石化企业 MES 关键技术研究、攻关及应用

石化企业石化企业 MESMES 关键技术研究、攻关及应关键技术研究、攻关及应用用

中国石化股份有限公司信息系统管理部石化盈科信息技术有限责任公司

2005 年 07月

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演讲大纲演讲大纲

3333 S-MESS-MES关键技术关键技术

4444 中国石化中国石化 MESMES应用现状应用现状

1111 背景背景

2222 S-MESS-MES定位、总体架构和功能定位、总体架构和功能

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背景

国家 863 高科技计划重点项目中国石化总部重点扶持石油化工行业 MES 联盟：

石化盈科牵头中科院软件所、浙江中控、时林公司参与

集中了国内石化行业 MES 技术方面最强的力量

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需要解决的问题需要解决的问题

如何提高自动化制造设备的利用率

如何实现管理决策与制造过程控制的有效沟通

？？？？？？

背景

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石化企业MES建设目标

企业的想法企业生产部门最关心的三个问题：生产什么和生产多少？

如何生产？生产得怎样？企业的目的建立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，集油品移动信息管理、罐区操作信息管理、物料平衡、生产调度信息管理和质量管理为一体的企业MES .

背景

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石化企业MES系统定位

总部资源调度和生产指挥系统

财务会计成本控制销售分销项目管理

生产计划工厂维护物料管理物资采购

人力资源

质量管理

操作优化油品调合先进控制

经营管理层

过程控制层

生产执行层故障诊断

生产计划优化生产调度

油品移动信息公用工程

物料平衡

罐区管理化验室管理

跟踪物流、优化调度、精细生产

实时数据库安稳长满优

规范流程、三流合一、严格管理

综合信息、考核绩效、科学决策

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石化企业石化企业 MESMES 总体架构总体架构

ERP接口

企业资源规划系统ERP

核心数据库(工厂模型/业务模型)

统计平衡

仓储管理

罐区管理装置校正

装置界区罐区

PLCDCS

实时数据库(RTDB）

PLC人工

LIMS

公用工程管理

物料移动调度平衡

操作指令管理

石化企业生产管理数据集成平台

集成接口

生产信息监控

手工输入

集成接口

进出厂管理

化工辅料管理

生产计划排产优化

作业优化

调度优化

物料平衡能耗物耗移动管理优化业务

技经接口

EAI接口

数据服务

调度信息统计信息报警管理装置KPI计划跟踪

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石化企业MES主要功能 (1)——跟踪物流

全面的物流管理体系全过程：从原油进厂、

装置加工、产品调和到成品出厂

全方位：所有侧线，组分跟踪

全天候： 24 小时连续，跟踪每一个移动事件

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石化企业MES主要功能 (1)——跟踪物流

炼油化工企业所有装置的进料、出料，装置公用工程产耗，罐区库存、收付动态，原料进厂 ( 船运、铁路、汽运、管输 ) ，产品出厂 ( 船运、铁路、汽运、管输 ) ，关联交易进出量 ( 船运、铁路、汽运、管输 ) 。

原油明细到品种，成品明细到牌号，半成品明细到装置组份，罐区明细到物理罐，物理罐物料明细到组份比例，组织机构细化到班组岗位，公用工程明细到每个工作中心和外供单位。

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石化企业MES主要功能 (2)——物料平衡

综合管理生产物料的收付移动信息物料计量、物料存储、物料移动、

物料平衡

生产物流数据采集自动方式人工方式

物料平衡方法生产装置计量校正油品平衡统计平衡

物料平衡日平衡，旬结算

UnitA装置A

UnitB装置B

UnitC装置C

1罐 5罐

6罐

7罐

8罐

2罐

3罐

4罐

UnitAA装置UnitB装置B

UnitCC装置

液体

液体

阿曼汽油

煤油

柴油

石油焦

伊朗

沙特轻

胜利

UnitA装置A

UnitB装置B

UnitC装置C

气体平衡数据固体平衡数据

公用工程平衡数据销售结算数据

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石化企业MES主要功能 (3)——计划管理及排产优化

从需求到生产、存储和采购，以利润最大化为目标优化原油选择优化生产加工方案优化库存优化产品结构

为企业年度、季度和月度生产计划的制定提供支撑原油数据库与常减压切割报表输出系统

PIMS集成平台

DeltaBase模型多周期

手工录入

油品调合

报表系统

全厂硫传递

原油数据切割与校正

其它外部系统总部原油评价数据库

通用接口

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石化企业MES主要功能 (4)——调度管理及调度优化

集成应用调度优化软件配合计划优化软件基于 MES 物料平衡集成实时数据库

提升炼油作业计划、调度管理水平建立原油进厂和包括主要生产装置、原油储罐、中间组分罐、产品罐

以及产品调合出厂的调度模型提高生产装置能力，原油及组分油、存储的利用率提供处理生产过程中紧急情况的辅助分析工具为生产调度的决策带来方便优化生产操作，降本增效水平显著提高提高产、供、销部门的信息衔接

