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1、石化盈科MES系统简介石化盈科信息技术有限公司2009年2月一、MES系统理解石化盈科公司经过多年对石化企业MES开发、建设经验的总结，将MES系统建设的总目标是：建设一套具有国际水准，能适应炼化企业特点的MES系统，向ERP系统上传有关生产方面的信息，满足ERP系统“日平衡、旬结算”的要求，满足生产经营管理的要求。建立以生产物流管理为核心，以信息集成平台和工厂模型数据库为支撑，集生产计划、生产调度、物料移动、物料平衡、生产操作、和质量管理为一体的炼化企业MES系统。二、石化盈科MES系统的特点在MES系统建设中，石化盈科可根据客户的具体需求设计相应的解决方案，既可实施国外高端MES产品，有可
2、根据企业实际需要，灵活实施自有MES产品。在结合国内外先进、成熟的技术与企业实际情况的前提下，设计以MES为核心的石油化工行业综合自动化整体解决方案，通过规范生产指令和物料移动操作流程，建立全厂物料平衡模型，形成以班次物料平衡为基础的装置收率管理、产品库存管理、原料进厂和产品出厂管理、加工损耗和储运损耗管理的运行平台，以企业核心数据库为主体的企业MES数据平台。同时优化国内外成熟软件的信息集成，使企业的信息技术向过程集成和企业集成发展，消除制约瓶颈，优化资源的分配利用，降低成本，提高企业的经济效益、经营和管理水平。三、系统建设内容介绍石化盈科MES系统解决方案主要涉及如下方面：1）工厂模型及信
3、息集成平台针对企业三层业务功能架构，建立企业模型及信息集成平台，构建企业核心数据库，在平台上规范应用系统的编码体系并提供统一的应用集成交换系统，实现企业系统的有效集成，提高数据的完整性和一致性，为企业应用系统提供统一的数据访问机制。2）生产计划建立从需求到生产、存储和采购的生产计划模型，以利润最大化为目标，优化生产加工方案、优化产品结构，为企业年度、季度和月度生产计划的制定提供支撑。3）生产调度采用技术先进的调度软件，从全厂优化的角度进行统一资源调度，编制短周期作业计划，协调原料进厂、装置生产、物料移动、罐区管理、成品出厂和公用工程消耗等，提高产、供、销部门的衔接效率，提升全厂计划执行跟踪力度
4、和调度指令管理水平。4）操作管理提供调度指令管理，实现指令下达、操作执行跟踪、监控和反馈，提供装置工艺卡片、操作指导和操作日志等功能5）物料移动建立企业从原燃料进厂到产品出厂全面的物流管理体系，对工厂物料移动进行计划、执行、监控和记录管理，并实现与物料移动相关操作岗位的业务管理，包括进出厂、罐区/仓储、装置及计量管理实施“装置管理”、“罐区管理”、“仓储管理”、“进出厂管理”等模块，为物料平衡提供基础信息，为规范化、精细化生产管理提供支撑。6）物料平衡建立全厂的物料平衡模型，利用平衡模型进行物料平衡与收率计算，对经过物料平衡系统整合校正后的生产过程数据进行统计平衡，并与历史数据和生产计划数据进
5、行对比分析和跟踪，从物料计量、存储、移动、平衡等各方面对主要物料的收付流动信息进行综合管理。7）能耗管理建立能量消耗模型，对全厂的水、电、汽、风等公用工程资源的生产和消耗数据进行收集、平衡和统计管理，给调度部门和生产部门提供公用工程系统的运行、装置能源动力消耗情况，为生产成本核算、能耗统计提供基础数据。8）计量管理规范进出厂、装置、罐区、仓储、公用工程的计量器具和计量信息管理，构建计量衡器数据库，为物料移动内装置、罐区、进出厂、仓储各模块提供实时的计量信息。9）实验室信息管理实验室自动化系统实现实验室样品和日常业务管理，提升实验室自动化管理水平，为工厂生产和质量管理提供保障和支撑建设内容包括：
