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面向煉油企業MES的思考

面向煉油企業MES的思考

2014/7/14 16:14:00

摘要:信息化實踐在告誡我們,企業追求的不是信息技術本身,而是應用信息技術產生的價值,其價值體現在信息資源潛力的挖掘之中。DCS數據采集系統收集的現場實時數據、LIMS系統提供的化驗分析數據、人工讀取的現場數據,構成煉油企業優化決策和過程控制的數據基礎,建立基于數據分析,量化生產管理指標,推動企業管理動態化、實時化的管理環境,是有效解決困擾當前企業信息化形成的“信息孤島”、“應用孤島”、“資源孤島”的突破口,MES為企業生產過程管理實時化提供了很好的思路。   大連石化MES生產執行系統的成功上線,在公司企業信息化建設史上具有里程碑意義。該系統通過企業生產管理過程基礎分析,從生產執行系統角度提出了實時數據庫及應用、運行管理系統(OM系統)、LIMS接口、物料移動和物料平衡系統配置、裝置質量計算和罐區質量計算,物料移動信息維護、物料路由開關設置、測試及培訓等系統化解決方案,有效解決了企業信息化建設多年來長期存在的“信息孤島”、“應用孤島”、“資源孤島”的頑疾,提高了企業信息資產使用價值,促進信息技術與生產實際的有效結合,是公司信息技術高端應用的一次成功實踐。 一、信息資源從分散化向集成化應用的轉變   以往的企業信息化實踐由于過多地關注以崗位職責為核心的應用開發,各種應用系統彼此“各掃門前雪”,系統之間的溝通效率很低,大量信息資源沉睡于數據庫中無人問津,形成企業隱性浪費。“信息孤島”構成信息化建設無法深化的瓶頸。如何有效解決信息資源共享化利用,綜合發揮企業生產裝置完善的DCS系統數據采集能力、先進的計算機網絡通信能力、實時數據庫、關系數據庫數據存儲能力,呼之即來的MES系統,為解決信息資源的集成化應用帶來新的思路。   對煉油企業而言,原油從進廠到常減壓、催化裂化、加氫、重整等工藝處理,形成產品達到增值的目的,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方式爭分奪秒地生產,同時需要嚴格的過程控制和安全保障。MES正是通過收集整個生產過程產生的大量實時數據,經過生產模型專業化處理、與管理層(ERP)和控制層(DCS、PLC)保持雙向通信能力,獲取相應數據并反饋處理結果和生產命令來優化整個生產過程。特點如下: (1)企業生產計劃主要依據原油市場情況、成品油銷售情況、生產裝置現有條件、企業生產目標、總部指令安排等因素,在綜合優化各方面約束基礎上制定的。計劃制定的大量依據來自于基層車間上報的各種生產相關數據,經統計、分類、匯總,產生基本計劃數據及計劃相關報表,并結合財務數據、成本分析數據、物資采購數據、計量統計數據等,有效整合分布于各部門的數據服務于MES系統將有效提高煉廠適應突發事件的應變能力。 (2)企業生產調度體現以滿足總部計劃排產要求的生產模式,以年計劃、月計劃、五日計劃逐層分解組織生產,表現為連續工藝過程、設備滿負荷長周期運轉,在滿足儲油罐周轉的前提下最大限度發揮裝置潛能安排優化生產。主要考慮產品結構、物料移動、物料平衡、動力平衡、提高收率、降低損耗、縮短生產周期、加快從原油到成品油罐的周轉等問題,保證儲存提運收支平衡,對生產流程進行全面、合理地調度和監控。 (3)企業生產過程上道工序的產品經常會成為下道工序的原料,對每道工序產生的成品、半成品及外部采購進來的化工原材料都需要通過嚴格的質量檢驗并記錄檢驗結果,為生產執行提供及時的質檢報告,保證產品生產與質量分析同步進行,為MES系統生產指揮、實時調整裝置操作參數提供依據,提高合格品率,提高MES系統運行有效性。 (4)隨著企業加工原油種類的增加,生產工藝過程存在工藝機理復雜問題,同樣的操作條件很難得到相同的結果,無法對生產過程準確地預測,上級物料和下級物料之間的數量關系經常隨溫度、壓力、物性、季節、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,生產過程需要在嚴格管理條件下進行,對設備的嚴密性、生產操作、環境要求苛刻,生產過程包含復雜的物理化學過程及各種突變和不確定因素。 (5)企業生產過程要滿足QHSE體系管理要求,實現規范操作和管理、促進節能降耗,追求成本最低、效益最大化。以信息化建設為契機,以信息技術工具使用為手段,以數據向信息轉換、信息向知識轉移、知識向決策轉變為途徑,鍛造員工新的價值觀念、豐富員工職業道德內涵、提高員工綜合素質,創新企業文化建設,是企業未來發展的重要課題。   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。