面向煉油企業(yè)MES的思考
摘要:信息化實(shí)踐在告誡我們,企業(yè)追求的不是信息技術(shù)本身,而是應(yīng)用信息技術(shù)產(chǎn)生的價(jià)值,其價(jià)值體現(xiàn)在信息資源潛力的挖掘之中。DCS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集的現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、LIMS系統(tǒng)提供的化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)、人工讀取的現(xiàn)場數(shù)據(jù),構(gòu)成煉油企業(yè)優(yōu)化決策和過程控制的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),建立基于數(shù)據(jù)分析,量化生產(chǎn)管理指標(biāo),推動(dòng)企業(yè)管理動(dòng)態(tài)化、實(shí)時(shí)化的管理環(huán)境,是有效解決困擾當(dāng)前企業(yè)信息化形成的“信息孤島”、“應(yīng)用孤島”、“資源孤島”的突破口,MES為企業(yè)生產(chǎn)過程管理實(shí)時(shí)化提供了很好的思路。 大連石化MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的成功上線,在公司企業(yè)信息化建設(shè)史上具有里程碑意義。該系統(tǒng)通過企業(yè)生產(chǎn)管理過程基礎(chǔ)分析,從生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)角度提出了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫及應(yīng)用、運(yùn)行管理系統(tǒng)(OM系統(tǒng))、LIMS接口、物料移動(dòng)和物料平衡系統(tǒng)配置、裝置質(zhì)量計(jì)算和罐區(qū)質(zhì)量計(jì)算,物料移動(dòng)信息維護(hù)、物料路由開關(guān)設(shè)置、測試及培訓(xùn)等系統(tǒng)化解決方案,有效解決了企業(yè)信息化建設(shè)多年來長期存在的“信息孤島”、“應(yīng)用孤島”、“資源孤島”的頑疾,提高了企業(yè)信息資產(chǎn)使用價(jià)值,促進(jìn)信息技術(shù)與生產(chǎn)實(shí)際的有效結(jié)合,是公司信息技術(shù)高端應(yīng)用的一次成功實(shí)踐。 一、信息資源從分散化向集成化應(yīng)用的轉(zhuǎn)變 以往的企業(yè)信息化實(shí)踐由于過多地關(guān)注以崗位職責(zé)為核心的應(yīng)用開發(fā),各種應(yīng)用系統(tǒng)彼此“各掃門前雪”,系統(tǒng)之間的溝通效率很低,大量信息資源沉睡于數(shù)據(jù)庫中無人問津,形成企業(yè)隱性浪費(fèi)?!靶畔⒐聧u”構(gòu)成信息化建設(shè)無法深化的瓶頸。如何有效解決信息資源共享化利用,綜合發(fā)揮企業(yè)生產(chǎn)裝置完善的DCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集能力、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信能力、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力,呼之即來的MES系統(tǒng),為解決信息資源的集成化應(yīng)用帶來新的思路。 對煉油企業(yè)而言,原油從進(jìn)廠到常減壓、催化裂化、加氫、重整等工藝處理,形成產(chǎn)品達(dá)到增值的目的,需要精心組織、精心策劃、精心操作,通常以流程化不間斷的連續(xù)方式爭分奪秒地生產(chǎn),同時(shí)需要嚴(yán)格的過程控制和安全保障。MES正是通過收集整個(gè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),經(jīng)過生產(chǎn)模型專業(yè)化處理、與管理層(ERP)和控制層(DCS、PLC)保持雙向通信能力,獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并反饋處理結(jié)果和生產(chǎn)命令來優(yōu)化整個(gè)生產(chǎn)過程。特點(diǎn)如下: (1)企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃主要依據(jù)原油市場情況、成品油銷售情況、生產(chǎn)裝置現(xiàn)有條件、企業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)、總部指令安排等因素,在綜合優(yōu)化各方面約束基礎(chǔ)上制定的。