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中国石化生产执行系统(SMESV3.0)概论中国石化SMES项目组2008年8月燕山2目录5.SMES应用及其效果4.SMES工程实施标准化2.SMES应用基础1.MES理念3.SMES3.0总体介绍33MES是什么？生产执行系统MES（ManufacturingExecutionSystem）44MES业务定位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。5企业为什么需要MES？三个层面数据（粒度、频度）及处理规则不一致，依赖人工经验数据孤岛与业务孤岛，重复劳动数据上报不及时生产调度统计数据进出厂数据操作数据财务报表操作记录质量数据计划数据数据共享业务集成精细化管理66企业为什么需要MES？日平衡旬确认月结算77MES系统与企业信息化建设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、科学决策跟踪物流、优化调度、精细生产88多层递阶（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与企业信息架构操作指令进出厂能耗物耗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¾建立核心数据库，统一工厂模型¾集成RTDB、LIMS提供一致、唯一和共享的生产数据源¾实现计量、调度、统计、销售业务集成与业务协同¾实现进出厂、罐区、仓储及装置关键业务集成与业务协同¾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¾物流跟踪和可视化检查手段，误差侦破与超差报警技术¾实现对生产动态情况的全程监控¾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”，实现ERP支撑MES的核心业务目标10MES运行总体效果－业务集成、流程协同、数据共享统计数据操作数据报表操作记录质量数据计划数据SAPR/3FISDTDTRMM/MROHRCOPP-PIPMIMISRetailIS-Oil生产调度进出厂数据1111MES运行总体效果－日平衡、旬确认、月结算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12MES运行总体效果－跟踪物流、发现问题、提升管理产品发运生产管理车间统计销售公司中间罐成品油罐区装油车间；装油台、生产计划生产统计生产调度9原油进厂记录和跟踪9分产地的原油库存9分产地的原油混炼数据9物料移动的记录与跟踪9装置侧线的分品种组分数据9罐区库存的分品种组分数据9油品调和的记录明细9调和组分的跟踪9调和质量的跟踪9成品进厂记录和跟踪9成品的库存9反映企业的真实运行9生产成本的分析9计划和执行的比较实施前实施后平衡频度月平衡物料：日平衡、旬确认、月结算能源：日跟踪、旬平衡、月结算数据精度平衡差异在10％内平衡差异在3％内，目标实现平衡差异在1％之内物流跟踪生产调度数据精度低平衡依赖手工逐层递阶物料平衡，自动化平衡，跟踪到原油品种及侧线组分成本管理粗放管理支持班平衡成本核算支持ERP“N+1”成本模型优化调度事后发现问题，原因难以跟踪通过超差报警，反映生产问题，及时核查解决13MES运行总体效果－计划下达、执行监控、绩效反馈msSec.Min.Hr.ShiftDayMonthQuarterYear市场公司工厂装置回路变量部门PCS：•操作指令•在线调度优化•在线过程控制…MES（GAP）：时间ERP：•经营计划管理•财务与成本管理•销售与储运管理•辅助决策•质量监控…•作业计划优化•离线流程模拟•调度指令•生产监控…实施前实施后14MES运行总体效果－流程规范、规则统一、操作一致多级调度事业部管理多层次报表MES工厂管理模式非标准化流程各种业务术语缺乏数据跟踪与审核13个主标准流程12个分支流程符合企业内控流程统一生产管理时间，保证了生产管理和财务的一致性。实施MES的分公司根据MES流程要求，增加专职的生产平衡岗位，负责每日生产平衡和统计平衡数据核查，提高数据精度，及时发现生产问题。ERP销售模块（SD）的销售出厂量，是MES中调和的实际交库量，禁止违规的销售操作。不同的班和调度周期管理标准化的生产操作规程，统一的管理周期15紧紧围绕生产执行的管理9生产计划执行与跟踪生产计划优化、生产计划跟踪9生产物流跟踪与平衡MES以生产物流为中心，ERP以资金流为中心MES是ERP实现三流合一的基础MES记录物流的“收、付、存”、ERP记录资金的“借、贷、余”MES着眼生产层面的管理、ERP着眼经营层面的管理物料平衡管理是生产执行管理的最基础管理没有经过平衡检验的物流数据，就没有生产执行的精细化管理9生产系统管理与平衡物流网络的调度、动力保障的调度、设备运行的调度、工艺方案的调度9生产成本监控产量和产率、公用工程、化工辅料、损耗管理MES核心价值观16日平衡——精细化管理的手段¾企业管理的内在需要传统：统计－月平衡，调度－日报表（非平衡）日平衡：非不想，因不能MES：变不能为可能¾管理的重点是监控和预防事前有计划事中重监控事后可分析¾规章制度的延伸执行规章制度所体现的管理意志z变意念性约束为技术性约束z变事后检查为事中监督z权限管理为内控制度提供支撑班组数据电子化、操作流程规范化、操作信息网络化、管理监控实时化MES核心价值观17MES技术发展趋势新型的体系结构¾基于Web技术，支持网络化功能，具有开放式、客户化、可配置、可伸缩等特性更强的集成化功能¾通过统一工厂数据模型，真正实现MES软件系统的开放、可配置、易维护¾采用统一的系统设计与开发标准，实现标准化互连与互操作以及即插即用更强的实时性和智能化¾具有更精确的过程状态跟踪和更完整的数据记录功能¾具有多源信息的融合及复杂信息处理与快速决策能力支持网络化协同制造¾对分布在不同地点甚至全球范围内的工厂进行实时化信息互联，并使其生产经营达到同步化MES标准化（ISA-95）¾国际上MES主流供应商（如：Honeywell，Siemens等）纷纷采用ISA-95标准18目录5.SMES应用及其效果4.SMES工程实施标准化2.SMES应用基础1.MES理念3.SMES3.0总体介绍19SMES面临的主要问题及其策略现场应用条件9计量条件相对薄弱，大量仪表缺失，或者不准确9工艺流程复杂，生产流程点多、线长、面广9生产管理业务流程差异性大，业务规则不仅一致SMES研发及应用面临的主要问题9如何实现生产管理业务流程集成？