6、样品管理。建立基于工作流的样品采集管理，包括自动化分析仪表的样品数据自动采集和人工采集管理化验分析管理：通过化验分析流程和规则，实现实验室样品分析、数据发布，并提供实验室数据的归档和备份管理化验室业务管理：主要包括实验室工作管理、材料管理、设备管理、人员管理、资料档案管理等。10）实时数据库实时数据库把生产过程中的实时数据作为企业智能应用数据，建立全公司专业级实时数据库，同时建立实时和历史数据查询系统及数据库维护系统；将生产现场带至公司管理与决策者的面前。系统利用先进、成熟的信息技术手段建立集团公司的生产过程自动化和管理信息现代化的信息网络，实现生产报表、报警、设备状态分析、实时数据查询、历史
7、趋势分析等功能，为实施AMS.APC.MES（生产执行系统）系统提供一个真实可靠的数据依据平台，进而实现生产现场和生产营运指挥系统交换及共享数据，为整个公司的安全、可靠、经济运行，提供高效、准确、及时的管理手段，进而提高企业自身的核心竞争力。实时数据库的实施范围包括：生产装置：公用工程装置：11）设备管理监控设备运行状态，进行设备的维护管理、负荷核算与状态评估，保障重要设备的安全和稳定运行，充分利用设备资源，实现效益最大化。建设内容包括：设备资产管理。建立设备档案、固定资产台帐，实现设备备品配件计划、实际用量、库存量等资产属性管理。设备运行管理。通过实时数据库、操作巡检和点检等方式，获取设备运
8、行状态数据，对设备健康状况进行动态监控、故障诊断、有效报警。设备维修管理。根据设备运行历史及设备健康状况，结合生产计划，确定维护策略，制定设备维护计划，包括维护项目、任务清单和维护工单等。四、石化盈科MES系统实施方法论MES基本系统实施步骤（阶段路线图）需要提供面向过程的，清晰和简明的项目计划，在实施MES系统的整个过程中提供一步一步的指导。实施步骤共有六步,包括项目准备、业务流程及数据收集、系统组态及测试、上线准备、上线试运行与技术支持、验收。（1） 第一阶段项目设计，包括项目需求分析、项目开发和项目详细设计。（2） 第二阶段项目实施，实施内容包括除设备管理模块外的MES各模块。（3） 第
9、三阶段项目试运行并完成项目验收。4】加ZPCITCMES基本系统实施流程（4） 项目阶段准备前期准备需求调研、可行性研究及评审、建立项目组织机构、确立项目计划及日程安排、项目队伍培训、环境准备、项目启动等。业务流程设计及数据准备阶段完成业务流程现状分析（组织结构、流程及岗位）、未来业务流程确定（组织结构、流程及系统岗位）、确定项目文档标准、系统安装、管理层批准系统业务流程、基础静态数据整理等。A系统组态及测试阶段系统基本配置（静态数据导入）、项目组的高级培训（关键用户培训）、客户化工作需求分析与开发、动态数据导入、系统测试确定与完善、模拟运行、建立用户权限和系统管理机制、准备最终用户培训等。上
10、线准备阶段确定配置系统、最终用户培训、系统现场部署、上线基础数据确认、上线计划设计、上线确认等。A上线试运行与技术支持阶段系统上线、不间断的支持、持续的培训和技术转移、项目评估及回顾等。A系统验收阶段验收文档资料准备、系统测试、系统验收等。五、项目效益分析5.1 直接经济效益MES系统建设可以创造较大的经济效益，包括：为ERP系统及时、准确地提供数据和信息；提高系统的运行能力，维持计划与运行能力的平衡；解决实际生产过程中的计划运行波动对制定生产计划的影响，提高ERP系统适应性；通过低层数据的采集和分析，为改进生产线的运行提供依据和保证，适应敏捷制造模式对生产敏捷性的要求，在企业提高综合商品率的