油品销售

原油供应

物料平衡

工艺操作

产品质量

油品移动

化验

ORION调度计划

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石化企业MES主要功能 (5)——操作管理

生产操作管理支持整个工厂生产运行的日常协调和

指挥工作，将生产计划和排产方案转换为更加详

细的生产指令、物料移动指令并且下达给所有生产车间、储运车间 /油品车间和相关部门

调度人员通过此系统，对从原油 /原料进厂到成品入库、出库整个生产计划执行过程进行沟通、跟踪和判断。

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石化企业MES主要功能 (6)——公用工程管理

全面采集水、电、汽、风等生产和消耗的数据

建立公用工程产耗平衡模型，平衡生产量、消耗量、损失量

跟踪装置能源动力消耗监控公用工程系统运行

给调度部门和生产部门提供公用工程调度信息

完成日平衡、旬结算、月统计为生产成本核算、经济技术指标统计

系统提供基础数据

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石化企业MES主要功能 (7)——数据服务建立企业的核心数据库规范应用系统的编码体系实现企业系统的有效集成提高数据的完整性和一致性为企业应用系统提供统一的数据访问机制支撑 ERP应用，满足“日平衡、旬结算”

提供物料平衡（工作中心收发料）信息提供库存动态信息提供公用工程（成本中心）信息

支撑供应链优化对优化策略的执行结果进行反馈验证减少预期值与实际值间的差值

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石化企业MES主要功能 (7)—— ERP与MES

装置

供应商客户总帐

成本控制资金

应收帐款应付帐款

销售采购MMMInvoiceInvoice

库存生产

进厂出厂罐区、仓储物流

成品原料油

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石化企业MES关键技术（ 1）——物流的跟踪与准确描述

物料从一个区域流向另一个区域

装置 4

装置 3装置 1

装置 2

Movement

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石化企业MES关键技术（ 1）——物流的跟踪与准确描述

进口原油

干气自用

液化气石脑油（蒸顶）

航煤半成品

柴油（常二）

柴油（常三）

催化轻料（常四）

柴油（常一）

催化轻料（常底）

新港（原油）

西油槽（原油）

西油槽（原油）17

一蒸馏

八三罐区（原油）

东西油槽（原油）2

重整料（蒸顶）

干气管网

八七罐区（石脑油）

石脑油（常顶）

重整料（常顶）

二蒸馏150SN（减压）

石脑油（蒸顶）




干气自用

东罐区（重整料）

航煤半成品（常一）

柴油（常二）

柴油（常三）

75SN（常三）

军柴（常二）


重柴（常四）

重柴（减一线）

催化轻料（减一线A）

催化轻料（减二线）

100SNA（减一线A）

八七罐区（催化重料）

东西油槽（催化重料）

催化轻料（减三线）

催化轻料（减四线）

150SNA（减二线）

400SNA（减三线）

650SNA（减四线）

催化重料（减底）

二蒸馏200SN（减压）

石脑油（蒸顶）




航煤半成品（常一）

柴油（常二）

柴油（常三）

75SN（常三）

军柴（常二）


重柴（常四）

重柴（减一线）

催化轻料（减一线A）

催化轻料（减二线）

100SNA（减一线A）

催化轻料（减三线）

催化轻料（减四线）

200SNA（减二线）

500SNA（减三线）

600SNA（减四线）

催化重料（减底）

干气自用

预加氢氢气

重整干气自用

重整氢气

重整液化气

气体罐区（液化气）

异戊烷

发泡剂

重整石脑油

重整苯

重整生成油

重整抽余油己烷装置

八七罐区（重整生成油）

中间罐区（重整生成油）

西山汽柴油罐区（重整生成油）

三苯罐区（发泡剂）

连续重整

催化干气

催化液化气

催化汽油

催化柴油

催化油浆

二液化气脱硫

东罐区（催化油浆）

东西油槽（催化油浆）

八七罐区（催化油浆）

加氢罐区（催化柴油）

东西油槽（催化料)

催化干气

催化液化气

催化汽油

催化柴油

催化油浆

一液化气脱硫

东罐区（催化料）

催化干气

催化液化气

催化汽油

催化柴油

催化油浆

二催化

三催化

四催化

二干气脱硫酸性汽

脱硫后干气

氢气管网

一干气脱硫酸性汽

脱硫后干气

酸性汽

脱硫后液化气

气分罐区(脱硫后液化气)

东罐区(脱硫后液化气)

