中石化mes2.0系統(tǒng)在聚酯部的應(yīng)用

1、<p>　　中石化MES2.0系統(tǒng)在聚酯部的應(yīng)用</p><p>　　摘要：介紹了中石化股份有限公司天津分公司MES2.0系統(tǒng)和MES2.0在聚酯部的具體應(yīng)用。主要講述了聚酯部PTA大料倉(cāng)緩存計(jì)量和倉(cāng)儲(chǔ)車間產(chǎn)品預(yù)入庫(kù)問(wèn)題的解決。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：MES 裝置校正緩存料倉(cāng)產(chǎn)品入庫(kù) </p><p>　　中圖分類號(hào)：F273.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

2、文章編號(hào)： </p><p>　　MES（Manufacturing Execution System生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)），是指運(yùn)用及時(shí)、準(zhǔn)確的生產(chǎn)過(guò)程信息，指導(dǎo)、啟動(dòng)、響應(yīng)并記錄工廠活動(dòng)，是一個(gè)把生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)，它對(duì)生產(chǎn)原料的進(jìn)廠到產(chǎn)成品的出廠整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全程物流管理和跟蹤，從而能夠?qū)ιa(chǎn)相關(guān)條件的變化做出迅速的響應(yīng)、減少非計(jì)劃停產(chǎn)，提高企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的效率；通過(guò)對(duì)罐存和庫(kù)存的跟蹤，有助于及時(shí)交貨，加快庫(kù)存周轉(zhuǎn)，

3、進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 </p><p>　　MES2.0是石化盈科開發(fā)的，2006年2月天津石化成立了MES項(xiàng)目組，通過(guò)前期建模和測(cè)試于2007年1月正式應(yīng)用于聚酯部。通過(guò)應(yīng)用此系統(tǒng)確保了生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的來(lái)源唯一、準(zhǔn)確、及時(shí)；數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理結(jié)果可以在企業(yè)實(shí)現(xiàn)共享；系統(tǒng)中的信息可通過(guò)多種方式進(jìn)行綜合展現(xiàn)。 </p><p><b>　　1 MES的特點(diǎn) </b><

4、;/p><p>　　一個(gè)完整的企業(yè)信息架構(gòu)應(yīng)包括ERP、MES、PCS三個(gè)層次。生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)是流程工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)ERP/MES/PCS 框架結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵層，向上連接ERP，向下連接過(guò)程控制層(PCS)。MES 在企業(yè)的綜合自動(dòng)化中起到了承上啟下的作用，是整個(gè)流程工業(yè)綜合自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)圖如下所示： </p><p>　　中石化MES2.0的核心是“2+1”平衡模型，其中的“2”分

5、別為“調(diào)度平衡”和“統(tǒng)計(jì)平衡”模型；而“1”為“裝置校正”模型。其中統(tǒng)計(jì)平衡是MES系統(tǒng)的精華部分，所有數(shù)據(jù)都最終在這里匯總。所以，必須確保裝置校正模塊數(shù)據(jù)采集的全面性和統(tǒng)計(jì)平衡取到的數(shù)據(jù)與裝置錄入數(shù)據(jù)的一致性。 </p><p><b>　　2 MES原理 </b></p><p>　　MES主要包括企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成平臺(tái)與核心數(shù)據(jù)庫(kù)、裝置數(shù)據(jù)校正、物料移動(dòng)管理、罐區(qū)

6、管理、公用工程管理和全廠物料平衡統(tǒng)計(jì)等系統(tǒng)。這些系統(tǒng)由九個(gè)模塊組成，其中包括五個(gè)基礎(chǔ)模塊，即裝置、罐區(qū)、倉(cāng)儲(chǔ)、進(jìn)出廠、部際互供；兩個(gè)平衡模塊,即調(diào)度平衡和統(tǒng)計(jì)平衡；兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊，即三劑輔料、公用工程管理模塊。這些模塊都是MES系統(tǒng)的重要組成部分。如果說(shuō)各模塊勾勒出了MES的整體框架，那么系統(tǒng)中罐區(qū)、裝置、側(cè)線、界區(qū)、節(jié)點(diǎn)、緩存罐等就是填滿這些框架的內(nèi)容，并且將各模塊聯(lián)系在一起，形成一套完整的生產(chǎn)流程。 </p>&l

