中国石化MES系统

1、中国石化中国石化SMES3.0SMES3.0系统介绍及系统介绍及齐鲁分公司实施方案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目录目录6.6.实施风险及主要难点实施风险及主要难点3. 3. 实施范围实施范围1. 1.引言、建设目标及项目背景引言、建设目标及项目背景4. 4. 实施计划实施计划2. SMES3.02. SMES3.0简介简介5. 5. 技术方案技术方案3背景背景q国家国家863863高科技计划重点项目高科技计划重点项目q中国石化总部重点扶持中国石化总部重点扶持q20032003年年1212月启动月启动 ，20042004年在四个企业年在四个企业试点试点 20

2、042004年年1010月月SMES V1.0SMES V1.0三家试点企业三家试点企业MESMES项目现场开工启动项目现场开工启动 20052005年年4 4月，月，3 3家试点企业家试点企业MESMES系统上线系统上线运行运行 实现计量、调度、统计、销售业务集成实现计量、调度、统计、销售业务集成与业务协同与业务协同4背景背景q20062006年年2 2月，六家推广企业月，六家推广企业 20052005年年4 4月月2929日，基于试点取得的良好应日，基于试点取得的良好应用效果，中国石化总部通过了用效果，中国石化总部通过了“石化企石化企业业MESMES系统提升及推广项目系统提升及推广项目”可

3、行性研究可行性研究报告报告 20062006年年6 6月，完成软件的提升开发，并通月，完成软件的提升开发，并通过集成测试，同期开始在过集成测试，同期开始在6 6家推广企业进家推广企业进行现场实施应用，目前行现场实施应用，目前6 6家推广企业家推广企业MESMES系统已经全部上线单轨运行，实现了为系统已经全部上线单轨运行，实现了为ERPERP系统提供系统提供“日平衡、旬确认、旬结算日平衡、旬确认、旬结算”的数据支撑和提升企业精细化管理水的数据支撑和提升企业精细化管理水平的目标平的目标q20082008年年7 7月，五家（含齐鲁）二期推广企业月，五家（含齐鲁）二期推广企业5建设目标建设目标q通过通

4、过MESMES系统的建设，为齐鲁分公司建设一套能适应中国石化特点系统的建设，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，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，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成平台q向下实现与实时数据库和向下实现与实时数据库和LIMSLIMS等系统集成，向上实现为等系统集成，向上实现为ERPERP系统和系统和总部生产

5、营运指挥系统提供及时、准确和完整的生产物料数据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，实现能耗数据，实现“日平衡、旬确认、月结算日平衡、旬确认、月结算”的目标，实现生产的目标，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目录目录6.6.实施风险及主要难点实施风险及主要

6、难点3. 3. 实施范围实施范围1. 1.引言、建设目标及项目背景引言、建设目标及项目背景4. 4. 实施计划实施计划2. SMES3.02. SMES3.0简介简介5. 5. 技术方案技术方案7中国石化中国石化SMES3.0简介简介q系统定位系统定位MESMES是流程工业综是流程工业综合自动化系统合自动化系统ERP/MES/PCSERP/MES/PCS框架框架结构中的关键层，结构中的关键层，向上连接向上连接ERPERP，向向下连接过程控制层下连接过程控制层( (PCS)PCS)。MESMES在企业的综合在企业的综合自动化中起到了承自动化中起到了承上启下的作用，是上启下的作用，是整个流程工业综

7、合整个流程工业综合自动化技术发展的自动化技术发展的关键。关键。88“2+12+1”平衡系统平衡系统（装置校正、生产平衡、统计平衡）（装置校正、生产平衡、统计平衡）PIMSPIMS数据采集数据采集( (操作室操作室) )全面预算管理全面预算管理系统系统技术经济指标技术经济指标统计系统统计系统核心数据库及集成平台核心数据库及集成平台实时信息平台实时信息平台( (IP.21IP.21，PIPI，PHDPHD等等) )罐区罐区( (仓储仓储) )数据数据（原油、半成品、成品）（原油、半成品、成品）生产装置生产装置（进出料、水电汽风）（进出料、水电汽风）业务支撑业务支撑手工手工基础数据基础数据数采数采

8、iFIXiFIXDCS/DCS/数采数采MESMESLIMSLIMS物料移动物料移动罐区罐区( (仓储仓储) )进出厂数据进出厂数据（原油、成品）（原油、成品）总部生产营总部生产营运指挥系统运指挥系统工厂模型工厂模型/ /移动模型移动模型/ /平衡算法平衡算法ORIONORION装置管理装置管理手工手工MES与企业信息架构与企业信息架构进出厂进出厂能耗能耗物耗物耗ERPERP系统系统（SAP R/3SAP R/3）9q 面向生产管理的集成、协同、共享面向生产管理的集成、协同、共享业务管理业务管理平台平台 建立核心数据库，统一工厂模型建立核心数据库，统一工厂模型 集成集成RTDBRTDB、LIM

