面臨的問題-難以做到物料平衡

石油化工生產(chǎn)屬于連續(xù)性生產(chǎn)，雖然生產(chǎn)線一級(jí)自動(dòng)化程度較高，但對(duì)物料平衡的管理，仍處于粗放狀態(tài)。傳統(tǒng)的物料平衡管理主要以月度為周期，缺乏及時(shí)、準(zhǔn)確的物料平衡數(shù)據(jù)，成為生產(chǎn)精細(xì)化管理的瓶頸，尤其在企業(yè)實(shí)施ERP系統(tǒng)后，ERP的物料、資金流、信息流三流合一的功能受到制約。如何將物料平衡管理周期從月縮短到旬、日，物料粒度精確到組分，資產(chǎn)粒度精確到物理設(shè)備（如儲(chǔ)罐和塔餾出口等），成為石化行業(yè)對(duì)MES系統(tǒng)的一個(gè)迫切要求。

石化企業(yè)要做到物料管理“日平衡、旬結(jié)算”非常復(fù)雜，這是因?yàn)楣S的生產(chǎn)過程中，原料、半成品、成品始終處于流動(dòng)狀態(tài)，整個(gè)企業(yè)的物流過程呈現(xiàn)“網(wǎng)狀”結(jié)構(gòu)。在從原材料的入廠、到產(chǎn)成品的出廠的整個(gè)生產(chǎn)過程中，每個(gè)生產(chǎn)階段的物料的具體構(gòu)成都是動(dòng)態(tài)變化的，而我國(guó)石化行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)偏小、工廠現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部計(jì)量基礎(chǔ)自動(dòng)化水平又相對(duì)較低。

另外，石化行業(yè)的生產(chǎn)是一個(gè)多投入、多產(chǎn)出的過程，即：每套裝置的產(chǎn)出同時(shí)包含著各種不同的半成或產(chǎn)成品，其中半成品進(jìn)入下一套裝置又會(huì)產(chǎn)生各種不同的產(chǎn)品，同時(shí)還存在著物料回流的現(xiàn)象，即：一些物料可能要從后階段向前階段重新循環(huán)再加工。這樣，物料在裝置中往復(fù)循環(huán)，使得管理者很難搞清楚原料與產(chǎn)成品之間的組分關(guān)系，產(chǎn)成品如何分擔(dān)原料的成本。

石油化工行業(yè)的這些特點(diǎn)使日常生產(chǎn)的精細(xì)化管理難度大大提高。從成本核算的角度來看，管理者很難確定哪些產(chǎn)品是哪批原料生產(chǎn)出來的，這樣每一批次原料的產(chǎn)成率無從得知，成本核算的精細(xì)化管理成了紙上談兵；從車間、班組績(jī)效考核的角度來看，生產(chǎn)是在設(shè)備中連續(xù)進(jìn)行的，一條加工流程上有多套生產(chǎn)裝置，每套裝置產(chǎn)出的半成品又會(huì)沿著不同路線進(jìn)入其他產(chǎn)線，管理者對(duì)每套裝置的生產(chǎn)情況只有一個(gè)數(shù)量上的總概念，但是具體到每個(gè)班組生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量上卻難以準(zhǔn)確考核。

在實(shí)施MES之前，化工企業(yè)的成本核算通常是以月為單位，得到的只是粗略的結(jié)果。企業(yè)的績(jī)效考核一般是以分廠或車間為單位，不能具體到班次，考核指標(biāo)的權(quán)威性缺乏足夠的數(shù)據(jù)支撐。因此，煉化企業(yè)應(yīng)用信息化系統(tǒng)，如果不能通過MES把上述問題搞清楚，那么就根本無法做到對(duì)企業(yè)的各種資源進(jìn)行科學(xué)管理。

用初等方程解決高等數(shù)學(xué)難題

通常來說，煉化行業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度很高，只要對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)原料、半成品、產(chǎn)成品的流量、組分進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過計(jì)算還是可以做到企業(yè)內(nèi)部物料平衡管理。但石化公司的內(nèi)部人員說到，這種方法理論上可行，但在實(shí)際中生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)出口眾多，每個(gè)管道上都安裝高精度的計(jì)量，檢測(cè)裝置成本高昂，同時(shí)這種物料的成分檢測(cè)也不可能是連續(xù)的、實(shí)時(shí)的，另外物料在管道中處于流動(dòng)狀態(tài)，檢測(cè)結(jié)果存在滯后現(xiàn)象，計(jì)量?jī)x表也存在著測(cè)量誤差，因此，單純靠提高檢測(cè)手段的方法幾乎不可行，只能通過建立數(shù)學(xué)模型對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)、估算。他把這種方法形象地稱之為用初等方程解高等數(shù)學(xué)難題。一道高等數(shù)學(xué)題如果直接算不出來的話，我們可以把它分解成幾個(gè)初等數(shù)學(xué)方程來降低計(jì)算的難度，這樣的結(jié)果當(dāng)然沒有用微積分的準(zhǔn)確，但肯定要比沒有要好的。

