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　　隨著現(xiàn)代石油工業(yè)的發(fā)展，越來越多的國家和領導人對世界石油的加工清潔化、智能化、高附加值的問題提到很高的高度，從2000年的世界石油大會上就提出來怎么樣來保護我們的環(huán)境，保護我們的地球，需要清潔。另外從我們節(jié)能的角度來說，也要使得我們能夠滿足節(jié)能的要求。所以信息技術的發(fā)展，也使得我們有條件來對我們的石化企業(yè)煉廠出現(xiàn)管控的一體化，提高我們的生產管理和控制水平，所以現(xiàn)在石油石化突出的表現(xiàn)，從國外大公司來說就是講究環(huán)保、講究低能耗、講究智能化的控制和管理。

　　國外的煉廠圍繞著低能耗、清潔化、智能化的目標，越來越多的煉廠在實施DCS、APC智能化的基礎上大規(guī)模實施MES系統(tǒng)，來降低能耗、優(yōu)化產品結構、提高產品的附加值。像國外大公司如ExxonMobil BP、CITCO、Shell等等，并且他們對MES系統(tǒng)每年的效益都有個統(tǒng)計，降低裝置能耗1％，提高產品收益率0.5％，減少產品缺陷18％，這是一個很好的效果。

　　對于我國的石化企業(yè)來說，其核心業(yè)務流程復雜，是典型的流程型企業(yè)，要實現(xiàn)生產過程優(yōu)化、節(jié)能降耗等目標，MES必不可少。并且在整個企業(yè)信息整體構架中處于承上啟下的作用，如下圖所示：

石化行業(yè)是一個典型的流程型行業(yè)，其核心業(yè)務流程涉及原油儲運、油品加工和產品發(fā)運三個主要業(yè)務，其中油品加工涵蓋將原油加工成產品的整個過程，也是石化企業(yè)生產管理業(yè)務的重點。整個過程涉及油品的多次流轉及物性的改變，從原油運輸進廠，到輸入一次加工裝置（以物理反應過程為主）、二次加工裝置（以化學反應過程為主）、精制裝置等進行油品加工，然后輸出到罐區(qū)進行油品調和，直至產品合格。在這一系列油品加工移動過程中，涉及大量過程數(shù)據(jù)的實時采集與分析、生產現(xiàn)場設備與物料的監(jiān)控、生產調度優(yōu)化以及能源合理供應等問題，迫切需要利用信息技術，實現(xiàn)石化企業(yè)生產管理的優(yōu)化，其核心需求如下圖所示：

MES在石化行業(yè)的應用概況

　　由于石化企業(yè)核心業(yè)務流程的復雜性，信息系統(tǒng)的建設面臨如下挑戰(zhàn)。

　　1.過程優(yōu)化困難

　　石化企業(yè)MES的決策具有混雜性，不僅包括連續(xù)過程變量，而且包含離散過程變量。為了對生產過程及產品質量進行控制，必須建立反映連續(xù)過程主要物理、化學變化過程的過程模擬模型，并將過程模型與優(yōu)化模型結合起來。

　　2.生產操作復雜

　　石化企業(yè)生產環(huán)境苛刻，生產過程包含復雜的物理、化學過程及各種突變和不確定性因素。特別是裝置啟動、停機和應急處理等暫態(tài)過程的各項操作，不僅影響生產效率，而且存在著安全隱患。因此，操作管理是石化企業(yè)MES的一項重要任務，它負責監(jiān)督在所執(zhí)行的每一項操作中遵守操作步驟和規(guī)范，在連續(xù)、混合及間歇生產環(huán)境下為操作員提供流程啟動、平穩(wěn)運行及停機等過程的標準操作指令。

　　3.能耗高、污染重

　　能耗成本占原油加工成本的70%以上，因此石化企業(yè)信息化不僅要集成信息流和物料流，還要考慮能量流的集成，使調度決策功能能夠對物料和能量提供最佳控制策略，不僅達到提高生產效率和降低生產成本的目標，而且實現(xiàn)節(jié)省能源、減少污染等目標。

　　從20世紀90年代末開始至今，MES產品已由單一的MES功能模塊發(fā)展到整體解決方案，國內外很多著名的公司都推出了面向石化行業(yè)的MES，如美國Honeywell公司的MES方案、美國Aspen Tech公司的MES方案和德國西門子公司的MES方案，以及中國石化牽頭，由石化盈科、浙江中控、中科院軟件所和北京時林公司共同開發(fā)的石化企業(yè)MES解決方案。

