数字炼化工厂总体规划及初步设计.doc

数字炼化工厂 建设方案 目目 录录 第第 1 章章 项目概述项目概述 1 1 1 建设背景 1 1 2 需求分析 2 1 3 物联网技术的应用 2 第第 2 章章 总体设计总体设计 4 2 1 建设原则 4 2 2 建设目标 5 2 3 建设内容 6 2 4 建设思路 7 第第 3 章章 基础网络设施建设基础网络设施建设 8 3 1 网络设计 8 3 2 安全设计 10 3 3 数据备份 12 第第 4 章章 生产运行管理系统 生产运行管理系统 MES 14 4 1 系统概述 14 4 2 系统设计 16 4 3 系统特点 18 4 4 建设意义 18 第第 5 章章 生产经营管理系统 生产经营管理系统 ERP 19 5 1 设计原则 19 5 1 1 统一性的原则 19 5 1 2 差异流程上报审批的原则 21 5 2 概述 21 5 2 1 炼化企业实施的模块 23 5 2 2 实施模块与企业业务的对应关系图 30 5 3 系统架构 30 5 3 1 财务方面 30 5 3 2 后勤方面 31 5 4 标准业务流程设计 33 5 4 1 原料采购 33 5 4 2 库存管理 41 5 4 3 原料加工 生产计划与控制 46 5 4 4 产品销售 57 5 4 5 物资供应管理 78 5 4 6 设备管理 95 5 4 7 财务管理 114 5 5 企业报表 125 5 5 1 外部报表 125 5 5 2 内部报表 130 5 6 外部系统接口 135 5 6 1 总部层 135 5 6 2 企业层 136 第第 6 章章 综合信息管理系统综合信息管理系统 138 6 1 办公自动化系统 138 6 2 知识管理系统 140 6 3 企业信息门户 145 6 3 1 主要流程 146 6 3 2 技术总述 153 6 3 3 模块设计 156 6 4 企业客户关系管理 CRM 165 6 5 企信通 168 第第 7 章章 应急决策管理系统应急决策管理系统 172 7 1 安全生产监控系统 172 7 2 应急指挥系统 172 7 3 预案可视化与推演系统 173 7 4 车辆定位监控系统 车务通 174 第第 8 章章 厂区一卡通管理系统厂区一卡通管理系统 175 8 1 企业一卡通管理系统概述 175 8 2 考勤 176 8 3 门禁 178 8 4 售饭 180 第第 9 章章 环境保护智能监控系统环境保护智能监控系统 183 第第 10 章章 厂区视频监控系统厂区视频监控系统 184 10 1 在线式基本视频服务 185 10 1 1 本地 远程实时浏览 轮询 185 10 1 2 本地 远程录像存储 备份 185 10 1 3 本地 远程检索 回放 186 10 1 4 机构 用户 权限管理 186 10 1 5 设备管理和网管 186 10 1 6 联动报警和预案管理 187 10 1 7 日志和报表管理 187 10 1 8 GPS定位 GIS电子地图应用 187 10 2 矩阵解码上墙 188 10 2 1 模拟矩阵管理 188 10 2 2 视频联动服务 188 10 2 3 联动报警 188 10 2 4 方案应用 189 10 2 5 智能分析 189 10 2 6 视频事件 190 1 第第 1 章章 项目概述项目概述 1 1 建设背景建设背景 只有以信息化带动工业化 以工业化促进信息化 推进工业化和信息化 融合 才能走出 科技含量高 经济效益好 资源消耗低 环境污染少 人力 资源优势得到充分发挥 的新型工业化道路 大部制改革将工业和信息化组 建了工信部 这个讯息无疑是告诉人们 中国的工业和信息化的结合势在必行 了 国内炼化企业的信息系统建设起步较早 信息系统建设处国内较为领先地 位 随着竞争加剧 单纯依靠企业规模和企业资产的优势 已不能实现企业的 继续发展的要求 借助信息化实现跨越式发展成为目前炼化企业的有效手段 随着企业信息化应用的不断深入 电子商务系统 CRM 系统 ERP 系统以及财务 管理系统已初步建成 近期 决策支持管理系统逐步实施 使企业逐步走向科 学决策之路 炼化企业在信息需求方面及其自身工艺技术 产品结构 生产组织 企业 结构方面存在的特殊性 但是 由于炼化企业对生产组织的要求较高 信息集 成的复杂性和实时性也较其它企业高 从炼化行业近十年的发展来看 针对提 高产能 降低消耗 提高产品实物质量等方面 企业不断地进行技术改造 形 成了以基础自动化和过程自动化为代表的企业信息化发展格局 与其它企业相 比 炼化企业生产过程具有相当强的连续性 流程化特点十分明显 因此炼化 企业自动化技术和控制技术多样性特别明显 这就决定了炼化企业所建的 ERP 必须具备快速处理和交换信息的能力 演算复杂数学模型的能力 满足这些 必须要有可靠 稳定的网络平台支撑 目前炼化企业信息化系统功能涵盖企业经营管理 产品制造 供应链管理 办公自动化 基础自动化等所有方面 随着各系统的不断完善 需要更加稳定 可靠 安全的网络来支撑 同时借助视频监控等 IP 新技术 实现其各功能分系 统的数据采集和自动化控制 保障企业快速的发展 2 1 2 需求分析需求分析 建立生产管理控制一体化硬 软件平台 实现采购供应 生产管理 运输 销售为核心的全生产过程管控 强化计划管理 提高生产协调和控制 全面提升企业的管理效率 增强企 业核心能力 以人为本 