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广州石化应用MES提高生产执行效率

2010-08-25 08:52:31

  DCS在现场生产控制中的不断普及、ERP在企业经营管理中的深入应用,使经营管理信息与作业信息的共享和传递面临难以逾越的障碍。与此同时,车间级的生产工艺管理一直沿袭几十年不变的方法和习惯,相对于现代企业经营管理理念和手段远远落后。
  MES作为横贯计划经营和过程操作两个层面的信息管理系统,近些年来受到众多行业,特别是石化行业的重视。MES解决方案给人们带来数据共享、实施协调,提高企业执行效率及决策能力的希望。
  MES(Manufacturing ExecutionSystem),直译为生产执行系统。MES中的执行“E”是整个系统的根基和灵魂。它的核心目标是在一个统一的共享数据平台下完成企业生产计划经营管理各项指标的分解和下达以及各项指标执行情况的反馈和调整。从MES的功能设计来看,它融合了DCS中的操作参数监控和ERP中的生产计划执行。
  广州石化MES系统应用情况现有资料表明,国内众多已实施MES的炼化企业绝大部分以实时数据库、物料平衡、生产计划及调度等模块为主,操作管理、工艺技术管理、质量管理、绩效管理等模块应用很少。广州石化采用Honeywell公司MES解决方案,主要包括PHD、操作管理(Operation Management)、物料平衡(Production Balance)、关键技术经济指标(KPI)、原料进厂产品出厂等模块。
  以前,广州石化生产装置工艺技术管理存在以下问题:耗费在数据、日志的记录、收集、统计的时间多,数据分析、指标超标原因分析的时间少;耗费在产品方案调整、处理产品质量问题的时间多,成本控制、效益计划时间少;耗费在操作标准制定、现场操作的时间多,过程监控、效能管理的时间少。
  针对生产作业层面的现状,广州石化经过近3年的探索和实践,形成了MES系统应用的基本思路:利用MES简洁、快速地展现生产过程中的信息,改正问题,改善环境,改进技术,把人从繁重的数据海洋中解脱,将更多的精力投入到延长生产周期、优化产品结构、提高生产效益上去。广州石化具体从三个方面改进下作:改正问题,规范生产操作,将工艺管理中存在的问题逐步消除;改善环境,降低员工劳动强度,提高工作效率;改进技术,优化生产操作,加大节能降耗力度,提高装置生产效益。据此广州石化总结出,动态工艺卡片管理、生产装置平稳率、产品质量合格率、班组在线交接班记录、生产操作指令下达与执行、物料平衡及能耗、电子工艺台账、动态技术经济指标管理8项工艺管理措施可以通过MES的相关功能模块全部或部分实现。
  下面着重介绍动态工艺卡片管理、操作平稳率、生产指令下达与执行以及物料平衡等4项工艺管理措施停工时期。
  重视物料平衡表、水平衡表、硫平衡表的编制。编制平衡表是清洁生产审核过程中十分重要的一个环节。在清洁生产企业评估中常会发现物料、水、硫平衡表编制中指标、术语、格式不规范、不准确、逻辑性差。因此,需要规范三个平衡表的编制格式、内容。首先,需进一步明确编制DCS中的操作参数监控和ERP中的生产计划执行。
  广州石化MES系统应用情况现有资料表明,国内众多已实施MES的炼化企业绝大部分以实时数据库、物料平衡、生产计划及调度等模块为主,操作管理、工艺技术管理、质量管理、绩效管理等模块应用很少。广州石化采用Honeywell公司MES解决方案,主要包括PHD、操作管理(Operation Management)、物料平衡(Production Balance)、关键技术经济指标(KPI)、原料进厂产品出厂等模块。
  以前,广州石化生产装置工艺技术管理存在以下问题:耗费在数据、日志的记录、收集、统计的时间多,数据分析、指标超标原因分析的时间少;耗费在产品方案调整、处理产品质量问题的时间多,成本控制、效益计划时间少;耗费在操作标准制定、现场操作的时间多,过程监控、效能管理的时间少。
  平衡表的目的和重点。编制平衡表目的是分析部门物料损失,废物产生,以便提出清洁生产方案,继而评估方案、实施方案,提升企业的清洁生产水平,其重点是找出和解决问题。其次,正确规定平衡表的格式与术语。平衡表必须有“入方”和“出方”丽部分,必须有污染物组分的内容。
  针对生产作业层面的现状,广州石化经过近3年的探索和实践,形成了MES系统应用的基本思路:利用MES简洁、快速地展现生产过程中的信息,改正问题,改善环境,改进术,把人从繁重的数据海洋中解脱,将更多的精力投入到延长生产周期、优化产品结构、提高生产效益上去。广州石化具体从三个方面改进下作:改正问题,规范生产操作,将工艺管理中存在的问题逐步消除;改善环境,降低员工劳动强度,提高工作效率;改进技术,优化生产操作,加大节能降耗力度,提高装置生产效益。据此广州石化总结出,动态工艺卡片管理、生产装置平稳率、产品质量合格率、班组在线交接班记录、生产操作指令下达与执行、物料平衡及能耗、电子工艺台账、动态技术经济指标管理8项工艺管理措施可以通过MES的相关功能模块全部或部分实现。
