MES系統(tǒng)在中國石油海外煉化企業(yè)的應(yīng)用實踐

柏鎖柱薛立林程剛許廣輝

（1.中國石油海外勘探開發(fā)公司；2.北京中油瑞飛信息技術(shù)有限責(zé)任公司）

MES系統(tǒng)在中國石油海外煉化企業(yè)的應(yīng)用實踐

柏鎖柱1薛立林1程剛1許廣輝2

（1.中國石油海外勘探開發(fā)公司；2.北京中油瑞飛信息技術(shù)有限責(zé)任公司）

通過煉油與化工運行MES系統(tǒng)在中國石油海外勘探開發(fā)公司（CNODC）本部及所屬3個海外煉化項目公司的成功實施，提高了CNODC本部及海外煉化項目管理水平，實現(xiàn)了多個方面的技術(shù)創(chuàng)新，尤其是海外MES系統(tǒng)自2013年12月成功上線以來，從減少非計劃停工、降低裝置能耗、減少人工成本和辦公費用等方面為企業(yè)累計節(jié)約成本1.3億元，不僅為中國石油海外煉化項目的有效開展積累了先進的管理經(jīng)驗，也為中國“走出去”的海外能源項目應(yīng)用MES系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，具有重要的先行示范作用。

煉油化工；海外煉化項目；MES系統(tǒng)；管理水平

隨著信息技術(shù)和企業(yè)管理技術(shù)的進一步發(fā)展，在中國石油總部的統(tǒng)一規(guī)劃下，MES系統(tǒng)于2004年開始在中國石油所屬各煉化企業(yè)應(yīng)用，歷經(jīng)試點、推廣和擴展3個大階段，歷時5年多的時間。在中國石油總部和各煉化企業(yè)建成了統(tǒng)一的生產(chǎn)運行管理平臺，實現(xiàn)了“現(xiàn)場監(jiān)控可視化、業(yè)務(wù)流程規(guī)范化、生產(chǎn)管理精細化、能源利用合理化、資源配置最優(yōu)化、調(diào)度決策科學(xué)化”的目標(biāo)。目前國內(nèi)中國石油煉化企業(yè)MES系統(tǒng)整體運行良好，但部分模塊功能有待進一步完善和提高。MES2.0系統(tǒng)正在國內(nèi)煉化企業(yè)穩(wěn)步推進，功能將更加集成化、過程化、智能化。項目整體水平處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，技術(shù)水平達到國際先進水平。由于MES在中國石油煉油與化工分公司的成功應(yīng)用，CNODC的煉油與化工業(yè)務(wù)也在不斷發(fā)展，所屬煉廠生產(chǎn)能力不斷增強，精細化管理要求日益迫切，需要新的技術(shù)手段提供支持。CNODC于2012年按照計劃進行了MES系統(tǒng)的組織實施工作，歷時1年在中國石油總部的統(tǒng)一部署和資源國的配合下，CNODC所屬3個海外煉化項目公司MES系統(tǒng)成功上線，填補了CNODC所屬煉廠在生產(chǎn)管理系統(tǒng)方面的空白，取得良好的經(jīng)濟效益。

1 MES系統(tǒng)實施過程

根據(jù)“十一五”期間中國石油煉油與化工分公司MES項目建設(shè)、應(yīng)用的成功經(jīng)驗，通過對CNODC煉油與化工業(yè)務(wù)現(xiàn)狀與需求、國內(nèi)外最佳實踐的研究，提出了MES（海外）項目技術(shù)方案。MES（海外）項目采用統(tǒng)一的架構(gòu)方案（圖1），煉化管道部MES系統(tǒng)和煉化項目公司MES的功能各有側(cè)重，各煉化項目公司MES系統(tǒng)為CNODC煉化管道部MES系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖1 MES（海外）項目總體功能架構(gòu)

1.1 CNODC煉化管道部MES系統(tǒng)

CNODC煉化管道部MES系統(tǒng)共分5層：最底層是煉化項目公司MES系統(tǒng)，經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸層將各煉化項目公司的生產(chǎn)數(shù)據(jù)（加工量、進廠量、庫存、溫度、壓力）傳輸?shù)浇y(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺；在傳輸