9、SLIMS提供一致、唯一和共享的生产数据源提供一致、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进出厂、罐区、仓储及装置关键业务集成与业务协同 实现与实现与ERPERP及及PCSPCS的数据集成与业务集成的数据集成与业务集成q 跟踪物料、发现问题、提升精细化管理跟踪物料、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实现对生产动态情况的全程监控 及时发现超差原因，提升

10、精细化管理水平及时发现超差原因，提升精细化管理水平q 物料物料“日平衡、旬确认、月结算日平衡、旬确认、月结算”，ERPERP支撑支撑MES的核心业务目标的核心业务目标10目录目录6.6.实施风险及主要难点实施风险及主要难点3. 3. 实施范围实施范围1. 1.引言、建设目标及项目背景引言、建设目标及项目背景4. 4. 实施计划实施计划2. SMES3.02. SMES3.0简介简介5. 5. 技术方案技术方案11实施范围实施范围q企业组织机构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 4个业个业务主管部门；炼油

11、厂、烯烃厂、橡胶厂、二化肥厂、腈纶厂、氯碱厂、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、二化实业部等塑料厂、储运厂、热电厂、水厂、炼油实业部、二化实业部等1212个生产个生产单位构成。单位构成。根据初步调研，齐鲁分公司下属生产单位共辖有根据初步调研，齐鲁分公司下属生产单位共辖有3434个生产车间、个生产车间、5353套生套生产装置、产装置、6565个罐区辖个罐区辖618618个罐、个罐、2323个仓库、个仓库、367367个进出厂计量点、个进出厂计量点、7474个厂个厂际互供点。际互供点。 qMESMES工厂工厂生产工厂：炼油工厂、

12、烯烃工厂、橡胶工厂、二化肥工厂、腈纶工厂、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；氯碱工厂、塑料工厂；储运工厂：储运工厂；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。能源工厂：热电工厂、水工厂、炼油实业部、二化实业部。 12实施范围实施范围q业务范围业务范围13实施范围实施范围q外部系统边界外部系统边界SMES3.0SMES3.0系统可以向上对系统可以向上对ERPERP系统、等外部系统提供数据支撑，向下实现系统、等外部系统提供数据支撑，向下实现对实时数据库系统（对实时数据库系统（RTDBRTDB）和实验室信息管理系统（）和实

13、验室信息管理系统（LIMSLIMS）的数据集成）的数据集成。技术经济指标统计、。技术经济指标统计、TBMTBM等系统与等系统与SMESSMES系统的集成接口和集成工作由系统的集成接口和集成工作由开发方负责，开发方负责，SMESSMES系统只负责提供数据源。其他生产相关系统如果需要系统只负责提供数据源。其他生产相关系统如果需要与与SMESSMES系统集成，那么该系统提供的数据必须符合系统集成，那么该系统提供的数据必须符合SMESSMES系统数据质量和系统数据质量和数据频度要求。数据频度要求。对于非中国石化总部推广的企业对于非中国石化总部推广的企业LIMSLIMS应用，应用，SMES3.0SMES

14、3.0系统也将与其实现系统也将与其实现数据集成。接口开发工作由数据集成。接口开发工作由LIMSLIMS软件开发方负责，软件开发方负责，SMESSMES项目组提供项目组提供SMES3.0SMES3.0数据库结构和技术协助。数据库结构和技术协助。 14目录目录6.6.实施风险及主要难点实施风险及主要难点3. 3. 实施范围实施范围1. 1.引言、建设目标及项目背景引言、建设目标及项目背景4. 4. 实施计划实施计划2. SMES3.02. SMES3.0简介简介5. 5. 技术方案技术方案15实施步骤实施步骤q项目设计阶段项目设计阶段工厂模型设计与建模工厂模型设计与建模关键用户培训关键用户培训动态

15、数据收集动态数据收集工厂模型测试工厂模型测试工厂模型校验工厂模型校验客户化设计客户化设计岗位用户权限收集与设计岗位用户权限收集与设计现场环境准备现场环境准备16实施步骤实施步骤q项目实施阶段项目实施阶段培训教材准备培训教材准备报表开发及测试报表开发及测试岗位用户权限配置及测试岗位用户权限配置及测试岗位用户培训岗位用户培训生产运行环境配置生产运行环境配置q上线运行阶段上线运行阶段现场试运行现场试运行上线运行上线运行17q项目实施阶段计划（项目实施阶段计划（1 1）实施计划实施计划18q项目实施阶段计划（项目实施阶段计划（2 2）实施计划实施计划19q项目实施关键事件控制点项目实施关键事件控制点实