  下面着重介绍动态工艺卡片管理、操作平稳率、生产指令下达与执行以及物料平衡等4项工艺管理措施此外,由于清洁生产是动态的,随着生产管理、工艺技术的提高,清洁生产企业的评价指标不断修改,其环境、资源、能源指标也需不断提高。中国石化的清洁生产工作已经走在全国各工业行业的前列,要不断总结经验,找出问题与不足。把清洁生产工作持久深入地开展下去,从而实现可持续发展。
  在MES中应用的情况。动态工艺卡片管理。以往工艺卡片作为工艺管理中的基础内容是静态的,长久以来日常的工艺卡片的管理往往不如每年修订过程那么慎重、严谨,工艺卡片中指标超标情况时有发生。手工检查的难度和复杂程度造成工艺卡片管理制度的失效。
  MES操作管理中的操作监控可以同时监控上千个工艺指标,任何指标出现超标都会及时记录,所有的超标(即潜在的问题)都可以被快速扫描、过滤,同时操作人员或工艺技术人员可对这些超标指标进行原因分析和注释。按照分级监控、分级管理的原则,对厂控指标和产品质量指标(即工艺卡片指标)主要由生产调度部门负责管理,其指标严格按照工艺卡片管理流程进行设定、修改,出现超标后当班人员必须填写超标原因分析,以保证操作结果数据与操作过程数据的完整性。超标信息及其相关原因分析均可汇总成报表,便于各级管理人员检查、分析。生产装置平稳率。装置平稳操作是工艺管理中的重中之重。以往通过统计装置关键指标波动次数来计算班组及装置的操作平稳率。这个过程实行起来有一定难度。一是数据收集、统计工作量大;二是仅以波动次数为评判依据,客观性不足;三是数据时效性低,对当前装置生产缺乏指导意义;四是手工统计数据,可能出现人为操作误差。
  生产装置应用MES操作管理后,首先,从数据收集到报表生成全部由系统自动完成,不需要人工干涉,最大程度降低工艺人员工作量。班组通过报表直观查看本班或其他班组操作平稳情况,提出评估分析意见,及时进行调整。其次,MES系统通过计算影响装置生产效益的“经济影响值”,可以直观反映班组或装置的操作平稳情况及操作水平,利于班组卡边操作。最后,所有数据均为系统自动收集、自动计算,避免人为误差,促进考评的一致性和稳定性。
  生产指令下达与执行。生产指令经过梳理分为三类,其应用前后情况见表。
  MES生产指令应用前后对照表
  最为关键的是,MES下达的指令存在于全厂共享下的信息平台。授权用户可查阅这些指令信息,并任意检索、抽取、复查。因此不论是下达人还是执行人,均因MES公开、透明的制度约束力而保证指令各个环节的准确性和严肃性,从而减少因指令传递问题造成的事故,降低事故危害程度。
  物料平衡。广州石化MES物料平衡在设计之初即定位于全厂物料每天的一次平衡,它与其他物料平衡方案的区别在于充分使用生产过程数据对物料平衡进行跟踪、校正、寻找物料移动丢失信息,这一过程仅需物料平衡工程师每天花费两个小时左右即可完成。
  广州石化MES系统应用效果及经验广州石化深入应用MES系统后,在车间层面建立起一套行之有效的工艺技术管理模式。
  通过工艺卡片动态监控和在线平稳率考核,提升生产部门操作平稳率和产品质量合格率,实现技术经济指标动态管理。
  通过在线装置物料、能耗El平衡,开展班组节能降耗竞赛,实现装置、生产作业部乃至分公司经济效益最大化。通过工艺台账记录电子化、网络化,提高工艺管理沟通效率,实现“三基”工作向规范化、制度化、信息化方向迈进。
  通过在线调度指令、生产指令实现闭环工作流程,实现指令下达、执行、落实各负其责,确保指令的严肃性、准确性。
  目前广州石化MES系统应用仅触及到生产作业层面,更多应用于生产管理层面的数据挖掘和展示还未开展,有待于进一步的研究和开发。
  同时,MES在项目实施及应用中也遇到了相当多的困难和问题,既有系统本身的设计缺陷,又有应用推广过程中遇到的重重阻力,既有制度上的冲突和不完善,也有国外MES理念所遭遇到的“水土不服”。
  针对这些问题,广州石化成立“MES应用推广小组”,由公司经理直接领导,各个作业部安排专人负责,确保工艺人员全程介入、参与。广州石化各生产装置及罐组按照“培训一套、测试一套、上线一套”的原则,制定装置(罐组)MES工艺管理实施细则和MES业务上线检查细则,分批、分时间逐步将现有工艺管理模式过渡到MES环境下新型工艺管理式。在培训方面采取“用制度确立目标,用激励促动学习,用实践发现问题”的思路,有效解决MES应用存在的部分问题。制定日常工作模式、协调机制以及应急处理流程,确保MES应用推广踏实、有效。
  将使用和二次开发交替进行,真正提升MES作为执行系统的能力,才能为企业的生产经营、信息化管理搭建起高效的管理平台,为企业降低生产成本,减少失误,提高产品质量和产量,最终提高企业整体运营效率,提供有力保障。

(责编:韩雨彤)

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