（浙江中控軟件技術(shù)有限公司，浙江 杭州310053）張路恒，張平福，董天翔

    （中國石油化工股份有限公司九江分公司，江西 九江 332004）趙 燕，羅明敏
                           
    張路恒（1980-）男，新疆人，大專(zhuān)，助理工程師，現就職于浙江中控軟件技術(shù)有限公司石化MES運營(yíng)部，主要從事石化企業(yè)生產(chǎn)執行系統設計及產(chǎn)品研發(fā)方面的研究。

    摘要：隨著(zhù)信息化進(jìn)程的推進(jìn)，石化企業(yè)先后實(shí)施了ERP和MES。進(jìn)出廠(chǎng)的計量屬于高精度貿易等級的管理范疇，原有系統由于沒(méi)有與ERP連接，缺乏與MES的整體協(xié)調和信息的共享及動(dòng)態(tài)管理，只單純解決了稱(chēng)重問(wèn)題，因而無(wú)法滿(mǎn)足精細管理的需求。公路進(jìn)出廠(chǎng)業(yè)務(wù)由于客戶(hù)繁多、發(fā)生頻率高、信息環(huán)境薄弱和管理難度大等因素，是企業(yè)邊界管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文結合石化企業(yè)特點(diǎn)，有針對性地制定了客制化解決方案，介紹了兩期項目的應用情況，最后規劃了將來(lái)的建設方向和內容。分析表明，該石化企業(yè)通過(guò)公路進(jìn)出廠(chǎng)管理流程優(yōu)化，在MES深化應用方面取得了顯著(zhù)進(jìn)展。

    關(guān)鍵詞：計量管理；深化應用；生產(chǎn)執行系統（MES）；企業(yè)資源計劃（ERP）

Abstract: Along with industry information advanced, petrochemical enterprises have implemented ERP and MES. Truck shipment admin belongs to high level of the category of measurement management, the original system is not connection with the ERP, it lack of overall coordination, information sharing and dynamic management with MES, only solved the weighing problem, which has been unable to meet the requirements of the sophisticated management.Because of truck shipment admin has lots of various customers, high frequency,the weak information environment, difficult to manage and other factors. It is the business focus and difficult border management. In this paper, it developed a customized solution for the characteristics of a special petrochemical enterprise,introduced two stages of design work, and finally did planning for the future development direction and content. Analysis shows that the petrochemical enterprise optimizes management process in the truck shipment admin, it is made significant progress of MES advanced application.

  Key words: Advanced Application; Manufacturing Execution System(MES);Enterprise Resource Planning(ERP)

    1 引言

    石化企業(yè)近年來(lái)為了提高企業(yè)管理理念和運作效率，加大了對信息化建設的投入，先后實(shí)施了企業(yè)資源計劃系統ERP、生產(chǎn)執行系統MES，經(jīng)歷了艱苦卓絕的努力后，取得了有目共睹的業(yè)績(jì)和成效。隨著(zhù)企業(yè)管理精細和市場(chǎng)環(huán)境的完善，各項目的不斷深入推進(jìn)，原有公路進(jìn)出廠(chǎng)計量管理系統的薄弱環(huán)節逐步顯現，無(wú)法滿(mǎn)足現有業(yè)務(wù)的管理需求，對此進(jìn)行現代化改造，已經(jīng)成為企業(yè)的迫切要求。進(jìn)出廠(chǎng)計量屬于高精度貿易等級的管理范疇，要求過(guò)程自動(dòng)，數據及時(shí)，信息共享，操作中可監控，操作后可追溯，做到“事中控制，事后分析”。而原有的系統沒(méi)有同ERP和MES的進(jìn)行整體設計，只解決了局部的稱(chēng)重問(wèn)題，對監控和管理的要求相對較弱?；裟犴f爾公司開(kāi)發(fā)的Experion-TAS[1] 系統解決方案可以應用在各種形式的罐區，實(shí)現全罐區的自動(dòng)化管理；梅特勒—托利多公司開(kāi)發(fā)的ScaleWin II[2] 稱(chēng)重軟件專(zhuān)為車(chē)輛衡稱(chēng)重設計的配套產(chǎn)品，保證了數據結果準確，減少人工操作部分。在實(shí)際的使用中，這兩個(gè)軟件都有部分不能徹底滿(mǎn)足企業(yè)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)和管理的需求，為了適應石化企業(yè)的精細管理和與現有的ERP\MES配套的目的，本文結合項目實(shí)踐，在統一開(kāi)發(fā)的MES系統框架下，研究如何繼承原有系統的特點(diǎn)，制定解決方案，進(jìn)行局部的優(yōu)化，達到MES深化應用的目的，滿(mǎn)足對公路進(jìn)出廠(chǎng)管理業(yè)務(wù)流程的需要。

