶動(dòng)企業(yè)的生產(chǎn)效率，還能夠降低員工的工作量，讓生產(chǎn)環(huán)節(jié)更加便利。生產(chǎn)調(diào)度的必要性是企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)決定性因素，對(duì)于現(xiàn)代企業(yè)來說很多生產(chǎn)過程過于復(fù)雜，想要進(jìn)行協(xié)調(diào)有一定難度，因有各種不確定因素在其中，所以整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作需要制定一定的決策計(jì)劃。因此，加強(qiáng)生產(chǎn)調(diào)度有利于生產(chǎn)工作的進(jìn)度，根據(jù)不同的問題選擇不同的應(yīng)對(duì)措施，降低工作中的錯(cuò)誤率[1]。

生產(chǎn)調(diào)度的基本要求是速度和準(zhǔn)確性。所謂的“快速”意味著迅速發(fā)現(xiàn)不同的異常，迅速采取措施迅速消除問題，并迅速向上級(jí)管理部門和相關(guān)部門報(bào)告情況。所謂的精確指的是對(duì)情況的精確判斷，對(duì)原因的精確判斷和對(duì)策的精確選擇。要做到這一點(diǎn)，必須建立一個(gè)可靠的生產(chǎn)調(diào)度機(jī)構(gòu)，明確各級(jí)的勞動(dòng)分工，建立一個(gè)現(xiàn)實(shí)有效的調(diào)度工作系統(tǒng)，并掌握一系列的調(diào)度方法，讓我們能夠迅速查明異常的原因并采取有效的應(yīng)對(duì)措施。

制定了生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，還僅僅是紙上的東西。為了組織執(zhí)行計(jì)劃并把紙面計(jì)劃變成現(xiàn)實(shí)的可供產(chǎn)品，需要一個(gè)部門來組織和執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)，這才是生產(chǎn)調(diào)度工作。

3 影響調(diào)度系統(tǒng)的關(guān)鍵因素

3.1 函數(shù)造成的影響

一般來說，煉油化工企業(yè)的調(diào)度系統(tǒng)，作為利潤(rùn)最大化和生產(chǎn)效率的目標(biāo)。它不僅能提供有效和穩(wěn)定的生產(chǎn)發(fā)展，還能采用基于生產(chǎn)效率的作為目標(biāo)函數(shù)，又能接受在整個(gè)生產(chǎn)過程中以效率為目標(biāo)的模型和目標(biāo)計(jì)劃。如果在此過程中產(chǎn)生了太多的限制，這可能會(huì)影響到實(shí)際決策過程中的模型。而決策過程無法滿足有限時(shí)間內(nèi)的最佳解決方案，在出現(xiàn)問題的情況下可能無法解決問題，這就是關(guān)鍵問題所在。煉油化工企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)是復(fù)雜和龐大的，其規(guī)劃系統(tǒng)的模型也有很大的規(guī)模。由于不同的地方設(shè)備有相互制約和協(xié)調(diào)的作用，在此過程中供應(yīng)量會(huì)增加，相互之間聯(lián)系容易起沖突。如果目標(biāo)和目標(biāo)之間有了沖突問題，那么局部的目標(biāo)問題就會(huì)變大，所以針對(duì)問題就必須選擇一個(gè)具有針對(duì)性的解決措施[2]。

3.2 時(shí)間造成的影響

創(chuàng)建調(diào)度模型的關(guān)鍵因素是時(shí)間的尺度。在創(chuàng)建的過程中，根據(jù)操作步驟設(shè)定時(shí)間間隔，無論是操作的開始還是結(jié)束，乃至過程中都與時(shí)間尺度有關(guān)。為了彌補(bǔ)時(shí)間尺度上的一系列不足，可以通過調(diào)度系統(tǒng)的工作來完善其中的時(shí)間問題。

4 煉油化工企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的優(yōu)化方法

4.1 功能架構(gòu)