7、t;p>　　MES通過(guò)五個(gè)基礎(chǔ)模塊將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中，經(jīng)由調(diào)度模塊解析、推量后，最終匯總到統(tǒng)計(jì)模塊。側(cè)線、緩存罐等是數(shù)據(jù)輸入的窗口。 </p><p>　　裝置校正模塊負(fù)責(zé)裝置的相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集，基于裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)模型和裝置投入產(chǎn)出模型，綜合考慮生產(chǎn)加工方案，按照一定的邏輯進(jìn)行數(shù)據(jù)校正，實(shí)現(xiàn)裝置級(jí)的物料平衡，剔除測(cè)量值的顯著誤差，支持基礎(chǔ)投入產(chǎn)出臺(tái)帳，實(shí)現(xiàn)裝置級(jí)的物料平衡。所以，在中石化MES2.0系

8、統(tǒng)中及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的采集數(shù)據(jù)是裝置校正的核心問(wèn)題。在石油化工行業(yè)物料形態(tài)主要以氣、液態(tài)為主，但其中不免會(huì)有固態(tài)物料，在數(shù)量很大或計(jì)量手段有限的情況下，很難盤點(diǎn)出這些物料的庫(kù)存。然而，在MES2.0中料倉(cāng)、緩存庫(kù)的盤存量是裝置校正模塊中的重要數(shù)據(jù)。由此，重要數(shù)據(jù)計(jì)量困難的問(wèn)題急待解決。 </p><p>　　3 MES在聚酯部的應(yīng)用 </p><p>　　3.1料倉(cāng)緩存量計(jì)量 </p

9、><p>　　3.1.1困難問(wèn)題的產(chǎn)生 </p><p>　　因聚酯部物料主要以固體物料為主，而烯烴部和芳烴部均以液體物料為主，所以MES的應(yīng)用情況也有所不同。 </p><p>　　石油化工企業(yè)的生產(chǎn)屬于典型的連續(xù)性流程制造業(yè)，從原料進(jìn)廠到投入到生產(chǎn)裝置，從產(chǎn)品產(chǎn)出到出廠均是連續(xù)進(jìn)行的。而且各裝置之間的銜接性也很強(qiáng)，上游裝置的產(chǎn)成品一般作為下游裝置的進(jìn)料線原料。以聚酯

10、部聚酯裝置為例，聚酯裝置的產(chǎn)品PET熔體是下游長(zhǎng)絲/短絲裝置的原料，所以保證上游裝置的運(yùn)行穩(wěn)定，是杜絕全廠非計(jì)劃停車的基礎(chǔ)。聚酯裝置的主要原料是精對(duì)苯二甲酸（PTA）和乙二醇（EG），其中 PTA是由芳烴部PTA車間供給的。為了保證原料充足，首先把料送到體積較大的PTA大料倉(cāng)儲(chǔ)存起來(lái)，再由大料倉(cāng)送到日料倉(cāng)供裝置使用。由于PTA屬于固態(tài)粉料，由壓空直接吹送到大料倉(cāng)，所以料位面不可能是水平的，一般呈斜坡狀，在這種情況下料位計(jì)很難準(zhǔn)確地計(jì)量出

11、料倉(cāng)的真實(shí)料位，而且當(dāng)料位較低時(shí)，掛在料倉(cāng)壁上的料掉落下來(lái)后，料位計(jì)的顯示值會(huì)是一個(gè)虛假的增長(zhǎng)值。在這種情況下，靠現(xiàn)有的計(jì)量手段很難準(zhǔn)確的計(jì)量出料倉(cāng)的真實(shí)料位，所以，只能用人工檢尺的方法。由于人工檢尺非常麻煩，所以我們每月只檢一次。 </p><p>　　MES在天津石化的建模初期，計(jì)劃把聚酯部大料倉(cāng)做罐區(qū)處理，通過(guò)追蹤收付關(guān)系和班檢尺來(lái)進(jìn)行管理。這樣，大料倉(cāng)的進(jìn)料量、出料量和庫(kù)存量都能在系統(tǒng)中體現(xiàn)出來(lái)。但是，由

12、于現(xiàn)有計(jì)量技術(shù)的局限性，進(jìn)出量和庫(kù)存量都會(huì)出現(xiàn)較大偏差，有悖于MES2.0確保數(shù)據(jù)真實(shí)性的原則。 </p><p>　　3.1.2 解決困難問(wèn)題的方法 </p><p>　　確保生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的來(lái)源唯一、準(zhǔn)確、及時(shí)是中石化MES2.0系統(tǒng)存在的價(jià)值根本，為了將MES2.0系統(tǒng)的存在價(jià)值發(fā)揮到極致，必須解決大料倉(cāng)盤存的問(wèn)題。解決方法如下： </p><p>　　建立一個(gè)