    2 需求分析

    石化企業(yè)原料和產(chǎn)品一般以液體、固體和氣體三種形態(tài)存在，通過(guò)管道、輪船、鐵路和公路四種方式運輸。其中，公路與其他運輸方式相比，有單車(chē)量小、發(fā)車(chē)頻次高、客戶(hù)多、車(chē)型復雜、人工可干預的地方多、不可預見(jiàn)的情況也比較復雜等特點(diǎn)。

    企業(yè)在公路出廠(chǎng)一般都配有質(zhì)量流量計、電子汽車(chē)衡等計量器具，以電子汽車(chē)衡作為權威的貿易結算量，以質(zhì)量流量計作為監控電子汽車(chē)衡的一種手段。某石化企業(yè)公路運輸計量管理主要采取電子汽車(chē)衡（地磅）。目前企業(yè)有一個(gè)銷(xiāo)售計劃崗位和三個(gè)地磅計量操作崗位：液化氣地磅房、焦化地磅房和瀝青地磅房。液化氣地磅房主要計量液化氣、二氧化碳和丙烷等產(chǎn)品，以及其它氣化液體原料；焦化地磅房計量焦炭、瀝青、渣油和聚丙烯散料等十余種物料。近期，企業(yè)還對瀝青地磅房進(jìn)行改造，用于三劑輔料進(jìn)廠(chǎng)的計量。

    以銷(xiāo)售計量運作管理為例，企業(yè)現有流程如下：首先，銷(xiāo)售人員在SAP中完成信用驗證并建立銷(xiāo)售訂單；向計量中心提交任務(wù)聯(lián)系單并申請計量。然后，計量崗位根據任務(wù)聯(lián)系單計量車(chē)輛皮重、毛重，打印計量憑證，形成法定結算依據，最后，由計量中心提交SAP完成發(fā)貨過(guò)賬。

    隨著(zhù)資源價(jià)格的不斷攀升，對企業(yè)精細化運作管理也提出了更高的要求。然而，企業(yè)現有的信息治理環(huán)境還存在幾個(gè)突出問(wèn)題：

    （1）信息系統孤島，缺乏協(xié)同能力。

    由于歷史原因，企業(yè)還沒(méi)有建設生產(chǎn)執行系統的意識，軟件功能以單一、局部的管理需求為基礎，也沒(méi)有考慮與其它系統間的數據交換和集成，更無(wú)法與SAP形成無(wú)縫連接。銷(xiāo)售人員和計量崗位只能分別在各自的系統中輸入數據。這不僅造成了重復勞動(dòng)，浪費了時(shí)間，而且數據不一致及不及時(shí)的情況也時(shí)有發(fā)生，維護代價(jià)高昂。

    （2）可靠性無(wú)法保障，系統管理困難。

    原有三個(gè)地磅房各使用由不同開(kāi)發(fā)商提供的稱(chēng)重管理軟件，無(wú)法集中管理，數據無(wú)法實(shí)現網(wǎng)上傳遞和共享。當發(fā)生網(wǎng)絡(luò )癱瘓等突發(fā)意外情況時(shí)，由于當時(shí)IT技術(shù)和設計局限性，缺乏基于系統能力的容錯機制，無(wú)法提供穩定的計量服務(wù)，往往需要暫停業(yè)務(wù)，直到所有故障排除，嚴重的甚至導致“憋罐”，影響正常生產(chǎn)。一般以應急管理制度形式規定的應急預案處置，效果有限。
                        
