MES系统在石化企业的应用

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MES系统在石化企业的应用

李锋钢（中国石油大港石化公司，天津300280）

摘要：MES通过构建统一的生产实时信息平台，实现石化企业从生产计划排产、生产运行管理、生产执行到生产统计整个生产过程的监控和管理，协助生产运行管理人员以最经济的方式管理和优化企业的生产运行。该文对石化企业的生产特点、石化企业MES系统的架构和主要功能进行了介绍。

关键词:MES;生产运行系统;石化;应用;信息系统中图分类号：TP311

文献标识码：A

文章编号：1009-3044(2011)27-6575-02

ApplicationofMESinPetrochemicalEnterpriseLIFeng-gang

(PetrochinaDagangPetrochemicalCorporation,TianJin300280,China)

Abstract:Themanufacturingexecutivesystemcanmonitorandmanagetheentiremanufacturingprocessofpetrochemicalenterpriseby

formaintegrationreal-timeinformationplatform.Operationandmanagementteamscanmangerandoptimizethecourseofproductioninthemostinexpensiveway.Thecharacteristicsofthepetrochemicalenterprise,theframeworkandmajorfunctionsofMESwerepresents.Keywords:MES;manufacturingexecutivesystem;petrochemical;application;informationsystem

石油化工属于典型的流程生产行业，石化企业生产的主要特点是生产环境苛刻，生产过程包括复杂的物理和化学过程及各种突变和不确定性因素；生产调度复杂艰巨，需要对物料和能量提供最佳控制策略，不仅要提高生产效率和降低生产成本，还应考虑节省能源、减少排放和污染。鉴于石化企业在工艺流程及生产管理方式上所具有的特点，有必要针对行业特点建设适合于石化企业的专业化的MES系统。

1MES系统的定义

MES是ManufacturingExecutionSystem的英文缩写，即生产运行系统。MES国际联合会对MES的定义是：MES能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时，MES能及时做出反应报告，并用当前的准确数据对其进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应使MES能够减少企业内部没有附加值的活动，有效地指导工厂的生产运行过

程，提高工厂及时交货的能力，改善物料的流通性能，提高生产回报率。

MES强调生产过程的执行管理，它位于位于企业资源计划ERP与生产过程控制PCS之间，在石化企业管理业务中起到了承上启下的作用，向上支撑ERP，向下连接过程控制层PCS。它将石化企业生产过程的各个环节集成在一个统一的工作平台上，将数据

流、工作流进行结合，实现了生产数据在过程控制层、生产执行层、计划管理层之间的共享。

2石化企业生产运行的业务流程

在石化企业中与生产相关的业务流程包括生产计划与排产、生产运行管理、生产执行、生产统计这四个方面。

生产计划与排产：生产运行的起点，制定年度、季度生产计划，细化到车间、装置一级的月、旬、周、日生产作业计划，然后发布，并依据具体情况进行相关调整。

生产运行管理：对日常的工艺、操作规程、管网压力、能源计量进行管理，对产品的出厂、质检以及计量进行管理，通过生产调度日常调度指令的发布和相关调度协调机制，保证各单位所有与生产相关的活动正常进行。

生产执行：依据生产作业计划，安排车间的日常工作、处理工作异常。

生产统计：对生产计划执行的结果进行统计、对比和分析，对生产过程中的能源消耗进行统计和分析，实现对内的评估和考核，生成报表。

3石化企业MES系统的架构和功能

针对石化行业的生产特点，石化企业MES系统主要围绕生产计划与排产、生产运行管理、生产执行、生产统计这四个业务领域进行架构设计，通过11个子系统实现MES系统的业务功能。石化企业MES系统的架构如图1。

图1

石化企业MES系统架构

收稿日期：2011-07-12

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第7卷第27期(2011年9月)

各子系统的主要功能：

1）工厂基础信息管理子系统：用于管理企业最基础信息的信息对象模型，将这些信息对象在关系型数据库中进行集中存储，包

括工厂结构、装置、储罐等物理信息及其从属、关联等关系信息。同时，工厂基础信息管理子系统还包含服务器架构、网络架构、存储设计等，为MES系统构建坚实的信息技术基础。