整個(gè)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的平臺(tái)，使用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，有自己的道路系統(tǒng)。物理質(zhì)量數(shù)據(jù)是通過EX-CEL工具或通過數(shù)據(jù)庫和ODBC傳輸?shù)摹Ｏ到y(tǒng)功能的結(jié)構(gòu)包括原材料供應(yīng)計(jì)劃、產(chǎn)品供應(yīng)計(jì)劃和材料運(yùn)輸計(jì)劃等信息，通過生成調(diào)度方案、約束條件維護(hù)、生產(chǎn)方案、人工調(diào)整、結(jié)果確認(rèn)等展示一個(gè)優(yōu)化方案。

4.2 智能優(yōu)化法

這種調(diào)度方法通常包括使用不同類型的原則和方法來獲得調(diào)度員的經(jīng)驗(yàn)，模仿一些因素，如：調(diào)度員在調(diào)度過程中的決策方法，以及逐步抽象生產(chǎn)調(diào)度的任務(wù)，促進(jìn)經(jīng)驗(yàn)情況的表達(dá)。然后在特定的調(diào)度過程中使用這種模型，這樣生產(chǎn)調(diào)度的目標(biāo)就可以得到更好的解決方案或完整性的解決方案[3]。

4.3 數(shù)學(xué)規(guī)劃法

所謂的教學(xué)規(guī)劃法也可能成為嚴(yán)格的調(diào)度方法。它是使用運(yùn)籌學(xué)的方法將生產(chǎn)調(diào)度中的問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，使用決策分析、綜合線性規(guī)劃和動(dòng)態(tài)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、線性規(guī)劃，整數(shù)規(guī)劃和其他內(nèi)容的方法，為計(jì)劃中出現(xiàn)的問題提供接近最佳解決方案或最佳解決方案。這種方法的好處是，它具有良好的全局性，可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類和分配，當(dāng)所有問題同時(shí)被解決時(shí)，它可以確保全局非凸和凸的問題得到優(yōu)化。應(yīng)該注意的是，教學(xué)規(guī)劃作為一種精確解決問題的方法，需要在研究調(diào)度問題時(shí)統(tǒng)一模型。如果參數(shù)中的任何微小變化發(fā)生了，結(jié)果可能會(huì)大不相同，甚至?xí)斐纱蟮钠睢纳a(chǎn)調(diào)度的可變性和復(fù)雜性的角度來看，單模型在教學(xué)規(guī)劃中不能涵蓋所有因素，很容易引起問題，如計(jì)算困難和求解空間大。由于上述問題的影響，總體生產(chǎn)調(diào)度問題通常會(huì)根據(jù)不同區(qū)域或業(yè)務(wù)內(nèi)容解決，使用教學(xué)規(guī)劃方法優(yōu)化設(shè)計(jì)，然后解決其他問題。因此，產(chǎn)生的優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度通常是解決局部問題的最佳辦法，所以應(yīng)在所有問題上加以考慮和注意。

4.4 模擬法

模擬法可以稱為系統(tǒng)仿真法，它主要使用離散時(shí)間建模方法來動(dòng)態(tài)地模擬生產(chǎn)計(jì)劃階段，因此建立了與生產(chǎn)計(jì)劃相對(duì)應(yīng)的離散模擬系統(tǒng)。作為廣泛使用的研究和分析方法之一，直接模擬真實(shí)環(huán)境的方法有效地避免了理論分析和計(jì)算問題的因素，因此可以靈活而迅速地得到解決。對(duì)于模擬法而言，這不僅僅是追逐數(shù)學(xué)模型，在很大程度上，這種方法更多地關(guān)注于描述系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的邏輯關(guān)系。與教學(xué)規(guī)劃法中簡(jiǎn)化的局部表示相比，模擬法提供了對(duì)所有階段的局部分析，并通過這種分析優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度，并進(jìn)行評(píng)估和比較，達(dá)到選擇最佳動(dòng)態(tài)參數(shù)和優(yōu)化方法的目的。