                                       圖1  業(yè)務(wù)流程圖

    （3）不能滿(mǎn)足全面監控的需求。

    計量、儲運、銷(xiāo)售作為管理部門(mén)，對地磅房進(jìn)出廠(chǎng)業(yè)務(wù)具有監督的責任。然后由于地磅房多處于廠(chǎng)區邊緣，較為分散，無(wú)法做到實(shí)時(shí)監控，給管理部門(mén)監督工作帶來(lái)了一定的難度。同時(shí)，在地磅房?jì)炔抗芾碇?，?chē)輛來(lái)往繁忙，崗位人員為了保證計量準確性，必須在每輛車(chē)稱(chēng)重前，從工作間內走出至室外檢查車(chē)況和位置，使計量過(guò)程時(shí)間增加，制約了工作效率。

    本文詳細調研了某石化企業(yè)汽車(chē)衡計量現狀及問(wèn)題所在，經(jīng)過(guò)多次會(huì )同計量、運銷(xiāo)、信息等職能部門(mén)進(jìn)行業(yè)務(wù)研討及流程梳理后，設計出了全新的業(yè)務(wù)流程，如圖1所示。
原有系統已運行多年，崗位用戶(hù)對此有了很強的依賴(lài)性，新設計在考慮人機交互模式兼容性的同時(shí)，在簡(jiǎn)化用戶(hù)操作上和與現有的系統的兼容上進(jìn)行了優(yōu)化；在功能上，針對用戶(hù)最為迫切需要的問(wèn)題，逐一進(jìn)行了解決：

    （1）數據一體化，如何使系統同其他業(yè)務(wù)系統進(jìn)行自動(dòng)化的數據交互。

    （2）可靠性保障，鑒于進(jìn)出廠(chǎng)業(yè)務(wù)的重要性，如何使系統在網(wǎng)絡(luò )癱瘓等意外狀況下也能保障進(jìn)出廠(chǎng)業(yè)務(wù)的正常進(jìn)行。

    （3）實(shí)時(shí)監控，如何保障整個(gè)進(jìn)出廠(chǎng)業(yè)務(wù)的透明、可跟蹤，防止作弊的發(fā)生。

    3 系統設計

    3.1 總體構架

    系統使用.NET開(kāi)發(fā)平臺，采用B/S和C/S的混合架構，數據庫使用ORACLE 9i，由服務(wù)器端和客戶(hù)端兩部分組成，系統間通過(guò)WEB服務(wù)進(jìn)行數據通訊。服務(wù)器端供銷(xiāo)售和計量等管理部門(mén)使用，包含ERP接口、銷(xiāo)售管理、銷(xiāo)售報表、基礎數據維護、權限管理；客戶(hù)端由地磅計量崗位使用，主要進(jìn)行進(jìn)出廠(chǎng)業(yè)務(wù)操作。如圖2所示：
                     
                                           圖2  系統結構圖
    3.2 主要功能模塊

    3.2.1 數據集成

    目前企業(yè)有多個(gè)業(yè)務(wù)系統在運行，系統之間存在著(zhù)數據交互的要求，根據需求不同，即可對外提供數據接口，也可以通過(guò)數據接口實(shí)現系統間的無(wú)縫連接。

    （1）與ERP系統數據交互

    銷(xiāo)售部門(mén)在SAP SD模塊中建立銷(xiāo)售訂單，包括客戶(hù)名稱(chēng)、物料名稱(chēng)及代碼、銷(xiāo)售數量和承運商車(chē)輛信息等內容；然后在公路進(jìn)出廠(chǎng)計量管理系統中下載銷(xiāo)售訂單，并向指定的計量站下達計量聯(lián)絡(luò )單，當計量站完成計量工作以后，系統通過(guò)ERP接口自動(dòng)將計量結果提交給ERP系統。

