中小炼化企业生产运行系统（MES）国产化解决方案
时间：2020-12-06 04:24:00 来源：达达文档网 本文已影响 人 
苏庆东
[摘 要] 收集并保存工厂生命周期内的生产相关（含主厂区，码头、电厂）的数据，并通过对数据进行分析和利用，实时掌握企业的排产计划、运行管理、生产执行和生产统计等情况。实现生产过程管理信息的可视化、决策科学化，优化资源利用，降低工厂物耗能耗，提高生产管理的精细化水平，增强生产经营的盈利能力。
[关键词] 物料平衡;MES;操作管理;实时数据库;LIMS
doi ：
10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2020. 19. 040
[中图分类号] F273 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2020）19- 0096- 02
0 引 言
根据对地区公司业务及需求的调研，参照同等装置规模的炼化企业，结合我们公司在MES行业信息化建设的最佳实践。建议对企业全流程完成实时数据库管理、操作管理、报警管理、实验室信息管理、生产计划、生产调度、生产统计、物料管理、能源管理、生产运行信息平台等12个模块的实施工作。并且使用国产化软件来实施。
1 项目概述
生产运行系统（MES）是支撑企业生产运营和管理的核心应用系统，是企业信息化建设中承上启下的关键业务系统，向上支撐 ERP，向下管理生产过程，是管控一体化的桥梁。对于已经实现ERP系统的企业来说，缺少生产执行管理系统就相当于在计划与过程控制间形成了“断层”。生产执行管理系统属于与生产过程连接的企业信息系统，是实现企业综合自动化的关键环节。
生产执行管理系统通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力，确保整个生产行为的最优。系统主要作用是，一方面，实时收集和传递生产数据，通过设计的功能（程序）提供给所有需要的管理者，使他们能迅速知晓生产的变化，对生产进行有针对性的调控，实现对生产有效控制。另一方面，通过对生产数据的分析，找出规律，改进生产组织和管理的方法，优化生产管理体系。
2 项目目标
如图1所示，参照同等装置规模的炼化企业，结合我们公司在MES行业的多年经验认为：该公司MES系统分为三个阶段进行建设。
第一阶段：初步建设成以生产调度指挥为中心的MES实时数据平台通过实时采集各装置生产数据，进行长期历史存储、完成各种数据展示。通过操作报警、报表管理、操作管理等模块，使公司生产调度指挥中心能够实时掌握下属生产企业的安全生产状况。
第二阶段：经过实时数据成熟应用，实施完成以物料管理为核心的MES建设。实现能源管理、计量管理、工艺管理、质量管理、三剂管理等功能。做到“数出一门，量出一家”，实现物流的全厂统计平衡和生产的实时监控。
第三阶段：通过前两期MES平台建设，进行数据集成，打通炼油厂产销存全过程管理。实现生产过程管理信息的可视化、决策科学化，优化资源利用，降低工厂物耗能耗，提高生产管理的精细化水平，增强生产经营的盈利能力。
3 主要功能及关键技术
3.1 主要功能
功能架构图如图2所示。
（1）实时数据库及应用。通过实时采集各装置生产数据，进行长期历史存储、完成各种数据展示。为各种类型的用户、业务系统和生产应用程序提供访问和利用这些数据的便利。
（2）操作管理。符合企业运行管理日常需求，包含了操作监控、操作日志、操作变动、开停工监控等功能，全面覆盖岗位日常生产运行需求。
（3）报警管理。对工艺操作限值、设备限值、环境限值发生偏离情况发出警告，用于提醒操作人员，生产装置出现异常情况，需要立即采取措施。同时也对一些常驻的、重复的报警信息，有效地进行筛选、甄别。
（4）实验室信息管理系统（LIMS）。通过仪器连接、样品管理、数据管理、实验室管理、质量管理等实现实验室全面的信息化管理。