9如何实现“日平衡、旬确认、月结算”？9如何提升生产管理精细化水平？主要策略9基于现有计量条件，按照总部管理意志提炼标准业务流程及规则，按照S95标准提炼集成统一的工厂模型9采用逐层递阶的物料平衡策略，实现业务流程集成及“日平衡、旬确认、月结算”，提升企业生产管理精细化水平20S95标准规范2121装置校正生产平衡统计平衡中国石化生产执行系统－逐层递阶物料平衡策略UnitA装置AUnitB装置BUnitC装置C罐1罐5罐6罐7罐8罐2罐3罐4UnitA装置AUnitB装置BUnitC装置C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AUnitB装置BUnitC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2222中国石化生产执行系统－物料平衡策略－装置校正基于装置的设计参数模型和装置投入产出模型综合考虑生产加工方案，按照一定的逻辑进行数据校正，实现装置级的物料平衡。装置校正仪表信号失灵侦测，自动校正收率超差告警差异加权分配投入/产出自动平衡校正结果人工确认UnitA装置AUnitB装置BUnitC装置C2323中国石化生产执行系统－物料平衡策略－生产平衡以进出厂数据、互供数据、罐存及库存数据为基准，以物料移动为主线，综合考虑装置校正数据，实现全厂生产平衡。全厂生产平衡充分考虑生产调度部门日常数据处理逻辑，以进出厂数据、互供数据、罐区存量数据的相对准确性，对生产装置投入产出数据进行进一步的平衡。生产平衡移动误差侦破及超差报警物流跟踪装置、罐区、仓储与进出厂生产平衡计量规则罐1罐5罐6罐7罐8罐2罐3罐4UnitA装置AUnitB装置BUnitC装置C液体液体24中国石化生产执行系统－生产平衡基于解析器、建模器、求解器分离，实现迭代推量，提高生产平衡稳定性和高效性；使用天津分公司单班数据（移动400条，节点600条），四个工厂推量时间〈30S。平衡约束模型装置和工艺方案切换罐区仓储进出厂物料移动求解器求解策略可视化分析和调整人机交互的求解规则库物料移动和平衡推量分离求解策略和求解器分离人机调整和求解策略分离模型和求解策略分离25中国石化生产执行系统－生产平衡业务规则人机交互的迭代求解1、冲突的解决2、-量值的锁定3、局部场景的迭代推量4、平衡基准的调整：精度、指标和权重5、动态的误差排序+=节点量基准1、罐存量基准（罐存量、罐量的不可调整）2、进出厂基准（设置为100%精度的进出厂点班量不可调整）3、互供基准（设置为100%精度的互供点班量不可调整）移动平衡量协调规则1、收方基准规则2、权重分配规则（以侧线节点的准确度和侧线节点量进行双重权重分配）3、单路优先规则（高准确度节点处于单收或者单付状态时，优先分配与之相关移动量）业务人员的经验流程&实践2626中国石化生产执行系统－物料平衡策略－统计平衡在全厂生产平衡的基础上，建立全厂物料平衡模型，以罐存数据和进出厂及互供计量数据为基准，全面综合考虑气体和固体等数据，实现全厂统计平衡。全厂统计平衡的结果满足生产统计部门的业务需求，为ERP系统和技术经济指标统计系统提供数据支撑。阿曼汽油煤油柴油石油焦伊朗沙特轻胜利UnitA装置AUnitB装置BUnitC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2727中国石化MES系统－日平衡基本思路以全厂物料平衡管理为主线装置的投入/产出平衡罐区的收发存平衡单罐的收发存平衡物料平衡的基本标志：收发存差异在预定的精度内物料的收发存平衡原料油进厂、加工平衡成品油交库、退库、出厂平衡半成品生产、转入/转出、加工、调合交库平衡侧线组分的收发存平衡原料油组分：原油品种半成品、成品油组分：各装置的侧线物料罐物料，以单罐为存储地的混合物料的名称2828中国石化MES系统－日平衡基本思路以罐区收付量为基准，平衡装置的侧线量¾罐量是企业库存的统计基础，库存取决于罐的收付平衡¾实现调度数据与统计数据的一致性¾罐量数据的准确性至关重要¾装置原始数据在平衡中，起着分配权重系数作用¾在多侧线与同一罐相联时，装置数据的误差，虽不影响总量，但会造成侧线之间分量的不合理。罐组分跟踪是对企业物料精细化管理的新课题所谓组分－区分装置的侧线物料跟踪目的：统计归并装置流程数据的需要ERP的PP模块各装置的进料的成本，需要区分来自哪个装置的物料，或者区分哪种原油（成本传递）罐组分对油品调和方案的指导意义2+1平衡模型的需要：模块之间的数据交换以最小物料粒度进行，从而为灵活多变的物料归并逻辑提供可能29炼油板块生产管理业务装置数据校正油品（生产）平衡统计平衡能耗统计ERP支撑业务共45个业务流程总流程1个业务流程44个炼化生产管理业务（按功能划分）装置（炼油化工）数据校正罐区管理进出厂管理仓储管理调度（生产）平衡统计平衡能耗统计辅料管理ERP支撑业务共54个业务流程