酸性汽

脱硫后液化气

三干气脱硫

酸性汽

脱硫后干气

三液化气脱硫

酸性汽

脱硫后液化气

一气体分馏

干气

丙烷

丙烯

混碳4

硫磺回收

二气体分馏

三气体分馏

干气

干气

丙烷

丙烷

丙烯

丙烯

混碳4

混碳4

精制汽油

精制汽油

精制汽油

八七罐区（精制汽油）

二汽油脱硫醇

一汽油脱硫醇

三汽油脱硫醇

气分罐区（丙烷）

气分罐区（丙烯）

气体罐区（丙烯）

去四催化

东罐区（混碳4）

气分罐区（混碳4）

三苯罐区（重整苯）

八七罐区（重整苯）

八七罐区（重整抽余油）

甲基叔丁基醚

八七罐区（MTBE）

气分罐区（未反应碳4）

甲醇 MTBE

未反应碳4

合成厂

八七罐区（甲醇）

乙苯－苯乙烯装置

干气

甲苯

三苯罐区（乙苯）

焦油

催化干气

三苯罐区（焦油）

三苯罐区（甲苯）

三苯罐区（苯乙烯）

乙苯

苯乙烯聚苯乙烯

发泡剂

聚苯乙烯

烷基化装置

八七罐区（烷基化油）

气分罐区（轻碳4）东罐区

（烷基化液化气）

烷基化油

烷基化液化气

芳烃分离

甲苯

二甲苯

西山汽柴油罐区（甲苯）东罐区（甲苯）

西山汽柴油罐区（二甲苯）

西山汽柴油罐区（重芳烃）

重芳烃八七罐区（重芳烃）

80万吨柴油加氢加氢柴油

加氢柴油汽油新柴油罐区

（加氢柴油汽油）

新柴油罐区（加氢柴油）

干气氢气

东罐区（未反应碳4）

硫磺

八七罐区（催化轻料）

西山汽柴油罐区（柴油）

新柴油罐区（柴油）

东西油槽（催化轻料）

西山汽柴油罐区（航煤半成品）

东罐区（航煤半成品）

西山汽柴油罐区（石脑油）

西山汽柴油罐区（军柴）

东西油槽（75SN）

东西油槽（重柴）

东西油槽（100SNA）







东西油槽B料罐

东西油槽轻料罐

石蜡发汗罐

东西油槽C料罐

东西油槽抽出油罐

加氢罐区E蜡罐

一糠醛

二糠醛

一石蜡白土

二石蜡白土

润滑油白土

一石蜡加氢

二石蜡加氢

二酮苯

三酮苯

四酮苯

东西油槽基础油罐

去蜡油

脱蜡油

蜡下油

去蜡油

脱蜡油

蜡下油

去蜡油

脱蜡油

蜡下油

精制油

抽出油

精制油

抽出油

精后油

白土后蜡

石蜡精制罐区D蜡罐

加氢罐区D蜡罐

白土后蜡

管输

东西油槽（催化料）

加氢后蜡

加氢后蜡

八七罐区88#出口无铅汽油




八七罐区90#车用高清洁汽油



八七罐区（催化汽油）

西罐区（非芳烃）

八七罐区（重整生成油）

八七罐区（MTBE）

西罐区（重整拔头油）

八七罐区（烷基化油）

新柴油罐区-35#柴油



新柴油罐区0#柴油



常一

常二

常三

常四

减一

减二

加氢柴油

去蜡油

催化柴油

第 19 页

石化企业MES关键技术（ 1）——物流的跟踪与准确描述　　炼油板块生产管理核心业务流程

生产调度部门

装置

罐区

计划统计部门

进出厂计量岗位

装置原始数据采集（8小时）

数据校正

人工录入执行调度指令

接收调度指令

　罐情信息

数据采集及校正 8小时班检尺录入移动前后量

自动算量

接收调度指令

执行调度指令

调度日报月生产计划

油品平衡班台帐

进出厂移动关系信息

短周期计划

录入移动关系油品平衡(8小时)

分解月计划生成调度日报

下达调度指令生产移动关系信息

成品出厂数据

原油进厂数据

原料进厂数据

固体出厂数据

生产计划制定（年、季、月）

进出厂数据

油品平衡数据(8小时)日统计

8小时装置班校正信息

全厂物料日平衡全厂物料旬、月统计

报表

开始

ERP所需物料数据

进出厂数据采集

结束

24小时油品平衡数据

结算数据销售结算数据导入

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石化企业MES关键技术（ 2）——优化模型的建立

生产计划优化模型二次加工装置的 Delta Base 模型硫传递模型多周期模型（库存、船期、检修）汽油调合模型

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石化企业MES关键技术（ 3）——原油物性的评价

原油数据的处理、拟合技术

简评数据调整详评数据的技术

原油的模糊查询技术

原油混炼计算切割数据校正技术

安全

身份

身份确认

访问权限

内容保密

可靠性保证

Sino-CAMS

原油理论切割工具

原油混炼计算工具

切割数据校正工具

工具箱及其他辅助工具

数据库管理模块

图形显示数据处理

中国石化原油评价数据库

原油评价原始数据表

权限设置信息

标准窄馏分表

可用性保证

H/CAMS

Cal II

iCDM

Flash Assay Feature

Interface Modules

数据处理工具

混和原油物性计算

模糊识别

简评修正详评

数据库一般管理功能

CRU 格式文件

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石化企业MES关键技术（ 4）——实施方法论 MES 项目实施包括下列方面