（5）生产计划。在企业中，生产计划是企业经营管理指导性计划，用以确定企业中长期的经营目标和实现该目标的方案。生产计划主要包括产品产量计划、能耗物耗计划装置生产计划等。
（6）调度指挥。将支持企业生产运行的日常协调和指挥工作。调度管理将以生产实时数据库、生产计划、生产统计、物料管理、能源管理以及操作管理等数据作为系统的输入或基础信息来源。
（7）生产统计。通过生产统计系统生成各类生产报表，包括调度日报，主要产品、消耗、库存报等生产数据相关报表，不涉及财务等专业报表，并提供给用户查询导出的功能。
（8）三剂管理。实现各装置三剂消耗的录入、统计和查询。实现计划编制、上报、下达等流程管理。实现同类牌号三剂的消耗量对比、效益对比等功能。
（9）计量管理。实现器具台账，检定计划管理。管输、公路、铁路进出厂信息的计算、录入、比对和确认，并可对记录进行维护。
（10）物料管理。实现对与生产物料相关的进出厂数据、装置数据、罐区数据的采集、填报管理，并依据采集和填报的生产物料数据进行生产物料平衡处理，为生产统计提供平衡数据。主要包括：进出厂管理、罐区管理、仓储管理、装置管理、物料平衡。
（11）能源管理。通过对能源（水、电、汽、风、燃料）的产供耗数据的采集，实现能源的数据采集与审核。并采用多种图表形式对能耗数据进行查询与分析，提高公用工程管理水平。
（12）生产运行信息平台。全面汇总企业生产业务中相关的调度、生产、质量、能耗、安环等关键信息，为管理人员辅助决策及调度人员指挥生产提供全方位的数据支持。
3.2 关键技术
MES系统的设计架构充分考虑企业生产管理需求，适应企业当前管理模式，满足企业生产管理未来几年发展需求，保障公司与装置信息畅通，提高系统实用化水平。
本系统采用分层架构体系，保证了系统的低耦合度和系统的可靠性、可维护性和可扩展性。
展现层：采用Struts框架管理用户的请求和系统响应，执行UI校验，组装可以在用户视图中展现的模型对象等;采用Flash技术提供各种文档的在线阅读功能;采用报表技术展示各类设备管理统计分析报表。
业务逻辑层：采用Spring框架完成对设备管理各个功能模块的业务逻辑管理和业务校验，提供其他层交互接口，管理各个业务对象的依赖关系等。
数据层：采用Hibernate框架完成对系统中存储数据持久化操作，主要包括数据源和连接池的管理，查找、存储、更新、删除数据库中数据，事务管理，高级对象关系映射等。采用Webservice跨系统通信技术从第三方系统采集物料主数据和库存数据;采用OPC标准接口通过RealInfo对PC时层等实时数据进行采集。
4 预期效果和效益
MES通过信息集成平台实现与ERP、PCS等系统集成，为ERP系统提供数据支撑，为PCS系统优化生产提供支持，形成功能互补和集成。
（1）安全可控。MES通过生产数据的实时上传，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，保證了生产安全可控。
（2）生产效率。MES提高了生产管理的可视化和实时性;通过物料平衡与生产统计增强了生产信息的准确性，为及时进行生产决策提供了信息支撑;在MES实施过程中，对相关的生产业务流程进行了梳理、统一和改进，提高了生产运行管理效率。
（3）社会效益。MES系统提供的实时监控、过程记录功能，能够使操作人员更加快速准确识别生产中的危险情况。
MES系统的应用使企业安全生产更加有保障，能够规范一线人员的生产操作，帮助操作人员形成安全习惯，为员工、企业、社会带来较大的安全效益。MES系统的实施，可以促进企业的节能减排工作。
主要参考文献
[1]刘诏书，李刚炎.制造执行系统（MES）标准的综述[J].自动化博览，2006（3）：32-35.
[2]王志新. 制造执行系统MES及应用[M].北京：中国电力出版社，2006.
