1 引 言

　　在流程工业CIMS中，PCS(Process Control System)层是以设备综合控制为核心，将上层指令处理成生产过程的可执行指令，其信息集成技术已相当成熟。ERP(Enterprise Resource Planning)层以财务为核心，包含财务管理、销售管理、物资供应管理、人力资源管理等企业管理功能，其理论与技术与离散工业大同小异。MES(Manufacturing Execution System)层作为中间层，提供了数据通讯与交互、系统开发和运行的平台，是三层结构的核心。MES采集生产运行数据、集成原料和产品的存储数据、集成设备状态信息，并将这些信息进行合并、汇总、规范、比较、分析等综合处理，一方面为生产计划与排产提供依据，另一方面也为ERP提供了及时、可靠、准确的生产经营决策参考信息。

　　物流平衡报表是全厂物流平衡和数据校正系统的重要组成部分，是数据校正结果的直接呈现。本文以某炼化企业为背景，从企业综合自动化的角度，基于数据校正的结果开发了物流平衡报表的开发，并实际应用于企业MES层软件的实践，取得了显著成效。

　　2 物流平衡和数据校正系统

　　全厂物流平衡和数据校正的目的是基于生产过程机理和统计分析方法实现物流数据的校正和产率计算，解决流程工业企业物流数据中不准确、不一致、不完整等问题，从而将实时过程数据提炼成一致和可靠的高质量生产管理业务信息。通过物流数据的综合集成和数据校正，可以将PCS层中的生产运行、产品质量、原料和产品输转等数据进行汇总和处理，使下层生产过程的实时信息和上层企业资源管理等的各类信息都在MES层中融合与贯通，并通过信息集成形成优化控制、优化调度和优化决策等的判断或指令。

　　物流平衡和数据校正理论包括显著误差检测和数据协调计算两部分。显著误差检测就是发现测量中的粗大误差或过失误差，如诊断仪表是否有较大的零点漂移。数据协调计算就是根据过程物料平衡模型消除随机测量误差(由测量仪表精度决定)的影响。

　　当某生产过程处于稳态时，模型为描述各流量之间的物料平衡关系的代数方程组。方程组个数越多对数据协调计算和估计未测变量越有利，这种性质称为数据冗余性。数据校正软件APC-DataPro以实时数据库和关系数据库为软件平台，包含数据输入、输出接口、测量模型组态、数据预处理、显著误差检测及校正算法库、数据协调问题求解算法库和人机界面等功能，如图1所示。

　　图1 APC-DataPro软件功能模块

　　物流平衡报表可以根据炼化企业的计量、生产、计划等业务部门的需求进行开发。鉴于炼化企业的特殊性，在克服了物流数据来源众多，数据类型繁杂，数据质量不稳定等问题将数据集成至实时数据库和关系数据库之后，还需进行经过数据准备、数据校正，再基于保存在关系数据库中的协调结果制作物流平衡报表。

　　3 数据准备

　　一般说来，无论数据集成的程序和层次性如何，最终所需要的数据都统一归整到关系数据库中。但是，其中的部分数据并不符合物流数据校正和制作物流平衡报表的需求，比如：

　　①部分原始数据是体积量，不满足物流数据必须统一为质量量的要求;②部分原始数据需要用仪表系数进行修正才能得到最终的物流数据;③个别缺失或质量不好的原始数据有必要进行人工增补或合理修正;④部分原始数据是累计量，需要将其转换为日量数据。

　　以上情况表明，原始的物流数据通常需要物流平衡工程师进行数据预处理，并将处理好的数据回写到关系数据库中，以便为数据校正和报表生成等后续工作准备好数据。下面以某石化企业物流平衡与数据校正系统为例，说明在数据集成基础上如何进行数据预处理和数据准备，这些功能都是通过一个专门的数据准备程序来实现的。

　　考虑到企业的工作习惯以及MS Excel的强大功能，该数据准备程序采用Excel的呈现方式，编程语言为VBA，数据库采用Oracle数据库。

　　在该程序中，能够实现对装置侧线计量、油品输转、油品计量，气体等多种物流数据的预处理和调整，制表工程师将处理后的数据回写到Oracle数据库中进行保存。物流平衡与数据校正系统将直接引用处理后的数据来进行数据协调并生成最终的报表。在该程序中，能有效地实现以下功能：

　　①实现数据库中相关计量点资料的读取与维护，包括计量点的单位，名称和数据类型等;②汇总所有原始数据，按种类和时间进行分类和处理，计算出当日日量并回写至关系数据库;③基于来自质量管理系统的每日装置侧线密度和组成的数据，提供换算系数的及时批量计算和自动导入功能;④计算自月初至当日的累计量，并可回溯至多前30天的日量数据。

　　4 数据校正

　　企业的物料平衡统计报表以及在此基础上的生产决策等需要以企业的物料和能耗的正确测量数据为依据。带有误差的测量数据会使管理人员无法掌握工厂的真实情况，从而导致决策的偏差。数据校正的目的是确保过程数据的一致性、准确性和可靠性。数据校正系统的功能是：使用APC-DataPro软件实现该企业各装置物流计量数据的显著误差检测、协调计算。

　　经过上述数据处理步骤，整理好的物流数据存入Oracle数据库，然后，APC-DataPro软件根据事先组态的协调模型，从Oracle数据库取出参与协调的油品计量数据，经过数据校正运算之后，将协调的计量数据写回至数据库，以支持生成装置计量日报表。

　　报表生成的王要功能是：在Oracle数据库的支持下，以Excel电子表格的形式，生成每日的物流平衡报表等报表，并在月末生成相应的月报;其中，物流平衡报表中的基础数据是经物流数据校正后的数据。此外，还提供了报表组态的功能，从而使得制表人员在修改报表格式的同时，可以将所做修改及时保存到全厂物流平衡Oracle数据库中，使报表制作更具灵活性。整个系统的基本流程如图2所示。

　　图2 报表生成基本流程

　　制表人员完成报表制作之后，做出必要的修改后将生成的报表通过共享目录或Email转交给部门领导审批。审批通过的最终报表将上传至计量信息查询系统的Web服务器的指定目录中，采用统一编码的Excel文件名标识不同日期和类别的报表，同时最终报表的结果将存储在全厂物流平衡数据库中;不合格报表需要制表人员重新制表。分装置物流平衡报表的示意图如图3所示。

　　图3 分装置物流平衡报表

　　作为报表生成的模板，木程序还提供了灵活的报表组态功能，使用户能很方便地将Excel单元格与Oracle数据库中所保存的计量点数据建立连接。一方面使报表能从数据库中自动取数，另一方面也为报表维护工作提供了极大便利。

　　6 结 语

　　本文所述的物流平衡和数据校正系统已经在某炼化企业中得到了应用，作为此系统组成部分的物流平衡报表也经过了长期运行的实践考核。数据处理和报表生成程序具有简单易行，对硬件和软件的要求不高，符合制表流程的优点。一方面，在处理原始数据的时候，方便快捷;另一方面，可以不受时间限制，制作历史报表，当天也可以反复地进行原始数据的修改，取得了较好的效果并得到了物料平衡工程师和制表人员的认可。相信这些方法对于石化企业的物流平衡报表制作都有一些参考价值。

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