MES 项目实施路线图 MES 项目实施管理 MES 项目培训数据收集模板文档管理模板

成熟的实施方法论能有效降低风险，推动各项工作的展开。

实施顾问与企业项目组（关键用户）紧密配合，完成流程设计及系统设置。

系统实施过程中的知识转移的成功与否，是决定项目成败的关键之一。

第 23 页

MES实施基础条件——计量检测

进出厂关键计量；关联交易关键计量；装置物理侧线计量；罐区计量；

第 24 页

序号

6项MES关键技术

T1

MES数据平台

T2

成本测算、控制、管理

T3

生产过程绩效 KPIs监控

T4

装置产能及产品质量在线统计、跟踪和反馈控

T5

生产计划与调度优化集成应用

T6

以生产成本和产品质量为主题的数据挖掘

关键技术在 MES 分系统的实现MES分系统支撑技术

数据集成平台 T1

装置数据校正分系统

T1 ， T2， T3， T6

油品移动分系统 T1， T4， T5， T6

统计平衡分系统 T1， T2， T3， T4，T5

公用工程信息管理分系统

T1， T2， T3， T6

石化企业MES关键技术

第 25 页

中国石化中国石化 MESMES 开发与应用现状开发与应用现状

安庆石化 MES 2004 年 12 月试运行， 3月正式上线

荆门石化 MES 2004 年 12 月试运行， 3月正式上线

茂名石化 MES 2004 年 1月试运行， 5月正式上线

第 26 页

企业需求企业需求企业精细化生产管理需要

建立完备的物流管理与控制体系，真正实现企业信息集成和业务集成优化，全面提高企业的经济效益，提高企业的创新能力和市场竞争能力。

资源优化需要 MES 支撑通过 MES弥合了企业 ERP层和 PCS层之间的间隔，实现生产过程集成的纽带。

企业数据集成的需求MES消除企业信息孤岛，对应用系统进行集成并提供一致的共享的信息。

支撑 ERP 应用需要ERP 系统 05 年在茂名分公司推广实施。


第 27 页

实施范围分公司炼油部分：

生产管理综合计划能源计量

实施功能模块数据集成平台及核心数据库装置校正模块油品移动模块物料平衡模块公用工程模块ERP 接口模块

系统目标基于“ 2+1”物料平衡策略的 MES 系统整体流程贯通

支持生产调度、生产统计和公用工程管理等应用

实现物料移动大误差侦破和平衡超差报警，跟踪物流，发现问题，提升管理

为 ERP 系统提供平衡结算数据，支撑 ERP 运行

生产管理者可通过 MES 系统对有关信息进行查询、监控

为总部 MES 推广积累经验


第 28 页

1、直接经济效益

在中国石化茂名分公司采用 MES 系统软件 S-MES V1.0, 实现了物料平衡、油品移动质量跟踪、市场统计成本核算等生产管理功能，产生 820万元 / 年利润的直接经济效益

MES 的成功应用，在 4家试点企业共产生了 1889.20万元 / 年利润的直接经济效益。


第 29 页

2、间接经济效益

提升企业精细化管理水平，提高生产效率，降低成本，经济效益显著。

加工成本降低 1% ；轻油收率提高 0.5%；油品损耗降低 0.2% ；能耗降低 1%


第 30 页

全面促进企业生产精细化管理为企业的生产管理提供信息化管理工具实现企业的数据和应用集成

3、社会效益


第 31 页

案例－装置信息－蒸馏

第 32 页

案例－库存（原油库存）

第 33 页

案例－物流跟踪

第 34 页

案例－调度日报（罐情日志）

第 35 页

经验及体会领导重视、用户主导是 MES 成功的前提贴近企业、服务企业、为企业带来效益是 MES 成功的基础

发现问题提升管理

不断提高对 MES 的认识是 MES 成功的关键 MES 系统是一个业务系统以业务人员组成企业实施队伍业务集成、数据共享、协同工作 MES 是一个“不断完善、逐步求精”的过程 MES 系统＝技术＋管理

做好培训是 MES 系统成功的保证用户培训贯穿始终系统操作培训与 MES 理念培训相结合深入开展知识传递

第 36 页

谢谢！

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