中国石化MES系统分析

中国石化SMES3.0系统介绍及齐鲁分公司实施方案中国石化SMES齐鲁分公司项目组2008年7月2目录6.实施风险及主要难点3.实施范围1.引言、建设目标及项目背景4.实施计划2.SMES3.0简介5.技术方案3背景国家863高科技计划重点项目中国石化总部重点扶持2003年12月启动，2004年在四个企业试点2004年10月SMESV1.0三家试点企业MES项目现场开工启动2005年4月，3家试点企业MES系统上线运行实现计量、调度、统计、销售业务集成与业务协同4背景2006年2月，六家推广企业2005年4月29日，基于试点取得的良好应用效果，中国石化总部通过了“石化企业MES系统提升及推广项目”可行性研究报告2006年6月，完成软件的提升开发，并通过集成测试，同期开始在6家推广企业进行现场实施应用，目前6家推广企业MES系统已经全部上线单轨运行，实现了为ERP系统提供“日平衡、旬确认、旬结算”的数据支撑和提升企业精细化管理水平的目标2008年7月，五家（含齐鲁）二期推广企业5建设目标通过MES系统的建设，为齐鲁分公司建设一套能适应中国石化特点，以生产物流管理为核心，以数据集成平台和核心数据库为支撑，集实时数据集成、物料移动信息管理、生产调度管理、生产统计管理、能源管理、综合展示为一体的石化企业生产管理业务集成平台向下实现与实时数据库和LIMS等系统集成，向上实现为ERP系统和总部生产营运指挥系统提供及时、准确和完整的生产物料数据和能耗数据，实现“日平衡、旬确认、月结算”的目标，实现生产信息的可视化展示与监控，为生产经营提供科学的决策依据，规范企业生产业务管理流程，优化资源利用，降低物耗和能耗，提高企业生产管理的精细化水平，增强企业盈利能力和核心竞争力。6目录6.实施风险及主要难点3.实施范围1.引言、建设目标及项目背景4.实施计划2.SMES3.0简介5.技术方案7中国石化SMES3.0简介系统定位MES是流程工业综合自动化系统ERP/MES/PCS框架结构中的关键层，向上连接ERP，向下连接过程控制层(PCS)。MES在企业的综合自动化中起到了承上启下的作用，是整个流程工业综合自动化技术发展的关键。财务会计成品控制销售分销项目管理人力资源生产计划工厂维护物料管理物资采购质量管理生产计划/排产优化生产管理/调度优化物料平衡ERP支撑模块能耗(物耗)管理操作指令管理物料（油品）移动罐区(仓储)管理进出厂管理移动误差侦破平衡超差报警生产管理业务支撑平台生产管理信息监控先进控制操作优化油品调和实验室管理故障诊断ERPMESPCS88“2+1”平衡系统（装置校正、生产平衡、统计平衡）PIMS数据采集(操作室)全面预算管理系统技术经济指标统计系统核心数据库及集成平台实时信息平台(IP.21，PI，PHD等)罐区(仓储)数据（原油、半成品、成品）生产装置（进出料、水电汽风）业务支撑手工基础数据数采iFIXDCS/数采MESLIMS物料移动罐区(仓储)进出厂数据（原油、成品）总部生产营运指挥系统工厂模型/移动模型/平衡算法ORION装置管理手工MES与企业信息架构进出厂能耗物耗ERP系统（SAPR/3）9面向生产管理的集成、协同、共享业务管理平台建立核心数据库，统一工厂模型集成RTDB、LIMS提供一致、唯一和共享的生产数据源实现计量、调度、统计、销售业务集成与业务协同实现进出厂、罐区、仓储及装置关键业务集成与业务协同实现与ERP及PCS的数据集成与业务集成跟踪物料、发现问题、提升精细化管理物流跟踪和可视化检查手段，误差侦破与超差报警技术实现对生产动态情况的全程监控及时发现超差原因，提升精细化管理水平物料“日平衡、旬确认、月结算”，ERP支撑MES的核心业务目标10目录6.实施风险及主要难点3.实施范围1.引言、建设目标及项目背景4.实施计划2.SMES3.0简介5.