　　石化行業(yè)作為典型的流程行業(yè)，由于信息化與自動化基礎較好，其對MES的需求迫切，國內外石化行業(yè)都非常關注MES的建設，通過MES將生產經營管理和生產操作集成起來，用來支持整個企業(yè)的供應鏈優(yōu)化，并從中受益。如BP、ExxonMobile、ChevronTexaco、Shell等國際知名公司都已在美國和歐洲的企業(yè)實施了MES系統(tǒng)的大部分功能。

　　作為我國石油化工行業(yè)的兩個主要企業(yè)，中國石化和中國石油在MES的實施策略上有所不同: 中國石化在國家863計劃的支持下，以自主知識產權的MES產品SMES研發(fā)與實施為主；而中國石油則以美國Honeywell公司的MES產品為主。

石化行業(yè)MES的發(fā)展趨勢

　　隨著信息技術和企業(yè)管理思想的進一步發(fā)展，MES 技術也將會得到不斷提升。從目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，生產過程優(yōu)化問題是我國MES研究中的弱項之一。另外，目前的MES在生產過程管理方面僅僅為生產管理人員提供了一個操作平臺，生產操作決策人員仍然要憑借個人經驗進行操作決策，如何將優(yōu)秀生產管理者的經驗固化在MES系統(tǒng)中，目前還沒有涉及。面向未來，今后石化行業(yè)MES的發(fā)展將主要體現(xiàn)在以下幾方面。

　　1．功能完善的可視化建模。MES是以生產過程模型為核心的。在每個企業(yè)實施 MES 時都需要對其生產過程進行建模。直觀而豐富的建模手段能夠有效的簡化建模過程，縮短MES實施周期，降低 MES實施風險，提高MES實施的成功率。

　　2．實時操作智能與可視化。 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應用使得MES實現(xiàn)了從生產現(xiàn)場直接采集數(shù)據(jù)，進而提高了數(shù)據(jù)采集的質量和效率；此外，通過將各類生產運行數(shù)據(jù)進行實時集成和整合，形成面向生產管理的企業(yè)生產運行數(shù)據(jù)庫，為企業(yè)生產經營管理優(yōu)化提高了數(shù)據(jù)基礎。另一方面，隨著數(shù)據(jù)的逐年積累，大量的生產現(xiàn)場數(shù)據(jù)為我們尋找產品生產過程的內在規(guī)律提供了可能。人們將能夠對大量歷史數(shù)據(jù)進行挖掘，發(fā)現(xiàn)生產過程內在規(guī)律或知識，并以直觀的形式展現(xiàn)給決策者，進而制定科學正確的決策方案，實現(xiàn)生產管理及操作的在線優(yōu)化。

　　3．MES集成與信息展示平臺。MES的核心是生產過程集成優(yōu)化與可視化。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術的應用實現(xiàn)了企業(yè)范圍內各種不同廠家、各種不同設備的控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實時集成，提供了企業(yè)范圍生產過程現(xiàn)狀的快照，為生產過程的實時集成提供了數(shù)據(jù)與事件管理基礎?；趯崟r數(shù)據(jù)庫與關系數(shù)據(jù)庫的MES集成平臺將實現(xiàn)生產現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)與管理信息的有機整合，為生產過程的集成優(yōu)化提供有效的工作平臺。另一方面，由于石化企業(yè)生產過程復雜，完全自動化不可能，需要專業(yè)人員的操控。然而，生產現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)量大，如何將這些數(shù)據(jù)中隱含的有用信息提取出來，并以有效的方式展現(xiàn)給專業(yè)人員也是我們需要考慮問題。隨著認知科學理論與人機交互技術的發(fā)展，在不久的未來將會出現(xiàn)高效實用的信息展示平臺。

　　4．不斷擴展的應用深度和廣度。一方面，多數(shù)已實施MES系統(tǒng)的企業(yè)只實施了MES的主要模塊，如罐區(qū)管理、裝置生產管理、進出廠管理、油品移動管理和物料平衡應用較多，計劃優(yōu)化、調度優(yōu)化及裝置成本管理應用較少，石化MES還有較大的應用深度；另一方面，認識到MES重要性的企業(yè)越來越多，需要實施MES系統(tǒng)的石化企業(yè)將逐年增加，MES應用的廣度也將不斷擴展。

文章轉載自公眾號MES制造