16、施计划实施计划20目录目录6.6.实施风险及主要难点实施风险及主要难点3. 3. 实施范围实施范围1. 1.引言、建设目标及项目背景引言、建设目标及项目背景4. 4. 实施计划实施计划2. SMES3.02. SMES3.0简介简介5. 5. 技术方案技术方案21系统总体架构系统总体架构22SMES统一工厂模型统一工厂模型仪表计量网络：真仪表计量网络：真实的物理仪表或虚实的物理仪表或虚拟仪表。拟仪表。节点网络模型：节点网络模型：MES物料移动中的物料移动中的节点要素与节点间节点要素与节点间的连接关系。的连接关系。物料移动模型：描物料移动模型：描述按统计规则抽象述按统计规则抽象的物料移动逻辑连的

17、物料移动逻辑连接关系。接关系。N+1模型：依据模型：依据ERP的需求，描述的需求，描述企业生产加工的逻企业生产加工的逻辑关系。辑关系。 节点计量规则节点计量规则统计归并规则统计归并规则ERPERP映射规则映射规则23物料移动物流跟踪物料移动物流跟踪q全面的物流管理体系全面的物流管理体系全过程：从原料进厂、装置加工全过程：从原料进厂、装置加工、到成品出厂、到成品出厂全方位：所有侧线，每一笔产品全方位：所有侧线，每一笔产品下线、入库、出库、销售下线、入库、出库、销售全天候：全天候：2424小时连续，跟踪每一小时连续，跟踪每一个移动事件个移动事件24能源统计模型能源统计模型q基于能源管网模型实现能耗

18、统计管理基于能源管网模型实现能耗统计管理 对每个对每个MESMES工厂的每种工厂的每种能源介质建能源介质建立能源管网立能源管网 以能源管网以能源管网为核心，建为核心，建立能源节点立能源节点和基本核算和基本核算单元单元 建立复合核建立复合核算单元，生算单元，生成能耗统计成能耗统计报表报表25系统功能系统功能 系统功能主要包括：系统功能主要包括：集成平台集成平台 、物料移动、生产调度、生产统、物料移动、生产调度、生产统计、能源管理、报表及综合展示等。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

19、库、规则库和算法库，通过统一访问控制技术实现用户访务模型库、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（问权限认证、安全认证、单点登陆验证，实现与外部系统（RTDBRTDB、LIMSLIMS）的集成及数据支撑服务，实现整个系统静态数据和动态数）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。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

20、子模块。五个基础子模块。 （1 1）炼油装置模块：）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

21、于多种收率置投入产出模型、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。理性。（2 2）化工装置模块：）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、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

22、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。量精度，通过适当人工修正增加计算结果的合理性。 27系统功能系统功能（3 3）罐区模块：）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、罐存量罐等收付关系）、储罐

23、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，利用数据集成平台提供的实时数据访问现事件级和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化验分析数据访问服务，按需集成储罐实时检尺数据和化验分析等服务和化验分析数据访问服务，按需集成储罐实时检尺数据和化验分析等数据，提供储罐收付台帐等数据管理业务，提供统计周期内所需要的储罐数据，提供储罐收付台帐等数据管理业务，提供统计周期内所需要的储罐库存计量盘点数据。库存计量盘点数据。 （4

24、4）仓储模块：）仓储模块：对固体产成品入库、出库、移库、升降级等各种操作实现事对固体产成品入库、出库、移库、升降级等各种操作实现事件级的记录与管理，提供统计周期内所需要的仓库库存按物料分类的计量件级的记录与管理，提供统计周期内所需要的仓库库存按物料分类的计量盘点数据，通过贯穿仓储操作业务过程的集成管理来规范和提升企业的仓盘点数据，通过贯穿仓储操作业务过程的集成管理来规范和提升企业的仓储管理，在完成岗位操作管理的同时，通过解析操作业务数据，完成物料储管理，在完成岗位操作管理的同时，通过解析操作业务数据，完成物料移动管理模块所需的仓储移动关系数据以及仓库库存数据的解析。移动管理模块所需的仓储移动关

25、系数据以及仓库库存数据的解析。（5 5）进出厂模块：）进出厂模块：对液体原料进厂和液体成品出厂操作实现按事件的记录与对液体原料进厂和液体成品出厂操作实现按事件的记录与管理；实现以班为单位采集各管理；实现以班为单位采集各MESMES工厂间物料互供计量原始数据，提供互工厂间物料互供计量原始数据，提供互供数据仲裁功能；提供统计周期内所需要的装卸台库存，提供按物料分类供数据仲裁功能；提供统计周期内所需要的装卸台库存，提供按物料分类的计量盘点。的计量盘点。 28系统功能系统功能 生产调度模块主要包括物料移动解析、生产平衡两个生产调度模块主要包括物料移动解析、生产平衡两个功能。功能。移动解析模块：移动解析