4.5 仿真分析

系統(tǒng)仿真法主要就是利用離散時(shí)間構(gòu)建動(dòng)態(tài)模型，從而達(dá)到優(yōu)化方案的目的，具體的仿真如下：#include//基本型態(tài)定義。支援型態(tài)定義函數(shù)。使用者界面函數(shù)圖形裝置界面函數(shù)。#include//通過按鍵盤產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)操作(控制臺(tái))#include#include//日期和時(shí)間頭文件#defineLEN30#defineWID25intSnake｛LEN］［WID]=｛ol;//數(shù)組的元素代表蛇的各個(gè)部位charSna—Hea_Dir=ta;,/記錄系統(tǒng)調(diào)度內(nèi)容intSna_Hea_X,Sna_Hea_Y;//記錄系統(tǒng)的調(diào)度任務(wù)。

5 煉油化工企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)模型分解

當(dāng)使用模型化技術(shù)時(shí)，必須根據(jù)具體或規(guī)定的原則簡(jiǎn)化和分解原始問題，使無法解決的原始問題易于轉(zhuǎn)化為一個(gè)小問題。這取決于問題的數(shù)量，符合一定規(guī)則才可以使用上述的解決方法。

5.1 以產(chǎn)品與工藝為基礎(chǔ)的分解

根據(jù)產(chǎn)品的不同，混合和生產(chǎn)機(jī)油的設(shè)備被細(xì)分為多個(gè)零件，例如真空設(shè)備、原始存儲(chǔ)和運(yùn)輸被劃分為一個(gè)子系統(tǒng)，產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)備混合在一起。這不僅大大減少了不同子系統(tǒng)之間的中間材料數(shù)量，降低了子系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)的復(fù)雜性，還使調(diào)度人員更容易接受和理解。

5.2 以供應(yīng)鏈為基礎(chǔ)的分解

煉油化工企業(yè)中的模型一共有三個(gè)部分：其一是產(chǎn)品；其二是制造設(shè)備的子系統(tǒng)；其三是運(yùn)輸?shù)淖酉到y(tǒng)。煉油化工企業(yè)在工作之前需要對(duì)相關(guān)設(shè)備和子系統(tǒng)進(jìn)行檢查，在交付產(chǎn)品之前對(duì)其所有設(shè)備進(jìn)行處理。因此，經(jīng)過這幾個(gè)環(huán)節(jié)的工作可以將生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題順利解決。由此可見，這種分解方法更普遍，許多學(xué)者對(duì)這種方法進(jìn)行了大量研究，然后讓它的每一部分都更成熟。然而，相關(guān)工作人員需要注意的是，盡管使用基于供應(yīng)鏈的模型分解模式可以為每個(gè)子系統(tǒng)提供更好的調(diào)度方案，但基于這三個(gè)子系統(tǒng)的集合往往不能使整體的解決方案達(dá)到最優(yōu)化。

5.3 以實(shí)踐為基礎(chǔ)的分解

這種方法主要用于分解離散時(shí)間調(diào)度模型。在生產(chǎn)調(diào)度工作中，所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有時(shí)間的限定，每一個(gè)環(huán)節(jié)都有時(shí)間的間隔，整體調(diào)度的時(shí)間是整個(gè)生產(chǎn)過程中能夠?qū)ιa(chǎn)進(jìn)行影響的內(nèi)容，因此對(duì)模型的決定有困難和時(shí)間限制。在正常情況下，調(diào)度中的實(shí)際問題往往會(huì)影響生產(chǎn)的連續(xù)性，因此需要制定一個(gè)更長(zhǎng)的調(diào)度方法，但即使解決方案嚴(yán)格基于調(diào)度優(yōu)化計(jì)劃，最終調(diào)度的優(yōu)化也只能在早期產(chǎn)生較好的效果。

6 結(jié)語

綜上所述，煉油化工企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)的相關(guān)領(lǐng)域研究工作越來越多，成果變得越來越多。這讓優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度的技術(shù)變得多樣化，沒有單一和公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。為了建立一個(gè)適合各層工作人員使用的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，它的可操行必須強(qiáng)，能夠讓工作人員生產(chǎn)調(diào)度工作順利進(jìn)行。與此同時(shí)，應(yīng)該在構(gòu)建模型優(yōu)化功能時(shí)使用先進(jìn)技術(shù)。