這里提到的“初級(jí)方程”，指的是利用裝置校正、調(diào)度平衡和統(tǒng)計(jì)平衡的“2＋1”平衡策略和誤差偵破及超差報(bào)警技術(shù)來彌補(bǔ)計(jì)量?jī)x表的不足。據(jù)介紹，由于石化盈科的MES在中石化集團(tuán)下屬企業(yè)的成功實(shí)施，已成功解決了困擾多年的石油化工行業(yè)生產(chǎn)過程物料無法閉環(huán)控制的難題，實(shí)現(xiàn)了煉化企業(yè)從原料進(jìn)廠到產(chǎn)成品出廠的精細(xì)化管理。在石化盈科幫助下實(shí)施MES應(yīng)用的茂名分公司、荊門分公司、安慶分公司和濟(jì)南分公司四家公司物料平衡周期縮短到班次、產(chǎn)品的組分精確到餾出口。

MES的巨大影響

MES對(duì)企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)有什么作用？

MES將經(jīng)營(yíng)目標(biāo)轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)過程中的操作目標(biāo)，通過反饋執(zhí)行結(jié)果，不斷調(diào)整和優(yōu)化，形成一個(gè)周期性的從生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)到生產(chǎn)運(yùn)行和過程控制的高效能閉環(huán)系統(tǒng)。

舉兩個(gè)例子：煉化企業(yè)的原料是石油，這些石油來自世界各地，每個(gè)地區(qū)的原油物性指標(biāo)都各不相同，甚至在一口油井里打出的石油用船運(yùn)到工廠后，由于時(shí)間和運(yùn)輸?shù)脑颍竭_(dá)工廠后物性也可能都是不一樣的。通常石油商也向企業(yè)提供這些原油的簡(jiǎn)單物性指標(biāo)，但數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確，不能真正反映原油的實(shí)際狀況，石化企業(yè)還需要對(duì)原油進(jìn)行進(jìn)一步分析評(píng)價(jià)。但這種分析評(píng)價(jià)往往需要一個(gè)較長(zhǎng)的過程，滿足不了工廠生產(chǎn)的適時(shí)評(píng)價(jià)需求，后續(xù)的生產(chǎn)裝置也因此不能根據(jù)油品組分的變化及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝。就需要根據(jù)MES層面的原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)模型，對(duì)不同時(shí)點(diǎn)的原油成分進(jìn)行預(yù)測(cè)，為后續(xù)反應(yīng)裝置提供數(shù)據(jù)。

同時(shí)，MES也促進(jìn)了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提高。上世紀(jì)80年代、90年代我國(guó)花費(fèi)巨額外匯從國(guó)外引進(jìn)化工生產(chǎn)線，在用進(jìn)口原料進(jìn)行試車時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但是一但進(jìn)入連續(xù)生產(chǎn)階段，使用國(guó)產(chǎn)原料時(shí)產(chǎn)品的質(zhì)量卻不能保持穩(wěn)定。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，造成這種現(xiàn)象的主要原因是國(guó)內(nèi)化工原料成分不穩(wěn)定，使得下游企業(yè)需要不斷地根據(jù)煉化企業(yè)的產(chǎn)品組分調(diào)整生產(chǎn)工藝。而有了MES，在煉化企業(yè)產(chǎn)線內(nèi)部形成生產(chǎn)運(yùn)行和過程控制的高效能閉環(huán)系統(tǒng)，保證了產(chǎn)品組分的穩(wěn)定，受到下游企業(yè)的歡迎。

當(dāng)然，MES的作用還不止這些。石化企業(yè)MES的公用工程管理也起到很大作用。傳統(tǒng)管理中，對(duì)公用工程數(shù)據(jù)的管理主要以月度管理為主，由于計(jì)量條件差，主要采用人工抄表或單位報(bào)量的方式進(jìn)行管理，效率低，準(zhǔn)確性差。采用MES系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)了公用工程管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、模型化、實(shí)時(shí)化，為ERP生產(chǎn)成本核算、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

今后，隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，它將產(chǎn)生大量與生產(chǎn)過程相關(guān)的數(shù)據(jù)，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、歸納、總結(jié)，對(duì)于改進(jìn)化工生產(chǎn)工藝，提高成品質(zhì)量有不可低估的作用，這些都將是企業(yè)的寶貴財(cái)富。