文/钱坤
关键词：炼油装置 生产 经营 管理 信息化 融合
“两化融合”是信息技术应用的高级阶段，其通过信息技术与工业生产技术、自动化技术、通讯技术等相结合，以集成化和模型化的形式构建相应的信息化平台，使工业生产过程具有更加完善的判断与适应能力，提高产品质量和生产效率。
中国石化某分公司历经多年的信息化建设，构建了以ERP为龙头的经营管理系统、以MES（生产执行系统）为核心的生产运营系统和以云计算、数据仓库为基础的数据支撑系统，三大信息系统贯通了从原材料进厂到产品出厂的计划排产、生产调度、优化生产、销售结算等企业的整个运营和管理过程，覆盖了分公司各个业务领域。其中炼油装置成品油生产构建了油品生产与信息化相融合的一体化信息平台，进行了装置生产与运营、管理信息化系统相融的“两化融合”实践。
序曲——信息系统之融合
中国石化某分公司的经营管理信息系统、生产运营信息系统、油品生产自动化控制系统应用信息技术，将各系统进行融合，对生产、经营和管理进行一体化管控。其系统功能和业务流程覆盖了产品决策、计划落实、配方选择、优化生产、在线分析到产品销售、计量出厂和财务结算全过程。一体化信息平台结构如图1所示，其中蓝色框为经营管理信息系统，黄色框为生产运营信息系统，桔色框为生产装置及控制系统。
1.经营管理系统
该分公司经营管理系统由ERP系统和TBM（全面预算管理系统）、PIMS（计划优化系统）、Oracle关系数据库等信息系统组成。ERP系统实施了六个模块：PP模块（生产计划）、MM模块（物料管理）、SD模块（销售）、MRO模块（物资管理）、PM模块（设备管理）和FICO模块（财务成本）。ERP的实施建立了一个以财务为核心，以物流为基础，以销售为龙头的管理信息系统。它对生产计划、原料和产品、物资供应、产品销售等进行信息化管理。成品油一体化信息平台应用了其中的PP、MM、SD和FICO模块。TBM系统对企业所有经营活动制定了详细的工作计划，包括生产、经营、成本和决策，通过实际值与预算值的比较，及时发现运营过程中的问题；PIMS完成生产计划的编制和优化。
2.生产运营系统
生产运营系统由MES系统和ORION（动态调度系统）、BPC（优化控制系统）、LIMS（实验室信息管理系统）、Aspen实时数据库等信息系统组成。MES建立了以物料移动为核心，实时数据库为支撑，集生产调度、实时数据采集、油品移动、罐区仓储、物料平衡、进出厂计量等功能为一体的生产过程运营系统。它向上连接ERP，向下连接生产装置，是管理与生产联系的桥梁和纽带。成品油一体化信息平台应用了MES中的生产调度、油品移动、物料平衡、进出厂等模块。ORION细化生产装置操作计划，进行调度排产；LIMS对产品进行质量检测分析及在线分析系统模型库建模。
BPC系统由SMOC（壳牌多变量优化控制器）、RQE（鲁棒性质量预测器）、成品油生产配方、油品品质控制目标等应用软件组成。RQE根据优化约束条件，通过使用非线性优化规则对不同种类的成品油生产进行成品油质量预测，建立相应的配方模型。在实际生产中，通过比较质量预测值和在线分析系统的检测分析值，周期性地对模型进行校正，使其更接近实际的工艺参数。SMOC根据配方模型、品质控制目标和在线分析系统的检测分析值对成品油进行在线卡边优化控制，保证成品油质量。
3.生产自动化系统
成品油生产采用在线优化生产技术，应用高精度的质量流量计对油品进行计量；在线分析系统对油品质量进行检测分析，并将结果传送到装置自动化系统，对成品油的质量进行精确控制。
生产自动化系统由DCS（装置控制系统）、现场仪表、油品质量在线分析系统、装置计量系统等控制系统组成。DCS进行成品油生产控制，它执行BPC下达的优化配方，采集与监控生产过程的每一个参数，及时进行调整，确保成品油质量符合优化配方的要求；在线分析系统检测分析成品油各项产品指标；装置计量系统对成品油进行精确计量；这些控制系统确保成品油按照优化配方进行生产。
主旋律——信息平台之流程
1.信息流程
成品油一体化信息平台的信息流程是从计划下达、生产排产、任务执行、优化控制、产品入库，到产品销售、计量出厂、财务结算和统计汇总的生产、运营和管理的全过程。
根据市场行情，该分公司决定生产某批次97#成品汽油。计划部门应用PIMS编制该批次生产计划，并经ERP生产计划（PP）模块下达；生产调度部门收到该计划，应用ORION排产，在配方模型库中选择相应的配方；经MES生产调度模块将生产任务和配方传送到BPC系统；经分解和细化，生成可操作的生产执行任务，下达到炼油作业部生产岗位执行。