13、虛擬裝置，把大料倉(cāng)作為這個(gè)虛擬裝置的緩存罐處理，裝置的進(jìn)料量是互供量，出料量也是互供量，即對(duì)這個(gè)虛擬裝置而言，進(jìn)出物料完全一致，而且數(shù)量相等，最終進(jìn)入緩存罐——大料倉(cāng)。生產(chǎn)流程如圖所示： </p><p>　　大料倉(cāng)的進(jìn)料量就是虛擬裝置的進(jìn)料量，出料量是虛擬裝置與聚酯裝置之間的界區(qū)量，界區(qū)量可由聚酯裝置日料倉(cāng)的存差量和裝置投入量計(jì)算得到。計(jì)算公式如下： </p><p>　　界區(qū)量=日料倉(cāng)

14、的存差量+進(jìn)料側(cè)線3的側(cè)線量 </p><p>　　為了便于理解以上公式，下面就一些詞匯作一下具體說(shuō)明： </p><p>　　側(cè)線：以實(shí)際物理上的進(jìn)出料管線為基準(zhǔn)，進(jìn)或出同種物料的多條管線可以定義為一條側(cè)線。 </p><p>　　側(cè)線量：裝置直接投入或產(chǎn)出的量。 </p><p>　　緩存罐：在裝置內(nèi)有若干個(gè)物理罐，在生產(chǎn)與統(tǒng)計(jì)中需要這些

15、罐的罐存量，但又不關(guān)心這些物理罐之間的移動(dòng)關(guān)系。緩存罐必須與側(cè)線關(guān)聯(lián)在一起，同一個(gè)緩存罐不能同時(shí)屬于多條側(cè)線。 </p><p>　　界區(qū)：兩裝置之間、裝置與罐區(qū)之間、互供點(diǎn)與裝置之間、裝置與倉(cāng)庫(kù)之間統(tǒng)稱界區(qū)。按照生產(chǎn)流程，界區(qū)上游模塊給下游模塊的量稱為界區(qū)量。 </p><p>　　存差量：指緩存罐的緩存后量與緩存前量的差值。 </p><p>　　班檢尺：MES

16、系統(tǒng)要求每天的6：00、14：00、22：00這三個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行人工檢尺，通過(guò)檢尺出來(lái)的罐高，計(jì)算出罐量。原則上只要是發(fā)生了收付關(guān)系的儲(chǔ)罐都有進(jìn)行班檢尺。 </p><p>　　期初量、期末量：每個(gè)統(tǒng)計(jì)周期，在盤存時(shí)點(diǎn)上通過(guò)盤點(diǎn)取得的實(shí)物量數(shù)據(jù)，視為該統(tǒng)計(jì)周期的期末量，同時(shí)也成為相鄰的下一個(gè)統(tǒng)計(jì)周期的期初量。即早班的緩存量可視為早班的期末量，同時(shí)又可視為中班的期初量。 </p><p>

17、;　　由此可見，增加一個(gè)虛擬裝置后，我們只需在期初給出一個(gè)通過(guò)人工檢尺得到的較準(zhǔn)確的大料倉(cāng)的庫(kù)存量，以后每個(gè)班次都可以通過(guò)計(jì)算得到相對(duì)準(zhǔn)確的量。計(jì)算公式如下： </p><p>　　期末量=（側(cè)線2）側(cè)線量+期初量-界區(qū)量 </p><p><b>　　3.2 產(chǎn)品入庫(kù) </b></p><p>　　3.2.1困難問(wèn)題的產(chǎn)生 </p>