    （2）與MES系統數據交互

    MES系統中有進(jìn)出廠(chǎng)管理模塊，需要獲取計量數據，當計量站完成計量工作以后，系統通過(guò)接口自動(dòng)將計量結果提交給MES系統。

    （3）與其它系統數據交互

    對外提供數據訪(fǎng)問(wèn)接口，其它業(yè)務(wù)如需要獲取公路進(jìn)出廠(chǎng)計量數據，可通過(guò)此接口獲取數據。

    3.2.2 計量自動(dòng)化

    某石化企業(yè)公路計量方式主要是地磅計量，通過(guò)硬件接口開(kāi)發(fā)，系統提供地磅訪(fǎng)問(wèn)接口，作業(yè)時(shí)自動(dòng)進(jìn)行地磅數據采集，將采集結果自動(dòng)存入系統。

    3.2.3 過(guò)程監控

    進(jìn)出廠(chǎng)計量業(yè)務(wù)復雜，環(huán)節繁多，每個(gè)步驟如果出現誤差都有可能導致計量結果的偏差，影響企業(yè)的效益，所以在整個(gè)過(guò)程中采用多種手段保障整個(gè)進(jìn)出廠(chǎng)過(guò)程的準確安全。

    （1）紅外檢測

系統稱(chēng)重時(shí)，紅外檢測發(fā)送指令控制上、下地磅車(chē)輛的位置及障礙物，在反饋信號正常的情況下方可進(jìn)行稱(chēng)重作業(yè)。

    （2）錄像監控

    在地磅前后安裝了攝錄裝置，工作人員通過(guò)系統的視頻采集功能實(shí)時(shí)監測地磅上的情況，防止人為作弊，指導車(chē)輛進(jìn)行稱(chēng)重作業(yè)，保證稱(chēng)重數據的正確。在稱(chēng)重過(guò)程中，系統自動(dòng)對車(chē)輛進(jìn)行拍照存檔，便于以后進(jìn)行查詢(xún)、分析、對比。

    （3）實(shí)時(shí)報警

    在地磅房外裝有報警裝置，當系統檢測到紅外異常時(shí)，通過(guò)響鈴進(jìn)行提醒相關(guān)人員注意，及時(shí)排除異常，待異常排除后，方可進(jìn)行稱(chēng)重，防止發(fā)生不必要的危害

    3.2.4 災難處理

    進(jìn)出廠(chǎng)業(yè)務(wù)不但要求計量精確，而且要求能夠進(jìn)行連續穩定的業(yè)務(wù)處理，這對于系統來(lái)說(shuō)提出了更高的要求，在非正常狀態(tài)下，也要保證進(jìn)出廠(chǎng)業(yè)務(wù)的順利進(jìn)行。

    （1）ERP緊急預案

    當ERP發(fā)生故障無(wú)法直讀數據時(shí)，業(yè)務(wù)人員可以在本系統中直接進(jìn)行排隊信息錄入，仍可以繼續使用本系統。待ERP系統恢復正常后，可將計量結果提交ERP系統；如果同ERP通訊的網(wǎng)絡(luò )發(fā)生了故障，通過(guò)ERP系統將數據導出文本文件，通過(guò)系統提供的導入接口，將文本信息導入到系統中，待計量結束后，將計量結果導入ERP系統。

    （2）網(wǎng)絡(luò )緊急預案

    實(shí)現遠程—本地雙數據庫緩存機制，實(shí)現自動(dòng)切換。當遠程服務(wù)鏈路不可達時(shí)，自動(dòng)切換至本地Access數據庫緩存模式，新增銷(xiāo)售訂單應用文本文件導入客戶(hù)端。待系統識別到網(wǎng)絡(luò )可用時(shí)，自動(dòng)將緩存數據提交服務(wù)器，實(shí)現了7×24小時(shí)不間斷運作的要求。