計(jì)劃制定的大量依據(jù)來自于基層車間上報(bào)的各種生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù),經(jīng)統(tǒng)計(jì)、分類、匯總,產(chǎn)生基本計(jì)劃數(shù)據(jù)及計(jì)劃相關(guān)報(bào)表,并結(jié)合財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、成本分析數(shù)據(jù)、物資采購數(shù)據(jù)、計(jì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等,有效整合分布于各部門的數(shù)據(jù)服務(wù)于MES系統(tǒng)將有效提高煉廠適應(yīng)突發(fā)事件的應(yīng)變能力。 (2)企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度體現(xiàn)以滿足總部計(jì)劃排產(chǎn)要求的生產(chǎn)模式,以年計(jì)劃、月計(jì)劃、五日計(jì)劃逐層分解組織生產(chǎn),表現(xiàn)為連續(xù)工藝過程、設(shè)備滿負(fù)荷長周期運(yùn)轉(zhuǎn),在滿足儲(chǔ)油罐周轉(zhuǎn)的前提下最大限度發(fā)揮裝置潛能安排優(yōu)化生產(chǎn)。主要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、物料移動(dòng)、物料平衡、動(dòng)力平衡、提高收率、降低損耗、縮短生產(chǎn)周期、加快從原油到成品油罐的周轉(zhuǎn)等問題,保證儲(chǔ)存提運(yùn)收支平衡,對生產(chǎn)流程進(jìn)行全面、合理地調(diào)度和監(jiān)控。 (3)企業(yè)生產(chǎn)過程上道工序的產(chǎn)品經(jīng)常會(huì)成為下道工序的原料,對每道工序產(chǎn)生的成品、半成品及外部采購進(jìn)來的化工原材料都需要通過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)并記錄檢驗(yàn)結(jié)果,為生產(chǎn)執(zhí)行提供及時(shí)的質(zhì)檢報(bào)告,保證產(chǎn)品生產(chǎn)與質(zhì)量分析同步進(jìn)行,為MES系統(tǒng)生產(chǎn)指揮、實(shí)時(shí)調(diào)整裝置操作參數(shù)提供依據(jù),提高合格品率,提高M(jìn)ES系統(tǒng)運(yùn)行有效性。 (4)隨著企業(yè)加工原油種類的增加,生產(chǎn)工藝過程存在工藝機(jī)理復(fù)雜問題,同樣的操作條件很難得到相同的結(jié)果,無法對生產(chǎn)過程準(zhǔn)確地預(yù)測,上級物料和下級物料之間的數(shù)量關(guān)系經(jīng)常隨溫度、壓力、物性、季節(jié)、工藝條件不同而不同。特別是催化裂化工藝過程,非線性因素很多,生產(chǎn)過程需要在嚴(yán)格管理?xiàng)l件下進(jìn)行,對設(shè)備的嚴(yán)密性、生產(chǎn)操作、環(huán)境要求苛刻,生產(chǎn)過程包含復(fù)雜的物理化學(xué)過程及各種突變和不確定因素。 (5)企業(yè)生產(chǎn)過程要滿足QHSE體系管理要求,實(shí)現(xiàn)規(guī)范操作和管理、促進(jìn)節(jié)能降耗,追求成本最低、效益最大化。以信息化建設(shè)為契機(jī),以信息技術(shù)工具使用為手段,以數(shù)據(jù)向信息轉(zhuǎn)換、信息向知識(shí)轉(zhuǎn)移、知識(shí)向決策轉(zhuǎn)變?yōu)橥緩?,鍛造員工新的價(jià)值觀念、豐富員工職業(yè)道德內(nèi)涵、提高員工綜合素質(zhì),創(chuàng)新企業(yè)文化建設(shè),是企業(yè)未來發(fā)展的重要課題。 信息化多層次需求在呼喚綜合解決方案,信息資源共享在期待綜合溝通平臺(tái)。MES涉及到業(yè)務(wù)面寬、信息量大,具有多部門、多專業(yè)、多崗位相互協(xié)同的特點(diǎn)正好與當(dāng)前企業(yè)信息化需求相吻合。對企業(yè)現(xiàn)存的與此項(xiàng)業(yè)務(wù)相關(guān)的調(diào)度管理系統(tǒng)、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)及計(jì)劃系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、計(jì)量管理系統(tǒng)、車間管理系統(tǒng)等各類信息系統(tǒng)按照MES需求整合改造,開發(fā)系統(tǒng)接口,實(shí)現(xiàn)信息編碼標(biāo)準(zhǔn)化處理,搭建信息資源共享化平臺(tái)是保證項(xiàng)目順利實(shí)施的重要工作。