石油化工的流程是连续生产，规模宏大，由许多复杂内部关联的单元操作模块组成，单元模块之间由物料流、能量流及设备的相互连接而组成。石油化工以原油和天然气为主要原料，生产出燃料、润滑油、石蜡等产品，满足社会的需要，同时谋求企业的最大经济效益，在我国国民经济中占有重要经济地位。

　　石化企业的仪表自动化程度较高，技术进步的速度很快，信息化工作起步也较早。近几年的应用概括起来主要包括：信息网络和数据库等IT基础设施建设、生产装置先进控制和生产过程优化、计算机辅助设计(CAD) 、生产流程模拟、办公自动化(OA) 、管理信息系统(MIS) 、计算机集成制造系统(CIMS) 、企业资源管理(ERP)等。

　　一、石化企业MES核心构件

　　石化企业MES总体架构如图，其核心构件如下：

　　(一)数据校正

　　数据是了解、指挥、决策一个企业生产和管理的最重要依据。由于仪表精确度和其他诸多因素所造成的误差，会直接影响现场操作人员对生产过程参数的了解和调整，也使物料平衡很难符合生产实际。数据的校正和调理已经成为企业信息化深入发展的瓶颈，急待得到实践上的解决。

　　1.数据校正功能：单台表校正、装置侧线表校正、全厂装置平衡校正、单台罐校正、单罐区校正、全厂罐区平衡校正、进出装置和进出厂的罐量与表量校正、计量表运行状态动态监测。

　　2.推量平衡算法：所谓“推量”指的是以储罐尺量为准，反过来推算出侧线表量。全厂物料的推量计算，通过多次循环扫描，采用逐步循环迭代的算法，来求解多元一次方程组，使用罐量来推算装置侧线的表量，并采用先总量平衡后分量平衡的求解策略。

　　3.快照模型：对表量和罐量的采集，由于诸多因素的影响，很难做到在同一时间完成。而使用不在同一时间采集上来的数据所做出的物料平衡，远不能真实反映企业生产活动的客观状况。为解决这一制约生产管理过程中的瓶颈，系统引入了“快照模型”的设计思想来实现“同一时间点”上的数据校正，因为这样才是符合实际和有意义的。

　　4.自学习数据校正系统：建立数据校正数据库、建立数据校正模型库、人机交互半自动数据校正。

　　(二)油品移动

　　物流管理是MES的中心环节，对石化企业来说，它的“物流”总体上即为“油品移动”。油品移动构件实施的目的，在于把瞬息万变的物流数据提供给生产的管理者和操作人员，以期及时和准确下达生产指令，优化生产操作，在更高的层次上确保企业在激烈的市场竞争中领先。

　　1.油品移动管理目标：对从原油进厂到产品出厂的端到端物流有准确全面的了解;对加工装置和辅助生产部门的生产状况有及时客观的掌握;准确反映油品(成品和半成品)动态库存;参与企业的物料平衡和能耗平衡;及时发现油品移动的过程中的误操作，有效防止跑冒滴漏事故发生。

　　2.油品移动可视化跟踪：油品移动构件提供“油品移动可视化跟踪”功能，根据现场的实际操作工况，自动组态，自动生成油品移动流程图，可以方便地“按储罐”、“按装置侧线”、“按连接分组”进行灵活的查询。

　　3.油品移动调度指令集：它对提高管理水平和优化生产起到了十分重要的作用。同时，由于规范化的调度指令涵盖了油品移动的全部操作，因此对现场各种不符合指令集包含的操作认定为“不合法”，从而能够避免各类事故的发生，确保了企业生产的安稳长满优。

　　(三)物料平衡

　　物料平衡构件从根本上改变了石化企业传统采用统计分摊、编制报表、进行月平衡的管理模式，实现了企业的日物料平衡。物料平衡目标是：准确进行全厂生产工艺过程的物料、公用工程范围的能源、罐区油品收拨存综合、为装置收率核算、为生产统计、为成本核算、为绩效考核、为资源计划管理(ERP)提供准确数据。

　　1.物料平衡模型：点、块、面平衡模型;纵向平衡与横向平衡模型;基于工艺原理、物质守恒原理、能量守恒原理。

　　2.实现二级的企业日物料平衡：第一级是单元(或局部)级平衡，第二级是整体企业级平衡。

　　(四)组分平衡

　　生产装置侧线的输出为组分。无论从企业的整体来说，还是针对某一装置或某一储罐，组分的进和出是等量的，这就是所谓的组分平衡。包括：原油组分平衡、侧线组分平衡、通过组分跟踪和组分平衡。根据组分平衡的结果，审核原有已经做过校正的数据准确与否，进行更深层次的调理和校正，大大提高了基础数据的可靠度。组分平衡模型的建立根据工艺原理、物质守恒原理、油品移动数据支持。

　　(五)装置平衡

　　装置平衡，即装置输入的加工量和装置输出的产品产量(成品和半成品)等值(包括加工损失)，客观地反映出装置的生产实际状态，是企业调度人员和指挥安排生产和生产操作人员调整流程参数的主要依据。

　　(六)罐区平衡

　　罐区平衡是企业物料平衡的重要组成部分，它从物流的角度反映生产装置运行状态，为调度安排生产提供储运系统支持，同时能够充分利用有限储罐、满足因提高加工量对库存空间的需求。包括：单罐、罐区、全厂罐区平衡。罐区平衡目标是：确认移动罐量与装置的原料、产品收付量一致;确认半成品罐调合、倒油记录一致;确认产品出厂量和库存量对应;确认产品的交库量和库存量;确认各产品的盈亏量。

　　(七)气体平衡

　　由于气体计量仪表安装率不高，投用的仪表精确度也都较低，给气体平衡带来一定困难。包括：对已上表校正、对暂缺表估量(经验+工艺机理)、在装置平衡中修正、在企业整体平衡中调理。

　　(八)能耗平衡

　　动力消耗是石化企业最大的一块可变成本，越来越受到生产管理者的重视，是石化企业挖潜增效、有着获得巨大效益潜力的所在。能耗平衡构件通过对能耗数据的现场采集和有效校正，进一步对水、电、汽、油、瓦斯、燃料油、压缩风等能耗数据进行平衡推算，实现企业的能耗日平衡，使生产管理者能够及时了解能耗动态，分析问题出在哪里、瓶颈在什么地方，以及改进的措施，从而保证生产平稳运行，减少不必要的经济损失。

　　(九)调度指令集

　　为加深调度和基层操作岗位的沟通，规范操作流程，该构件对企业的生产操作步骤进行整理、归纳、优化，制定一系列程序化的调度指令集。调度指令集不仅仅是几项主要指标，而是一整套完善的标准化计划。它通过网络直接下达到装置岗位，操作员获得清楚和详细的操作计划，被授权的操作人员对操作内容进行确认，按所下达的指令执行相应的操作。

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