11、效益中，MES系统的贡献率可达10%o生产营运指挥平台的直接效益主要体现在：提高核心业务运行的有效性和效率、提高信息资源共享水平等，这些效益随着系统使用范围向深度广度的增加，将更加明显。5.2社会效益MES系统投入使用后，通过引进、消化、吸收国内外先进的信息处理方法，改变管理模式，可以大大提高企业生产管理效率。主要表现在： 扩展生产执行理论的在石油化工的应用范围； 改善石油化工行业的管理水平、技术； 通过示范作用，带动制造行业的信息化发展以及先进管理思想的运用。 强化计划与管理的有效性和科学性，优化资源利用，降低生产成本，提高产品按期交货率，树立企业的新形象，提高企业参与国内外市场的竞争能力；
12、.全方位地支持业务运作，加强对生产进度、质量和成本的监控，促进企业的技术进步，逐步实现管理和控制一体化，适应扁平化管理； 使企业对市场变化具有快速反应能力，减少损失和争取更多的商业机会；建立与外界的更紧密的联系，获得更多的信息，以利于开发出更多的市场需要的新产品； 提升新品设计能力、生产能力和竞争力，推动企业的不断壮大和跨越式发展。六、MES系统主要案例在MES项目建设方面，截止2007年底，石化盈科已成功实施了11家国内大中型炼化企业的MES系统，正在实施6家大中型炼化企业的MES系统。其中，2007年石化盈科承建的青岛炼化MES系统，是国内信息化建设与青岛炼化工程建设成功同步投用的典范。通
13、过这些项目的实施，使石化盈科在石油化工行业MES系统建设方面积累了丰富的经验，为这次投标项目的成功实施提供了保障。下面对主要案例做一个简要介绍：.企业名称类型.茂名石化.炼油化工一体化安庆石化炼油化工一体化荆门石化炼油天津石化炼油化工一体化石家庄炼化.炼油化工一体化洛阳石化炼油化工一体化九江石化炼油4)irAAIPCITC巴陵石化炼油化工一体化.京博石化炼油燕山石化炼油化工一体化齐鲁石化.炼油化工一体化.仪征化纤炼油化工一体化济南石化炼油中原石化化工茂名石化MES项目茂名石化是一家炼化一体特大型石油化工企业，原油加工能力为1350万吨/年、乙烯生产能力为100万吨/年，拥有70多套主要生产装置
14、，800多储罐，200多个进出厂点，20多个互供点。每年加工几十种原油，生产汽油、煤油、柴油、石蜡、沥青、合成树脂、合成橡胶等300多种产品。加工原油品种广、装置及产品数量多、工艺流程非常复杂。石化盈科在茂名MES系统建设中，根据企业生产特点，采用了“2+1”物料平衡策略、大误差侦破、移动缺失检测、多维度物料移动模型和多层递阶平衡等技术，实现了茂名石化统一的生产管理业务平台、生产数据的综合集成，实现了生产日平衡、旬确认和月结算，不仅为ERP系统提供了准确的数据，而且为企业各管理层领导及时掌握整个生产运行状况、及时发现问题和科学决策提供了重要支撑，提升了企业精细化管理的水平。在系统集成方面，石化
15、盈科开发了一系列的接口与集成技术，实现了生产统计、生产调度和生产操作业务的集成，实现了炼油生产管理业务过程和化工生产管理业务过程的集成，实现了MES与ERP系统的集成，能为ERP提供及时、准确的旬确认和月结算数据，项目包括原油、半成品（组分I成品库存数据，生产装置投入产出数据、采购订单入库数据、生产订单发货数据、生产订单收货数据、完工确认数据、Jrpcc公用工程能耗数据、半成品到产成品（日交库）的数据、物料移库数据等。同时,MES的物料平衡数据也为生产计划与调度优化模型提供支撑，生产计划结果为ERP的PP模块提供物料清单(BOM)o2006年底在客户满意度调查中，客户反映茂名石化MES系统自2