經(jīng)過努力,圍繞MES系統(tǒng)物料移動(dòng)及物料平衡系統(tǒng),編寫體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)涵的中英文編碼對照表,涵蓋45項(xiàng)原油編碼、514項(xiàng)中間料編碼、270項(xiàng)產(chǎn)品編碼、44項(xiàng)罐區(qū)設(shè)備編碼,對企業(yè)現(xiàn)存應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行合理對接、巧妙組合,有效支持了MES系統(tǒng)信息資源整合的信息溝通需求,對于突破“信息孤島”做出具有示范效應(yīng)的實(shí)踐。 二、生產(chǎn)管理從靜態(tài)化向動(dòng)態(tài)化轉(zhuǎn)變 以往的車間層面生產(chǎn)管理過程由生產(chǎn)運(yùn)行處下達(dá)調(diào)度指令安排生產(chǎn),將統(tǒng)計(jì)結(jié)果上報(bào),經(jīng)調(diào)度人員分析后判斷生產(chǎn)的合理性,由于各應(yīng)用系統(tǒng)按崗位職責(zé)開發(fā),系統(tǒng)之間互不溝通,應(yīng)用系統(tǒng)表現(xiàn)為人工業(yè)務(wù)的電子版本,這種“應(yīng)用孤島”保證不了生產(chǎn)管理的實(shí)時(shí)需求,表現(xiàn)為一定程度的靜態(tài)化,存在很大的滯后性,信息技術(shù)與生產(chǎn)管理結(jié)合的優(yōu)勢遠(yuǎn)未發(fā)揮出來。 基于Web的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為MES有效運(yùn)行提供了數(shù)據(jù)平臺(tái)環(huán)境,員工可以通過這個(gè)平臺(tái)監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、查詢歷史數(shù)據(jù),通過KPI指標(biāo)與工藝參數(shù)計(jì)算評估裝置績效,通過過程統(tǒng)計(jì)分析與控制應(yīng)用把握生產(chǎn)運(yùn)行趨勢等,推動(dòng)裝置管理從靜態(tài)化向動(dòng)態(tài)化轉(zhuǎn)變。 在車間層面,可以利用物料動(dòng)態(tài)工藝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)生產(chǎn)車間的自我績效評價(jià),對生產(chǎn)裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)成本分析,對產(chǎn)品收率變化實(shí)時(shí)跟蹤,隨時(shí)做出計(jì)劃定額指標(biāo)與實(shí)際完成數(shù)據(jù)的差異比較,對存在差異的數(shù)據(jù),及時(shí)查明原因,實(shí)時(shí)調(diào)整生產(chǎn)管理方案。 在車間班組層面,可以利用物料動(dòng)態(tài)工藝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)車間班組的績效考核,細(xì)分生產(chǎn)工序,對班組內(nèi)每個(gè)操作員制定操作定額指標(biāo),針對每段工序的水、電、汽、風(fēng)等能耗情況,計(jì)算出該段工序的最低噸加工消耗成本,考核每個(gè)操作員的操作能力和工序最大加工能力。 在工藝管理層面,可以利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲得各裝置操作參數(shù),詳細(xì)觀察裝置運(yùn)行狀況,持續(xù)改進(jìn)原油評價(jià)與生產(chǎn)實(shí)際吻合情況,提高原油混煉比的上下限及操作條件的準(zhǔn)確性,提高裝置平穩(wěn)運(yùn)行率,減少裝置運(yùn)行波動(dòng),確定各裝置的優(yōu)化加工量及產(chǎn)量。 在公司調(diào)度層面,可以利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)全廠計(jì)劃執(zhí)行情況評價(jià),依據(jù)五日滾動(dòng)作業(yè)計(jì)劃各車間實(shí)際完成情況,合理調(diào)配原油、半成品、成品油及來料加工油品的提運(yùn)和存貯,當(dāng)五日滾動(dòng)作業(yè)計(jì)劃執(zhí)行中出現(xiàn)矛盾時(shí),則立即進(jìn)行協(xié)調(diào)和平衡,保證調(diào)度順利進(jìn)行。 