2）实时数据库子系统：是MES系统中的一个基础子系统，主要实现从各装置的DCS系统中获取生产实时数据，并将各个生产

单元的生产实时信息集成到统一的数据集成平台中，从而实现对生产操作的监控、分析生产条件、对事件进行预警和处理。使出现问题的地方能够立即地被发现，因此可以减少系统瘫痪的可能性并且优化工厂的生产操作。同时MES其它子系统能够直接基于这个数据平台进行相应的业务处理和信息查询。

3）实时数库应用子系统：主要包括工艺流程图、电子操作记录、装置平稳率计算三个功能模块，以实时数据库中的数据为数据

源对实时数据库应用进行扩展。工艺流程图是利用实时数据库的实时数据，实时显示装置、罐等重要的实时数据，能够方便生产运行部门“足不出户”便可了解重要的生产数据。电子操作记录是利用实时数据库的实时数据，能够以Excel形式显示装置的整点的实时和手动数据报表。装置平稳率计算是利用实时数据库的实时数据和运行管理的操作监控的偏差结果，汇总装置的平稳率并以

Excel形式显示装置的平稳率报表。

4）实验室信息管理子系统：规范化验室的流程管理，实现样品登样、分析结果录入、分析结果审核、自动判等、分析报告生成等功能，化验数据保存在数据库中，实现数据的存储、查询、发布等功能的基础平台，通过WEB发布数据及相应的样品信息，生产人员

能够及时获得他们关心的质量数据。

5）运行管理子系统：通过统一的界面监控生产指令的执行情况和生产运行中的各类关键生产指标，实现交接班日志的电子化，

提高生产运行的规范性和有效性。

6）物料移动子系统：建立统一的物料移动平台，执行并记录分散的物料计量和物料移动信息,实现物流信息的统一采集和汇总,

并为物料平衡、生产统计等子系统提供物料库存和移动信息。

7）物料平衡子系统：根据全厂物流走向与计量情况的配置，集成相关的实时数据信息，根据统计数据整定的数学方法对采集到

的数据进行调整，达到全厂以及各装置、储罐等设备的平衡。

8）收率计算：实现加工量和收率的自动计算功能。

9）生产计划与排产子系统：建立从原油进厂到产品出厂范围内包含原油调度、装置生产调度、油品调合调度的全厂调度模型，

实现了全厂的调度优化并提供调度综合信息查询功能。

10）生产统计子系统：根据MES各模块产生的装置、罐区的生产数据信息，对企业的生产运行数据进行综合的提炼，实现装置生

产日报、油品库存生产日报表、产品产销存、油品收付情况汇总报表。通过实现生产报表的功能，能够全面了解企业详细的生产情况，提高了生产管理的精细化水平，并为领导的决策提供了详细的数据支持

11）生产信息运行平台：提供了MES统一的信息展示平台，对MES的最终用户进行了集中管理，并实现了功能和数据的多种权

限管理，为企业生产管理人员搭建了一个生产信息汇总、统计及查询的信息平台，可实时掌握企业生产运行、物料移动和生产统计等情况，加强了各业务层间的信息集成和数据共享。

4MES系统对石化企业生产运行的意义

1)构建以生产为核心的高效、实时、准确、透明的信息管理平台，将生产流程图、工艺电子台账、装置平稳率、交接班日志、物料移

动数据、化验数据、公用工程数据及报表系统等生产信息在统一平台上集中展示。

2)与生产运行实际业务紧密结合，形成从生产计划与排产、生产运行管理、生产操作执行到对整个生产运行过程的监控、记录、

统计、分析的生产运行管理模式，实现生产过程各阶段的全生命周期管理。

3）实现石化企业生产数据、质量数据、计量数据的全面整合，加强生产领域间的业务集成和数据共享，增强全局决策及支持能

力，通过对生产过程的监督控制，提高生产的稳定性，降低生产成本。

5结束语

MES系统通过生产数据的实时上传，提高了生产管理的可视化和实时性，实现了高效透明的生产监控，保证了装置的平稳运

行；运行管理和生产流程的标准化，促进了生产班组按章操作，保证了生产安全可控；物料平衡与生产统计系统增强了生产信息的准确性，为生产管理决策提供了可靠的依据。

MES系统在石化企业推广和实施能促进企业生产运行水平的提高，对石化企业提高经济效益和增强企业的竞争力具有重要意

义。

参考文献:

[1]王宏安.化工生产执行系统MES[M].北京:化学工业出版社,2007.[2]王华.炼油化工生产执行系统(MES)综述[J].企业信息化,2004,8(10).

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