16、005年5月单轨运行以来，系统运行稳定，提供数据真实、客观，系统平衡、结果准确，数据质量很高，能及时地反映炼油生产运行状况，满足了企业的生产经营管理需求，提高了工作效率，取得显著的经济效益和社会效益。下图是该企业对采用SMES的图形展示功能为化工板块开发的主要产品走势分 析图：2007-11 -01 -27-11 -26 15!乙烯、丙烯收率走势RI原料投入恬况图1,石拓油38SMIS图形展示功能示例该项目提升企业精细化管理方面起到了很大的作用。2008年度，该企业化工部进行月度统计时，发现车间上报的统计数据与全厂统计汇总数据存在较大偏差，从统计口径检查多次，没有查明原因。SMES上线后，通过
17、SMES的物料平衡功能，系统追踪到有两块乙烯表在上下游平衡过程中数据异常。经仪表部门检测，正是这两块一直认为精度很高、性能稳定的仪表造成统计数据的异常。此后，企业通过SMES系统，数次及时发现和整改了企业多起现场问题。该项目获得了2006年度中国石化集团公司科技进步一等奖。天津石化MES项目天津石化是国家特大型炼油、乙烯、化工、化纤综合企业，原油加工能力500万吨/年，乙烯20万吨/年，拥有炼油装置13套，化工装置11套，化纤装置5套，储罐近400个，进出厂点100多个，互供点30多个。天津石化工艺复杂，生产流程长，各生产厂之间的物料和能源互供关系多，给MES系统和ERP系统实施提出了巨大的挑
18、战。在天津石化领导和关键用户大力支持下，石化盈科成功实施了天津石化ERP和NES系统实施，以及两个系统的集成。其中MES系统建设启动于2006年2月，2006年底系统上线运行。系统包括物料平衡、能耗平衡、操作管理、罐区管理、油品移动、ERP集成等功能。该系统实现了生产统计、生产调度和生产操作业务各个生产管理层面业务的集成，实现了油化纤生产管理业务过程的集成，已经实现“日平衡、旬确认、月结算”业务目标，成为天津石化生产精细化管理平台，系统操作方便、易于使用、功能齐全、易于业务处理，得到用户充分肯定。针对天津石化装置类型多、炼油-化工-化纤偶合强、物料移动关系复杂等特点，石化盈科在充分发挥已有技术
19、的基础上，结合天津石化特点，实现了满足炼油、化工、化纤生产作业班组的物料和统计日平衡，通过MES建立的超差报警机制，有效地提升了管理者发现问题和解决问题的能力，为公司生产部门、计划部门和技术质量部门提供了有力的业务支撑和管理手段，提高了企业精细化管理水平。天津石化MES系统还实现了对公用工程能耗、三剂辅料消耗的计算，消耗数据细化到装置，为企业精细化管理和ERP系统的成本核算提供了全面、准确的数据支持。青岛炼化MES项目青岛炼化是21世纪中石化投建的新型炼油化工一体化企业，工艺路线采用“焦化+CFB锅炉+催化”方案，一期工程将建成1000万吨/年生产规模，总定员500人。青岛炼化建设起点高，工艺
20、、设备技术先进，装置包括1000万吨/年常减压蒸储装置、150万吨/年连续重整装置、60万吨/年煤油加氢精制装置、410万吨/年柴油加氢精制装置、290万吨/年催化裂化装置、320万吨/年加氢处理处理装置、250万吨/年延迟焦化装置、30000Nm3/时制氢装置、60万吨/年气体分储装置、100O吨/时溶剂再生装置、230吨/时酸性水汽提装置、22万吨/年硫磺回收装置、35万吨/年轻石脑油改质装置等工艺生产装置和相应的公用工程、辅助设施和生产管理系统，其装置规模和技术均达到国际先进水平。石化盈科承担了青岛炼化ERP.MES以及网络建设等信息化建设内容。青岛炼化的MES项目建设采用了AspenO