技术方案11实施范围企业组织机构齐鲁分公司由生产管理部、计划部、动力计量部、科学技术部等4个业务主管部门；炼油厂、烯烃厂、橡胶厂、二化肥厂、腈纶厂、氯碱厂、塑料厂、储运厂、热电厂、水厂、炼油实业部、二化实业部等12个生产单位构成。根据初步调研，齐鲁分公司下属生产单位共辖有34个生产车间、53套生产装置、65个罐区辖618个罐、23个仓库、367个进出厂计量点、74个厂际互供点。MES工厂生产工厂：炼油工厂、烯烃工厂、橡胶工厂、二化肥工厂、腈纶工厂、氯碱工厂、塑料工厂；储运工厂：储运工厂；能源工厂：热电工厂、水工厂、炼油实业部、二化实业部。12实施范围业务范围一级模块二级模块炼油烯烃橡胶化肥晴纶氯碱塑料储运热电水炼油实业部二化实业部进出厂（互供）罐区仓储炼油装置化工装置移动解析生产平衡电子日志统计平衡三剂辅料统计ERP接口能源管理能耗统计指标展示报表展示集成平台物料移动生产调度生产统计综合展示13实施范围外部系统边界SMES3.0系统可以向上对ERP系统、等外部系统提供数据支撑，向下实现对实时数据库系统（RTDB）和实验室信息管理系统（LIMS）的数据集成。技术经济指标统计、TBM等系统与SMES系统的集成接口和集成工作由开发方负责，SMES系统只负责提供数据源。其他生产相关系统如果需要与SMES系统集成，那么该系统提供的数据必须符合SMES系统数据质量和数据频度要求。对于非中国石化总部推广的企业LIMS应用，SMES3.0系统也将与其实现数据集成。接口开发工作由LIMS软件开发方负责，SMES项目组提供SMES3.0数据库结构和技术协助。14目录6.实施风险及主要难点3.实施范围1.引言、建设目标及项目背景4.实施计划2.SMES3.0简介5.技术方案15实施步骤项目设计阶段工厂模型设计与建模关键用户培训动态数据收集工厂模型测试工厂模型校验客户化设计岗位用户权限收集与设计现场环境准备16实施步骤项目实施阶段培训教材准备报表开发及测试岗位用户权限配置及测试岗位用户培训生产运行环境配置上线运行阶段现场试运行上线运行17项目实施阶段计划（1）实施计划项目阶段项目检查点工作日开始日期结束日期项目准备阶段212008年6月9日2008年7月7日实施方准备122008年6月9日2008年6月24日企业准备82008年6月18日2008年6月30日培训62008年6月20日2008年6月30日合同附件及实施方案32008年7月2日2008年7月7日项目启动会项目启动会12008年8月4日2008年10月24日项目设计阶段592008年8月4日2008年10月24日工厂模型设计与建模362008年8月4日2008年9月18日岗位用户权限收集设计102008年9月19日2008年9月30日现场测试环境准备32008年9月16日2008年9月18日工厂模型测试校验202008年9月19日2008年10月21日客户化设计352008年8月7日2008年9月22日服务器准备及网络环境改造192008年9月25日2008年10月24日18项目实施阶段计划（2）项目阶段项目检查点工作日开始日期结束日期项目实现阶段412008年9月23日2008年11月21日培训教材准备52008年10月15日2008年10月21日报表开发及测试412008年9月23日2008年11月21日岗位用户权限配置及测试82008年10月15日2008年10月24日岗位用户培训132008年10月27日2008年11月12日项目上线阶段1022008年11月13日2009年4月3日基础数据确认12008年11月13日2008年11月13日试运行准备12008年11月13日2008年11月13日试运行启动12008年11月14日2008年11月14日现场试运行342008年11月14日2008年12月31日上线运行准备222008年11月24日2008年12月23日上线申请32008年12月24日2008年12月26日上线启动会12008年12月29日2008年12月29日上线运行672009年1月1日2009年4月3日实施计划19项目实施关键事件控制点实施计划序号控制点名称开始时间结束时间交付物1实施方案2008年7月2008年7月企业提交《实施方案》2项目启动2008年7月2008年7月企业提交《开工报告》3模型验证2008年7月2008年9月模型验证测试报告4项目上线2008年10月2008年12月企业提交《上线申请报告》5项目验收2009年3月2009年6月《验收申请报告》《验收测试报告》《验收评审报告》20目录6.