    4 工程實(shí)踐

    4.1 一期項目實(shí)施內容

    在液化氣地磅房進(jìn)行試點(diǎn)應用，改造了軟硬件設施：在軟件方面，增加了ERP接口、MES接口和計量系統接口；硬件方面，增加了地磅串口采集、視頻監控、紅外監控和紅綠燈交通指示[3]。系統效果如圖3所示：
                  
                                       圖3  系統效果圖
    4.2 二期項目實(shí)施內容

    繼一期成功上線(xiàn)，企業(yè)對系統功能進(jìn)行了擴展，并推廣到其他公路計量點(diǎn)，改造了焦化和瀝青地磅房，使任一計量點(diǎn)都能夠完成所有進(jìn)出廠(chǎng)物料的計量作業(yè)，還實(shí)現了銷(xiāo)售（或采購）訂單—計量單一對多的管理要求。最終，統一了計量軟件的版本，使各個(gè)計量點(diǎn)能夠協(xié)同工作。

    5 展望

    項目成功實(shí)施，然而對MES深化應用的探索并未就此結束，如何使系統更加完善，更高效地完成業(yè)務(wù)流程，是需要一直思索的問(wèn)題?；趯SA-95[4]企業(yè)功能模型的認識，本文認為可在以下幾方面進(jìn)行提升：

    （1）安裝高精度的質(zhì)量流量計，通過(guò)OPC接口將數據采集到實(shí)時(shí)數據庫，提供表計量作業(yè)方式。

    （2）引入車(chē)牌識別系統。截取現場(chǎng)車(chē)輛圖片，抓取車(chē)牌信息。通過(guò)承運商車(chē)輛計劃信息，在計量聯(lián)絡(luò )單的清單中自動(dòng)定位。

    （3）實(shí)現自動(dòng)、限量、計量裝車(chē)作業(yè)。增加一套高精密的定量裝車(chē)設備，將訂單未完成數量及按照車(chē)輛限載要求，通過(guò)OPC接口，將本次裝運數量自動(dòng)寫(xiě)入批控裝置。

    （4）在停車(chē)場(chǎng)增加車(chē)輛排隊信息電子屏，進(jìn)行消息發(fā)布，提高消息透明度、及時(shí)性和客戶(hù)服務(wù)質(zhì)量。

    6 結論

    綜合以上所述，在統一開(kāi)發(fā)的MES系統框架下，某石化企業(yè)通過(guò)對原有進(jìn)出廠(chǎng)管理系統的全面升級，實(shí)現了銷(xiāo)售、裝運、計量和統計的一體化管理運作模式，提高了企業(yè)的自動(dòng)化水平，通過(guò)流程再造，以點(diǎn)帶面，實(shí)現了生產(chǎn)管理及系統的優(yōu)化。在實(shí)現全面的精細化管理的同時(shí)，進(jìn)一步提高企業(yè)作業(yè)效率，達到了MES深化應用的目的。

    其他作者：張平福（1982-），男，浙江人，本科，助理工程師，現就職于浙江中控軟件技術(shù)有限公司石化MES運營(yíng)部；

    董天翔(1981-)，男，浙江人，本科，工程師，現就職于浙江中控軟件技術(shù)有限公司石化MES運營(yíng)部；

    趙燕（1959-），女，山東人，大專(zhuān)，經(jīng)濟師，現就職于中國石化總公司九江分公司計量中心；

    羅敏明（1963-），男，本科，高級工程師，現就職于中國石化總公司九江分公司信息中心。

    參考文獻：

    [1] Honeywell Experion-TAS 系統解決方案[DB/OL].http://www.gongkong.com/webpage/solutions/200704/E-A7B4-FA752E869C73.htm.

    [2] 梅特勒-托利多ScaleWin II稱(chēng)重管理軟件[DB/OL]. http://www.mtchina.com/mt/industry/vehicle_accessory.htm#ScaleWin.
  
    摘自《自動(dòng)化博覽》2010年第十一期