26、模块：利用物理拓扑模型，通过解析其将每班装置、储罐、进出厂、利用物理拓扑模型，通过解析其将每班装置、储罐、进出厂、部际互供等操作记录转换为动态的移动关系，描述节点间移动关系、移动部际互供等操作记录转换为动态的移动关系，描述节点间移动关系、移动类型、源节点、目的节点、源物料、目的物料，审核操作记录的完整性，类型、源节点、目的节点、源物料、目的物料，审核操作记录的完整性，检验操作记录的合理性，为生产平衡求解器提供数据来源。检验操作记录的合理性，为生产平衡求解器提供数据来源。生产平衡功能：生产平衡功能：基于物料移动模块解析后的物理节点量和物理移动关系，利基于物料移动模块解析后的物理节点量和物理移动关

27、系，利用统一的规则库和模型求解器，自动完成节点拓扑模型动态生成和节点量用统一的规则库和模型求解器，自动完成节点拓扑模型动态生成和节点量平衡计算，达到炼化企业的调度级平衡，为生产调度提供数据支撑；提供平衡计算，达到炼化企业的调度级平衡，为生产调度提供数据支撑；提供平衡工具，实现生产平衡前节点间移动关系和节点量的检查，实现生产平平衡工具，实现生产平衡前节点间移动关系和节点量的检查，实现生产平衡过程的人机交互，提高平衡效率，降低平衡周期。衡过程的人机交互，提高平衡效率，降低平衡周期。 29系统功能系统功能 生产统计模块主要包括物料统计平衡、辅料消耗统计生产统计模块主要包括物料统计平衡、辅料消耗统计和

28、和ERPERP支撑两个功能。支撑两个功能。统计平衡功能：统计平衡功能：依据生产平衡推量后的生产数据进行归并汇总，按照逻辑节依据生产平衡推量后的生产数据进行归并汇总，按照逻辑节点量和逻辑移动关系与物理节点量和物理移动关系之间的对应关系，实现点量和逻辑移动关系与物理节点量和物理移动关系之间的对应关系，实现统计层逻辑节点拓扑模型的动态生成，并以规则库、模型库和求解器，完统计层逻辑节点拓扑模型的动态生成，并以规则库、模型库和求解器，完成模型平衡计算，达到炼化企业的车间、成模型平衡计算，达到炼化企业的车间、MESMES工厂、公司三级物料统计原工厂、公司三级物料统计原始日平衡。基于实物罐存、实物库存和进出

29、厂计量单实现始日平衡。基于实物罐存、实物库存和进出厂计量单实现MESMES工厂和公司工厂和公司物料统计实物物料统计实物“日平衡、旬确认、月结算日平衡、旬确认、月结算”。基于销售结算及进出厂计量。基于销售结算及进出厂计量单数据实现物料所有权转换，实现物料统计所有权单数据实现物料所有权转换，实现物料统计所有权“日平衡、旬确认、月日平衡、旬确认、月结算结算”。实现基于装置的物料投入产出平衡，基于统计物料的原油、原料、。实现基于装置的物料投入产出平衡，基于统计物料的原油、原料、成品、半成品的收、发、存平衡及产、销、存平衡，为基础统计报表、技成品、半成品的收、发、存平衡及产、销、存平衡，为基础统计报表、

30、技术经济指标统计和术经济指标统计和ERPERP系统提供数据支撑。系统提供数据支撑。 30系统功能系统功能 能源管理：能源管理：以能源介质为基本对象，通过建立各种截至的能源管网和以能源介质为基本对象，通过建立各种截至的能源管网和能源节点，构建企业能源拓扑模型，建立以能源管网为能源节点，构建企业能源拓扑模型，建立以能源管网为平衡中心的平衡体系，通过核算单元体系进行能源核算，平衡中心的平衡体系，通过核算单元体系进行能源核算，为能耗统计和为能耗统计和ERPERP完工确认提供有效数据支撑。完工确认提供有效数据支撑。能源管理：能源管理：模块主要包括企业能源数据采集、能源节点计模块主要包括企业能源数据采集、能源节点计算、管网产耗平衡、能耗统计和算、管网产耗平衡、能耗统计和ERPERP支撑等五项功能。支撑等五项功能。 31目录目录6.6.实施风险和主要难点实施风险和主要难点3. 3. 实施范围实施范围1. 1.引言、建设目标及项目背景引言、建设目标及项目背景4. 4. 实施计划实施计划2. SMES3.02. SMES3.0简介简介5. 5. 技术方案技术方案32实施风险实施风险q实施队伍组织实施