在公司管理層面,可以利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)加強(qiáng)生產(chǎn)過程綜合評價(jià),通過生產(chǎn)過程監(jiān)視、綜合統(tǒng)計(jì)報(bào)表及系統(tǒng)維護(hù),對生產(chǎn)過程事故狀況進(jìn)行監(jiān)視,對生產(chǎn)調(diào)度狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,為未來原油采購、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、成本控制、效益分析提供決策依據(jù)。 MES為生產(chǎn)管理提供了展示生產(chǎn)過程細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)平臺(tái),為生產(chǎn)事前預(yù)測、事中控制、事后評價(jià)提供了工具,引導(dǎo)員工運(yùn)用軟件技術(shù)方法,通過生產(chǎn)現(xiàn)場與生產(chǎn)管理信息的雙向溝通,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制動(dòng)態(tài)管理,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)成本可控,以最佳的生產(chǎn)方案、最優(yōu)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、最低的生產(chǎn)成本、最高的產(chǎn)品收率,達(dá)到最高收益的目的。 三、控制過程從經(jīng)驗(yàn)化向知識(shí)化轉(zhuǎn)變 以往的企業(yè)管理過程,雖然輔助以很多信息管理系統(tǒng),但是從“信息孤島”引發(fā)“應(yīng)用孤島”,再到“資源孤島”,信息化潛力被深埋于經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo)的常規(guī)管理之中,企業(yè)資源效率自然無法運(yùn)用信息化思維得以充分展現(xiàn)。 受到原油資源來源多樣化及裝置適應(yīng)能力的約束,員工對加工原料混煉比的把握能力、原油評價(jià)準(zhǔn)確能力,加工過程的控制能力,直接反映出員工煉油知識(shí)應(yīng)用能力并直接影響企業(yè)的成本效益。利用MES實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理,主要包括:優(yōu)化排產(chǎn)、生產(chǎn)調(diào)度、物料移動(dòng)、物料平衡、質(zhì)量控制、產(chǎn)品規(guī)范、工藝控制、文檔管理、設(shè)備監(jiān)控、動(dòng)力控制等,無論是技術(shù)發(fā)展處、生產(chǎn)運(yùn)行處、車間技術(shù)負(fù)責(zé)人、車間班組操作人員均留有人機(jī)數(shù)據(jù)錄入界面,用于生產(chǎn)過程管理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中位號(hào)上下限賦值及進(jìn)行數(shù)值修正和插值需要,其中每一項(xiàng)數(shù)值的更新,每一個(gè)操作條件的改變都蘊(yùn)含著復(fù)雜的決策分析,MES與生產(chǎn)控制自動(dòng)化系統(tǒng)的集成化應(yīng)用,通過數(shù)據(jù)和信息交換,監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)過程關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵參數(shù),完成整個(gè)生產(chǎn)的管理,促進(jìn)信息利用向物質(zhì)增值的轉(zhuǎn)換,提高生產(chǎn)管理的科學(xué)性。 MES系統(tǒng)運(yùn)行過程對生產(chǎn)系統(tǒng)各部門有著明確的流程化的職責(zé)分工,利用Web技術(shù)把相關(guān)信息集成于同一個(gè)信息平臺(tái),其中:技術(shù)發(fā)展處根據(jù)需要及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)上下限,監(jiān)督生成工藝臺(tái)帳的過程,對裝置進(jìn)行考核;生產(chǎn)運(yùn)行處負(fù)責(zé)及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)方案,確定生產(chǎn)和調(diào)度計(jì)劃對儀表位號(hào)的設(shè)定
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