18、;<p>　　在化工板塊中，聚酯部、烯烴部和芳烴部都有固態(tài)產(chǎn)品，固態(tài)產(chǎn)品需存放到倉(cāng)庫(kù)中。烯烴部和芳烴部的固態(tài)產(chǎn)品下線后，按照未指定等級(jí)在產(chǎn)品管理站辦理預(yù)入庫(kù)手續(xù)，待產(chǎn)品化驗(yàn)出等級(jí)后，再由產(chǎn)品管理站與車間辦理正式入庫(kù)。聚酯部的產(chǎn)品入庫(kù)業(yè)務(wù)具有獨(dú)特性：產(chǎn)品在車間生產(chǎn)完畢后，經(jīng)化驗(yàn)分等，按等級(jí)進(jìn)入倉(cāng)儲(chǔ)車間由車間人員直接辦理入庫(kù)手續(xù)。而MES項(xiàng)目顧問(wèn)在編制固體產(chǎn)品入庫(kù)程序時(shí)，是依據(jù)天津公司多數(shù)作業(yè)部的入庫(kù)環(huán)節(jié)編制的，沒有考慮到聚酯

19、部產(chǎn)品入庫(kù)業(yè)務(wù)的獨(dú)特性。在天津公司MES項(xiàng)目進(jìn)入各模塊接口檢驗(yàn)階段時(shí)，發(fā)現(xiàn)聚酯部統(tǒng)計(jì)模塊進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總后，各裝置的入庫(kù)產(chǎn)量數(shù)據(jù)匯總不到統(tǒng)計(jì)層面，這些固態(tài)產(chǎn)品的產(chǎn)量數(shù)據(jù)對(duì)于生產(chǎn)作業(yè)部來(lái)說(shuō)是必不可少的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)。 </p><p>　　3.2.2 解決困難問(wèn)題的方法 </p><p>　　在遵守MES系統(tǒng)產(chǎn)品入庫(kù)程序的前提下，為了使聚酯部的固態(tài)產(chǎn)品的產(chǎn)量數(shù)據(jù)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地匯總到統(tǒng)計(jì)層面，同時(shí)又不

20、改變聚酯部實(shí)際入庫(kù)流程的情況下，解決辦法如下： </p><p>　　產(chǎn)出固態(tài)產(chǎn)品的車間，根據(jù)其實(shí)際的生產(chǎn)情況，對(duì)下線后產(chǎn)品存放問(wèn)題的處理方式各有不同，有的直接入庫(kù)，有的暫存車間。不管是那一種情況，在MES系統(tǒng)中，車間都不設(shè)置緩存庫(kù)。下線后的產(chǎn)品產(chǎn)量數(shù)據(jù)由車間人員直接錄入到倉(cāng)儲(chǔ)管理模塊中。在錄入過(guò)程中視各車間具體情況而定，如下線后已經(jīng)檢驗(yàn)出等級(jí)的，在錄入過(guò)程中需錄入等級(jí)；如下線后沒有檢驗(yàn)出等級(jí)的，在錄入過(guò)程中錄入

21、未指定（等級(jí)）即可。同時(shí)，還要為不同車間的產(chǎn)品各選擇一個(gè)指定的倉(cāng)庫(kù)，這就完成了產(chǎn)品的預(yù)入庫(kù)。在實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)品入庫(kù)后直接存放到最終存放地，但是在MES系統(tǒng)中，入庫(kù)后的產(chǎn)品首先放入這個(gè)指定倉(cāng)庫(kù)，這個(gè)指定倉(cāng)庫(kù)相當(dāng)于烯烴部和芳烴部的產(chǎn)品管理站。待產(chǎn)品檢驗(yàn)出等級(jí)后，車間人員辦理正式入庫(kù)手續(xù)，倉(cāng)儲(chǔ)人員再根據(jù)正式入庫(kù)單在MES系統(tǒng)中查找正式入庫(kù)產(chǎn)品，并且用實(shí)際倉(cāng)庫(kù)的名稱替換這個(gè)指定倉(cāng)庫(kù)，最后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行確定等級(jí)等處理后，就完成了產(chǎn)品的正式入庫(kù)。 <

22、;/p><p><b>　　4 結(jié)論 </b></p><p>　　通過(guò)采取以上措施，使MES2.0系統(tǒng)更加完善，也更適應(yīng)聚酯部生產(chǎn)實(shí)際的需要。MES2.0系統(tǒng)的應(yīng)用使得數(shù)據(jù)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的被采集到，同時(shí)也使一些平時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中很難計(jì)量的數(shù)據(jù)如PTA大料倉(cāng)的緩存量，通過(guò)系統(tǒng)的平衡及計(jì)算功能，也能較準(zhǔn)確的被反映出來(lái)。這些數(shù)據(jù)能夠更好的反映生產(chǎn)的實(shí)際情況，為管理者和操作者作出正