層，以面向接口的編程思想為指導(dǎo)，采用適配器模式（Adapter），將本次實施建設(shè)MES系統(tǒng)的3家煉化項目公司和沒有實施MES系統(tǒng)的煉化項目公司以統(tǒng)一的接口提供給數(shù)據(jù)平臺；在數(shù)據(jù)平臺層，搭建了Oracle實時應(yīng)用集群（RAC），提高了系統(tǒng)的高可用性和性能；在應(yīng)用層，根據(jù)煉化管道部的業(yè)務(wù)需要，建立生產(chǎn)運行管理、工藝技術(shù)資料規(guī)程管理、績效管理和物料庫存預(yù)警4個業(yè)務(wù)功能模塊，最大程度的支撐煉化管道部日常業(yè)務(wù)；在展示層，系統(tǒng)采用SILVERLIGHT4.0技術(shù)，以豐富的圖源為用戶提供了動畫展示界面，以及實時數(shù)據(jù)分析功能。

1.2 煉化項目公司MES系統(tǒng)

煉化項目公司MES系統(tǒng)基于SOA架構(gòu)（圖2），將11個功能模塊從邏輯上劃分為3個層面的應(yīng)用：最下層的基礎(chǔ)應(yīng)用層包括了3個子系統(tǒng)，分別是工廠基礎(chǔ)信息管理、實時數(shù)據(jù)庫、實驗室信息管理系統(tǒng)，這一層面的應(yīng)用是所有MES其他子系統(tǒng)的信息基礎(chǔ)，所有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)都來自于這個層面的子系統(tǒng)；自下而上的第二層是執(zhí)行層應(yīng)用，主要是實時數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、操作管理、物料平衡/物料移動、公用工程、生產(chǎn)調(diào)度指揮和生產(chǎn)統(tǒng)計等應(yīng)用；最上層的應(yīng)用是表現(xiàn)層應(yīng)用，包括生產(chǎn)信息運行平臺和ERP接口2個功能模塊。生產(chǎn)信息運行平臺主要是指提供煉化項目公司生產(chǎn)相關(guān)信息查詢和分析功能的最終用戶應(yīng)用，主要用于綜合報告并發(fā)布其它各子系統(tǒng)的信息，全面體現(xiàn)生產(chǎn)運行的狀況。

圖2 煉化項目公司MES功能架構(gòu)

2 實施效果與經(jīng)濟效益

2.1 實施效果

MES（海外）項目建成了一個統(tǒng)一集成的煉化生產(chǎn)運行管理信息平臺，通過系統(tǒng)應(yīng)用，提高了生產(chǎn)管理效率，增強了生產(chǎn)協(xié)調(diào)和指揮的敏捷性、準(zhǔn)確性，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程和業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化，為生產(chǎn)受控和降本增效提供了有效支撐，取得了顯著效果[1]。

1）提高生產(chǎn)效率，提升管理水平。實現(xiàn)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)的自動采集、電子工藝臺帳的自動生成、物料數(shù)據(jù)的自動計算和矯正；工藝指標(biāo)的自動監(jiān)控和平穩(wěn)率自動統(tǒng)計、質(zhì)量數(shù)據(jù)的快速共享、生產(chǎn)調(diào)度報表的自動生成，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，提升了企業(yè)的生產(chǎn)管理水平。

2）提高產(chǎn)品質(zhì)量合格率。將化驗分析數(shù)據(jù)快速共享，使班組和管理人員及時獲得生產(chǎn)質(zhì)量狀況并及時調(diào)整操作，提高了裝置餾出口合格率和全廠產(chǎn)品質(zhì)量合格率；通過LIMIS實時掌握調(diào)合油組分的質(zhì)量情況，及時調(diào)整油品調(diào)合方案，提高了產(chǎn)品的一次調(diào)合合格率。

3）降低公用工程能耗。通過對基礎(chǔ)公用數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，實時的提出節(jié)能降耗的技術(shù)分析，分析查找裝置運行問題，指導(dǎo)企業(yè)排除大宗能量消耗和公用工程損失；通過提高操作平穩(wěn)率，穩(wěn)定生產(chǎn)運行，有效降低裝置能耗。

4）減少物料損失。通過物料平衡及計量統(tǒng)計等手段，提供及時的物料帳實差異等數(shù)據(jù)，為分析物料損失原因、確立整改方案提供了依據(jù)，有效防止大宗物料的“跑冒滴漏”；通過實時監(jiān)控生產(chǎn)運行狀態(tài)，提高操作平穩(wěn)率，降低生產(chǎn)波動，減少非計劃停工，降低了裝置加工損失率。