MES涉及到業務面寬、信息量大,具有多部門、多專業、多崗位相互協同的特點正好與當前企業信息化需求相吻合。對企業現存的與此項業務相關的調度管理系統、生產統計及計劃系統、質量管理系統、計量管理系統、車間管理系統等各類信息系統按照MES需求整合改造,開發系統接口,實現信息編碼標準化處理,搭建信息資源共享化平臺是保證項目順利實施的重要工作。經過努力,圍繞MES系統物料移動及物料平衡系統,編寫體現標準化內涵的中英文編碼對照表,涵蓋45項原油編碼、514項中間料編碼、270項產品編碼、44項罐區設備編碼,對企業現存應用系統進行合理對接、巧妙組合,有效支持了MES系統信息資源整合的信息溝通需求,對于突破“信息孤島”做出具有示范效應的實踐。 二、生產管理從靜態化向動態化轉變   以往的車間層面生產管理過程由生產運行處下達調度指令安排生產,將統計結果上報,經調度人員分析后判斷生產的合理性,由于各應用系統按崗位職責開發,系統之間互不溝通,應用系統表現為人工業務的電子版本,這種“應用孤島”保證不了生產管理的實時需求,表現為一定程度的靜態化,存在很大的滯后性,信息技術與生產管理結合的優勢遠未發揮出來。   基于Web的實時數據庫為MES有效運行提供了數據平臺環境,員工可以通過這個平臺監控實時數據、查詢歷史數據,通過KPI指標與工藝參數計算評估裝置績效,通過過程統計分析與控制應用把握生產運行趨勢等,推動裝置管理從靜態化向動態化轉變。   在車間層面,可以利用物料動態工藝實時數據加強生產車間的自我績效評價,對生產裝置進行動態成本分析,對產品收率變化實時跟蹤,隨時做出計劃定額指標與實際完成數據的差異比較,對存在差異的數據,及時查明原因,實時調整生產管理方案。   在車間班組層面,可以利用物料動態工藝實時數據加強車間班組的績效考核,細分生產工序,對班組內每個操作員制定操作定額指標,針對每段工序的水、電、汽、風等能耗情況,計算出該段工序的最低噸加工消耗成本,考核每個操作員的操作能力和工序最大加工能力。   在工藝管理層面,可以利用實時數據獲得各裝置操作參數,詳細觀察裝置運行狀況,持續改進原油評價與生產實際吻合情況,提高原油混煉比的上下限及操作條件的準確性,提高裝置平穩運行率,減少裝置運行波動,確定各裝置的優化加工量及產量。   在公司調度層面,可以利用實時數據加強全廠計劃執行情況評價,依據五日滾動作業計劃各車間實際完成情況,合理調配原油、半成品、成品油及來料加工油品的提運和存貯,當五日滾動作業計劃執行中出現矛盾時,則立即進行協調和平衡,保證調度順利進行。   在公司管理層面,可以利用實時數據加強生產過程綜合評價,通過生產過程監視、綜合統計報表及系統維護,對生產過程事故狀況進行監視,對生產調度狀況進行統計分析,為未來原油采購、產品結構、成本控制、效益分析提供決策依據。   MES為生產管理提供了展示生產過程細節的數據平臺,為生產事前預測、事中控制、事后評價提供了工具,引導員工運用軟件技術方法,通過生產現場與生產管理信息的雙向溝通,實現優化控制動態管理,實現實時成本可控,以最佳的生產方案、最優的產品結構、最低的生產成本、最高的產品收率,達到最高收益的目的。 三、控制過程從經驗化向知識化轉變   以往的企業管理過程,雖然輔助以很多信息管理系統,但是從“信息孤島”引發“應用孤島”,再到“資源孤島”,信息化潛力被深埋于經驗主導的常規管理之中,企業資源效率自然無法運用信息化思維得以充分展現。   受到原油資源來源多樣化及裝置適應能力的約束,員工對加工原料混煉比的把握能力、原油評價準確能力,加工過程的控制能力,直接反映出員工煉油知識應用能力并直接影響企業的成本效益。利用MES實現生產管理,主要包括:優化排產、生產調度、物料移動、物料平衡、質量控制、產品規范、工藝控制、文檔管理、設備監控、動力控制等,無論是技術發展處、生產運行處、車間技術負責人、車間班組操作人員均留有人機數據錄入界面,用于生產過程管理實時數據庫中位號上下限賦值及進行數值修正和插值需要,其中每一項數值的更新,每一個操作條件的改變都蘊含著復雜的決策分析,MES與生產控制自動化系統的集成化應用,通過數據和信息交換,監控整個生產過程關鍵點和關鍵參數,完成整個生產的管理,促進信息利用向物質增值的轉換,提高生產管理的科學性。   MES系統運行過程對生產系統各部門有著明確的流程化的職責分工,利用Web技術把相關信息集成于同一個信息平臺,其中:技術發展處根據需要及時調整工藝參數上下限,監督生成工藝臺帳的過程,對裝置進行考核;生產運行處負責及時調整生產方案,確定生產和調度計劃對儀表位號的設定

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