21、NE产品作为集成平台，在实施过程中，石化盈科的项目团队基于AspenONE作了大量的二次开发工作，为企业建立了一套集成、协同、共享的企业级生产业务管理平台，为企业生产经营决策提供了有效的技术和管理手段。下面展示的是企业关键用户在石化盈科顾问的培训后，建立的调度日报和装置能耗报表。-三三*三*一”11一I-w2009-023上qt.号,-II-II/印MII丽I一新裁源薪雷需.日剧28X-22片RH灯情也ttJattraJT5_.on.00_Qi加,力惟.00%，日.*xr%.00%.00田”一00%产大基.。煤0”侬OOft笆塔催,)11%.00%MIR检.00%.00三t.岫-Oul.on*
22、0D屏.00%飞法一本日计出1OCiOOO.OOS+rf.C|IWgeCt罐区配置图力表书艺JIJ查qI另存I打EV宜I匚亘耳阳日制2009-08-01鼻束日期20099务30jjfe即5能源仪表回等检杳表j2WNHf200Aos-Ol2009-08-30能源介质测里点名休仪衣位号开始呈结束更当期星I60.池aSM篱布区J5Vpn2V汽边界进Q.cmJOFIQ-305D03T22865.8592B65.859建.退优化1.3七必尺出共襄Q.CMJ/11OFlQ-20202/CBT56077.188-fi06?.188W体什SKf.4丽语芯置W31.FCClJIlZFIQ-111DI/OJT97
23、120.383-37l?0.337母境史主1.4sro,-ve出HLQ.CRU/】iFIQ-2524Qj450265.09C-4b0265.0M8正宗空堂1.46P蓑汽浦也.cwjnoFiQ-5iEaJT3964.0】T2f-t4.0l7力*拱用C.511P3e出.HUtl02FIQ-iF.FCCH12FIQ-112MCET居092.5i-36092.湖性电面玄r.FaSMW或C.CR111110FIQ-502DVOJTSOOL120-M01.120LL阻。旧双中3祀SQ.CRU/n6Fiq-D270lOJT1139.386-1159.386I2!0伪酒改的0.一听这气道提强Q.CRB/111
24、8/FIQ-lIOOVCBTU66147.000llil11.C00力呢如月C.FP痴=声.Ha2iQ-305iJr1766.W5-1765.0G6SJiD三iO.NPHXC.11Ulll3FIQ-303yaJ1032620.000I”2620.C0026年湎加Mr册、超看置Q.HlVl135FIQ-302DlCJJT233657.594-233657.5rnn仪表回零情况进行检查其他项目管道生产执行系统石化管道储运公司是中国专业原油管道公司，该公司范围遍布全国10个省市,下属12个输油管理处，管理27条原油管线，为24家炼化企业输送原油。2006年石化盈科为石化管道储运公司建设开发了管道生产
25、执行系统。在该项目中，石化盈科充分吸纳了国内原油管线类信息系统的先进成果，结合管道储运分公司实际特点，紧紧围绕原油管输业务开展进行。系统提供了综合展示、运销、调度、生产实时监控、管道管理、HSE管理、能耗统计、设备管理、原油知识库、视频会议等9大业务功能模块，62项子功能，基本上覆盖了管道储运分公司生产管理层面的全部业务。石化盈科采用的先进的技术手段，实现了基于二维/三维展示技术为支撑的原油管道地理信息的图形展示、以业务流程为驱动的业务模型、精确到秒级的输油工艺参数实时数据采集、管网调度计划与管线运行优化两级结合的优化模型、专业的管道完整性管理、先进的设备风险分析、保障管网安全运行的HSE管理