实施风险及主要难点3.实施范围1.引言、建设目标及项目背景4.实施计划2.SMES3.0简介5.技术方案21系统总体架构22SMES—统一工厂模型DCSSCADAPLC实时服务器集群测量网络层生产操作层ShuttleShuttleJobJobHTTPHTTP进出厂点SQLFTPFTP进出厂点装置装置库位汇流点罐罐罐罐Shuttle计划统计层装卸台A装置B逻辑罐A逻辑罐B逻辑罐C装卸台B装置AERP库存地AERP支撑层生产装置B生产装置A汇流装置全厂平衡装置库存地A库存地B生产装置C库存地CN装置仪表计量网络：真实的物理仪表或虚拟仪表。节点网络模型：MES物料移动中的节点要素与节点间的连接关系。物料移动模型：描述按统计规则抽象的物料移动逻辑连接关系。N+1模型：依据ERP的需求，描述企业生产加工的逻辑关系。节点计量规则统计归并规则ERP映射规则23物料移动－物流跟踪全面的物流管理体系全过程：从原料进厂、装置加工、到成品出厂全方位：所有侧线，每一笔产品下线、入库、出库、销售全天候：24小时连续，跟踪每一个移动事件24能源统计模型基于能源管网模型实现能耗统计管理炼油工厂平衡区域炼油高压管网生产节点互供输入低压管网损失节点损失节点核算单元外购节点透平等能级转换消耗节点转换输入转换输出转换输出互供输出外供节点(供给型节点)(消耗型节点)外购外供核算单元核算单元核算单元核算单元核算单元转供输出核算单元对每个MES工厂的每种能源介质建立能源管网以能源管网为核心，建立能源节点和基本核算单元建立复合核算单元，生成能耗统计报表25系统功能系统功能主要包括：集成平台、物料移动、生产调度、生产统计、能源管理、报表及综合展示等。集成平台：集成平台基于核心数据库，提供统一工厂模型库、业务模型库、规则库和算法库，通过统一访问控制技术实现用户访问权限认证、安全认证、单点登陆验证，实现与外部系统（RTDB、LIMS）的集成及数据支撑服务，实现整个系统静态数据和动态数据的存储与交换，以及与外部相关系统数据的存储与交换。26系统功能物料移动模块主要包括炼油装置、化工装置、罐区、仓储和进出厂五个基础子模块。（1）炼油装置模块：对装置与装置间侧线互供和侧线投入产出计量等各种操作实现班次级的记录与管理，利用数据集成平台提供的实时数据访问服务和质量数据访问服务，集成装置侧线仪表班结点实时数据，通过人工确认修正原始数据；提供装置投入产出班台帐，提供基于不同加工方案下的装置投入产出模型、装置物理侧线计量模型与计量精度，提供基于多种收率模型的装置物料自动校正平衡计算，通过适当人工修正增加计算结果的合理性。（2）化工装置模块：对装置与装置间侧线互供、中间料仓计量、缓存罐计量、侧线投入产出计量等各种操作实现班次级的记录与管理，利用数据集成平台提供的实时数据访问服务和质量数据访问服务，集成装置侧线仪表班结点实时数据，通过人工确认修正原始数据；提供装置投入产出班台帐，提供基于不同加工方案下的装置投入产出模型、装置物理侧线计量模型与计量精度，通过适当人工修正增加计算结果的合理性。27系统功能（3）罐区模块：对储罐收付（包括与装置侧线、进出厂点、互供点、其他储罐等收付关系）、储罐检尺、交退库、状态监测、罐存物料变更、罐存量计算、化验分析与质量信息采集、切水、复尺、清罐、扫线等各种操作实现事件级和班次级的记录与管理，利用数据