生产任务执行前进行配方验证，验证通过后开始生产；在生产过程中，DCS按照配方进行生产控制，装置计量系统进行计量，在线分析系统检测分析，并将检测数据与LIMS建模的模型库中的分析模型比较，得出比较结果；比较数据通过DCS及时反馈到BPC，对配方进行在线调整；DCS按照调整后的配方执行；经过这样的优化闭环控制，最终生产出合格的成品油。
成品油被输送到成品油罐区的储罐，MES油品移动和物料平衡模块对油品进行储运管理；ERP物料管理模块对成品油进行库存管理，销售模块对其进行销售，MES进出厂模块进行出厂计量，计量人员核对交货单的有效性后，让该批次97#成品汽油出厂，并将出厂数据反馈到财务和计划统计部门；ERP财务成本模块进行结算，销售模块对油品数据与销售结算数据进行计算汇总，进行日、旬、月统计并产生各种报表，并通过ERP传送给管理部门和决策层。成品油生产、运营、管理一体化信息平台流程如图2所示。
2.生产任务执行
该批次97#成品汽油生产任务由操作人员启动生产装置后开始生产，装置计量系统开始计量，在线分析系统检测油品质量，这些过程都在优化控制系统（BPC）和装置控制系统（DCS）控制之下。不论生产过程是否受其他因素干扰，油品质量被严格控制，最终生产出各项质量指标符合该批次产品要求的97#成品汽油。
3.销售日交货
合格的97#成品汽油被输送到成品油储罐，产品种类、产量及产品性质等信息经系统将采集到实时数据库，经数据整合后供MES各模块共享，并向ERP传送。销售部门在ERP模块中读取到成品油库存信息后，按照销售计划的订单进行销售日交货。成品油的销售日交货由ERP中的物料管理模块（MM）和销售模块（SD）来完成。前者进行生产和订单的收发货统计，并调整好成品油的库存；后者根据前者的成品油库存量，完成出厂发货过账业务，并在系统中实时发布成品油的库存和发货信息。
4.计量出厂
某客户的97#成品汽油销售日交货订单在出厂前进行成品油出厂计量，由MES进出厂模块来完成。该模块与ERP系统紧密集成，向上与销售模块（SD）连接，向下连接铁路装车、铁路槽车算量系统和实时数据库。成品油出厂在MES进出厂模块中执行交货单验证、计量、开单、开票、发货过账和生成班台账等业务。
该客户的97#成品汽油经过上述信息流程被批准销售出厂，客户携销售部门开具的交货单到铁路装车装置；计量人员在MES进出厂模块中读取到ERP系统中该批次成品油交货单信息，并将单上数据与调度部门的当日出厂计划对比，核查交货单的真实性和有效性；核查通过后执行发货操作，在线进行发货计量、开单、开票，并将实际发货数据和统计报表实时传递到ERP系统，完成ERP发货过账操作，实现在线一次性完成产品销售出厂业务。
成品油出厂后，出厂数据通过MES传递到生产调度、销售和计划统计部门。这些部门抽取相关数据并产生各类报表至各管理部门。至此，该批次97#成品汽油生产、运营和管理过程完成。
尾声——结果与讨论
1.应用效果
成品油一体化信息平台贯通了计划、调度、生产和经营的信息流程，实现了一体化管控，提高了成品油的质量，减少了库存。成品油各项质量指标达到了国Ⅳ标准，保护了环境，增加了企业经济效益。
安全防范和数据共享。装置生产控制系统与生产运营、经营管理信息系统的融合，前者的安全问题是首先要考虑的。该成品油一体化信息平台在三者之间要设置多道防火墙进行网络安全防范，防止了病毒感染和黑客攻击，并在三者的融合过程中，在数据挖掘、信息共享、接口技术等方面采取了一些有效措施，使信息得到充分的利用和共享，取得了一些应用效果。
2.思考讨论
以信息化促管理，以自动化保运行。自动化技术可以提高装置的控制和操作水平，保证装置长周期、稳定和安全生产，并为信息化系统提供实时的生产状态数据。信息技术不但可以提升炼油企业管理水平，而且可以与炼油技术相融合，提高操作水平，优化生产和运营。
以新技术提高信息化水平。随着信息技术的不断推进，需要生产管理、经营方式的不断更新和工业自动化水平的提高；需要更多的信息技术的支持，例如，借助云计算、大数据、物联网、移动应用等现代信息技术，实现随时随地的对装置生产进行指挥和服务；同时，需要把装置操作经验固化为操作专家系统，运用到一体化信息平台中去，使其发挥更大的智慧和作用。■
主要参考文献
[1] 顾慧琼.让ERP“起死回生”[J].企业管理,2014(11).
[2] 基于诺兰模型规划企业信息化发展路径[J].企业管理, 2015(7).
[3] 李中.“两化融合”与石化行业物联网技术应用[J].中国信息化,2011(7).
作者单位 安徽万纬工程管理有限责任公司
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