26、等众多功能。多种技术紧密融合，最终形成了石化盈科专有技术，技术水平在国内同行业处于领先地位，部分技术已经达到国际先进水平。炼油生产调度指挥系统石化盈科开发的炼油生产调度指挥系统，是为集团总部层面建立的，以炼油调度管理为主要业务目标的信息系统。一个多种信息技术集成的成功案例。该系统包含炼油生产调度业务管理子系统、炼油生产调度专业管理子系统、生产动态跟踪子子系统、工业电视监控子系统、调度会议子系统等4个子系统。在生产运行监控子系统中，实现了异种实时数据库（HoneywellUniformancel50200、OSIPI、ABB、AspentechIP.21、Foxboro）系统的集成。该系统能够为
27、业主及其下属的炼油生产企业提供信息交换平台，提供炼油企业生产日报等管理数据的上传，及炼油企业的生产动态数据的上报等功能。为集团总部层面的专业管理提供及时准确的生产信息提供了技术支撑。该系统自2006年正式上线试运行以来，实现了全程实时监控企业主要生产装置安全运行状况、装置的负荷状况以及装置主要能耗状况等，为用户安排生产，评定企业业绩提供了有力的支持。甬沪宁原油配送信息管理系统甬沪宁原油配送信息管理项目是一个，多产品、多技术、多应用、多家公司配合高难度集成项目。甬沪宁原油管输网是一条新上的原油管输网，为中国沿海五家大型炼化企业输送进口原油，管线输送能力达到4000多万吨/年，采用的是常温密闭输送
28、工艺。该管线输油有如下几个特点：（1）输送量大，沿途油库周转率高；（2）密闭常温输送；（3）输送品种多，而且要求分储分输；（4）要综合考虑，满足沿途五家企业的原油需求。为了加强管理、提高工作效率、实现管输优化作业，业主希望能建立“甬沪宁原油管网配送管理信息系统”，并要求系统要与工程同步投用。经过充分论证，选择了石化盈科作为系统集成商。项目于2003年底启动，2005年5月与管网工程同步投用。石化盈科采用了先进的物流技术、监控技术、优化技术和信息技术及集成管理经验，设计并成功实施了“甬沪宁原油管网配送管理信息系统”，系统由地理信息子系统、原油管理子系统、管输计划和调度优化子系统、生产运行监控子系
29、统、工业电视监控子系统和调度会议子系统共6个子系统组成。用到了GISs计划优化、调度优化、实时数据库、工业电视、调度会议等各种信息技术，是一个多种信息技术集成的成功案例。在生产运行监控子系统中，实现了异种实时数据库（HoneywellUnifornIanCeI50、200、OSIPI、AspentechIP.21、和ABBAVANTI）系统的集成。该系统与工程同步投用，保证了管线开工的顺利进行，实现了管网输油的高效管理，确保了管线安全、平稳运行。1.IMS系统石化盈科在LIMS系统（实验室信息管理系统）建设方面，也有不俗业绩。先后为茂名石化和安庆石化等企业实施了LIMS系统。石化盈科在LIMS
30、系统的建设实施中，采用了以下关键技术：（1）实验室业务流程按照工作流模式来规范管理的建模技术（2）各种仪器的集成技术；（4） （3）握网络化色谱的采集、分析处理与传输技术（5） 1.IMS系统与实时数据库的集成技术（6） 1.IMS质量数据的WEB发布技术系统包括样品信息的系统管理、检验流程的控制管理、实验室的综合管理、科研工作管理、数据库的管理与应用、资源管理等功能。能够整理样品化验分析的全过程，监控整个分析工作流程,能够进行分析仪器和设备的档案管理、允许链接其他数据库等。.19.目前，石化盈科实施的LIMS系统已经成为茂名炼化、安庆石化质量部门必不可石化盈科信息技术有限责任公司少的管理工具和工作平台。