5）降低人工成本。MES系統(tǒng)的應(yīng)用，大幅提高了企業(yè)生產(chǎn)運行管理效率，企業(yè)生產(chǎn)報表自動生成節(jié)省了人工成本；化驗分析實現(xiàn)自動登樣，樣品流程時間降低；合格證自動生成、樣品結(jié)果自動發(fā)布較原來人工發(fā)布提高；能源計量數(shù)據(jù)自動采集，效率較人工抄表提高。

2.2 經(jīng)濟效益

海外MES系統(tǒng)自2013年12月成功上線以來，從減少裝置非計劃停工和提高產(chǎn)品收率方面增收約7623萬元；從降低裝置能耗和加工損失方面增收約3050萬元；從減少管理費用和人工成本方面增收約1620萬元。截止到目前，總部和海外煉化項目累計增收約1.3億元。同時，該系統(tǒng)的建立，使得煉廠實現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時傳輸和先進的生產(chǎn)控制，并且提供了可靠的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，提高了產(chǎn)品收率，化驗數(shù)據(jù)等信息及時共享，降低了人工成本，提高了工作效率，使得生產(chǎn)決策更加科學(xué)合理。

3 技術(shù)提升

MES系統(tǒng)在CNODC的成功實施，在主要技術(shù)和管理手段上取得了以下7個方面的提升：

1）遠程監(jiān)控。CNODC本部通過MES系統(tǒng)可以對海外煉化項目實時監(jiān)控，并對海外煉化項目的事故給予及時診斷和技術(shù)支持。

2）綜合展示功能模塊。直觀展示煉廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及控制參數(shù)，裝置開停工、產(chǎn)品庫存情況。

3）SOA建模技術(shù)。采用面向服務(wù)建模分析方法，建立了系統(tǒng)組織機構(gòu)定義、物料配置和工程建設(shè)配置3個模型，能滿足目前CNODC煉化業(yè)務(wù)管理需求與將來發(fā)展需要。

4）煉化業(yè)務(wù)統(tǒng)一流程管理技術(shù)。根據(jù)系統(tǒng)模型開發(fā)了批量數(shù)據(jù)導(dǎo)入模板，實現(xiàn)批量數(shù)據(jù)導(dǎo)入，對煉化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行計算，形成CNODC煉化業(yè)務(wù)準(zhǔn)確的統(tǒng)計報告。

5）圖形化展示技術(shù)。使用Silverlight開發(fā)了煉化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)動態(tài)綜合展示頁面，用戶可以按照系統(tǒng)組織機構(gòu)進行數(shù)據(jù)鉆取，以柱狀圖、曲線圖、餅圖等圖形化的方式向用戶直觀地展示總部及各煉廠生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)及其變化趨勢。

6）工藝資料平臺管理。建立了一個工藝資料平臺管理平臺，增加了文檔的檢索，目錄管理和權(quán)限管理功能，確保工藝資料安全受控。

7）數(shù)據(jù)審核流程的設(shè)計。采用逐級審核的流程化設(shè)計，通過系統(tǒng)功能規(guī)范業(yè)務(wù)流程，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、真實、透明，為物料和能耗的分析與決策提供了可靠手段。

4 結(jié)論

MES系統(tǒng)的成功應(yīng)用，實現(xiàn)了企業(yè)生產(chǎn)由以往的依賴人工經(jīng)驗向系統(tǒng)精細化管理的轉(zhuǎn)變，優(yōu)化了業(yè)務(wù)流程，解決了物料和生產(chǎn)的全過程控制，實現(xiàn)了企業(yè)智能化管理。同時，企業(yè)提高了工作效率、工作質(zhì)量，減少了企業(yè)監(jiān)管的費用。通過減少數(shù)據(jù)的輸入，減少與這些活動關(guān)聯(lián)的文本工作和失誤，降低了運行成本。CNODC本部及3家海外煉化項目MES系統(tǒng)的成功上線，不僅為中國石油海外煉化項目的有效開展積累了先進的管理經(jīng)驗，也為中國“走出去”的海外能源項目后續(xù)應(yīng)用MES系統(tǒng)奠定了良好基礎(chǔ)，具有重要的先行示范作用。

[1]康周，許珊珊，候云艷.MES生產(chǎn)統(tǒng)計子系統(tǒng)在煉化生產(chǎn)中的拓展應(yīng)用[J].數(shù)字石油和化工，2009（8）：144-148.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.11.014

2016-04-05

（編輯 王古月）

柏鎖柱，工程師，2009年畢業(yè)于俄羅斯古勃金石油天然氣大學(xué)，從事煉油化工、LNG方面工作，E-mail：baisuozhu@cnpcint.com，地址：北京市西城區(qū)阜成門北大街6-1，100034。