持续推进人员自主学习能力的提高及知识共享 建立企业的知 识库及个人知识管理平台 建立协同办公和企业信息发布平台 实现行政办公自动化 无纸化 内部 管理公开化 透明化 全面质量 安全 环保管理 彰显企业社会责任 提供统计分析 决策支持依据 1 3 物联网技术的应用物联网技术的应用 目前 物联网产业技术已经基本成熟 进入规模产业化阶段 基于物联网 技术完成数字炼化工厂的建设时大势所趋 具有时代意义 从技术方面理解 物联网是指物体通过智能感应装置 经过传输网络 到 达指定的信息处理中心 最终实现物与物 人与物之间的自动化信息交互与处 理的智能网络 从应用理解 物联网是指把世界上所有的物体都联接到一个网络中 形成 物联网 与现有的互联网结合 实现人类社会与物理系统的整合 达到更加精 细和动态的方式管理生产和生活 1 物联网集成 RFID 传感器 无线网络 中间件 云计算等新技术 实 现物 物 人 物的自动化信息交互与处理 是国家万亿级战略新兴产业 2 物联网应用于制造过程及供应链各环节 全面提高产品性能 减低生产 损耗和提升制造企业竞争力 3 供应链可视化管理 1 准备 自动 实时的信息传递 2 货品位置快速获 取 生产车间智能制造 1 柔性生产 提升产能 2 流程可视 精细管理 产品全生命周期监控 1 单品管理 2 全程监控 3 绿色环保 物联网的应用要实现高质量 高效率的制造 实现制造领域物联网应用从 闭环到开环 重点突破制造系统底层信息采集技术 图 3 物联网技术标准与公共平台 4 第第 2 章章 总体设计总体设计 2 1 建设原则建设原则 整个炼化工厂数字化建设的过程遵循以下原则 面向全局的原则面向全局的原则 从内容上来讲 企业的信息化建设覆盖面很广 涉及专业很多 并且采用 的应用软件系统也有多种 又要求这些软件系统之间能够无缝集成 不能形成 信息孤岛 从时间上来讲 整个企业的信息化建设不是一朝一夕能够完成的 一般将会持续三至五年 甚至更长 因此 在项目实施之初 进行信息化的整 体规划是非常重要的 规划内容完整 并面向全局 通盘考虑 以保证各应用 系统的集成性 接口的可实现性 各应用系统操作平台和技术的一致性或兼容 性 硬件系统的应用满足性等等 规划完成之后 以后各阶段的实施项目便以 规划的方案为指导和方向 并在具体实施过程中 顾全大局 始终遵循 面向 全局 的原则 面向未来的原则面向未来的原则 信息化建设的规划必须考虑到企业的长远发展和应用系统将来功能的延伸 把企业的经营环境定位在全球经济一体化上 最终形成与上 下游合作伙伴紧 密连接的高效信息系统 例如 对于企业管理系统的规划 不仅要考虑到现在 需要的企业内部的 ERP 系统 采购 销售 生产 财务等的管理 还要考虑到 今后的电子商务平台 客户关系管理以及商业智能与决策支持系统等更高层次 的应用 因此 规划要遵循 面向未来 的原则 另一方面 面向未来 还包括软 硬件技术上的先进性 信息化建设要采 用先进的管理理念 计算机技术和方法 不但能反映当今的先进水平 而且具 有发展潜力 能保证在未来若干年内占主导地位 并能顺利地过渡到下一代技 术 开放性原则开放性原则 企业的信息化建设项目考虑未来的发展 规划内容宽泛 包括业务管理系 5 统 ERP CRM SCM SEM 等 办公自动化系统 企业门户 计量系统 质量系统 生产设备与控制系统等 这些系统来自于不同领域 不同厂商 它们之间的全 面集成方案将是规划的重要内容之一 因此 选择软件系统时必须充分考虑其 开放性和标准性 也就是要考虑到各系统间数据传递和接口开发的可实现性 充分利用现有资源充分利用现有资源 多数的炼化企业都已有了不错的底层自动化基础 在各工序都已经部分或 全部拥有了业务系统等 另外 普遍应用的计质量系统 已经将企业及各车间 之间的物料进出的计量数据 结算磅数据 采集并统一到一个数据库中 这些系 统对整个生产过程都起到了重要的作用 在信息化实施过程中 要充分利用这 些已有的资源 与企业的技术改造相结合与企业的技术改造相结合 十一五 期间 为提高产品内在质量 各企业都将实施一系列设备改造 在改造过程中要遵循统一的自动化政策 采用开放式结构 为企业信息集成创 造条件 信息化的建设与企业的机制改革相结合信息化的建设与企业的机制改革相结合 信息化将极大地改变人们的思维方式和工作方法 同时 信息化的成败和 企业运行机制的好坏有极大的联系 因此建设信息化不是简单地把现有的手工 管理改成计算机辅助管理 在需求调研和分析中 已经发现了企业经营管理中 存在的诸多问题和瓶颈 因此在信息化系统设计的同时 进行企业运行机制的 改革设计 使企业经营管理模式 变为更适合市场经济和竞争机制的运行模式 2 2 建设目标建设目标 炼化企业的数字信息化建设应以国际先进而成熟的软件为主 以国内成 熟软件为辅 配以适宜的网络基础设施 进行数字化工厂工程建设 以实 现从原料选择 采购 进厂 计量 加工 调和到出厂的全过程管理 在 生产装置稳定运转与优化操作的基础上 为公司的高层决策 生产经营管 理提供安全可靠的信息化支撑平台 提高企业的综合竞争力 6 2 3 建设内容建设内容 数数字字炼炼化化工工厂厂 基础网络设施建设 生产运行管理系统 生产经营管理系统 综合信息管理系统 应急决策管理系统 厂区一卡通管理系统 环保智能监控系统 厂区视频监控系统 其它系统 1 建设信息管理系统基础网络设施 包括主机 存储 安全 网络 以 支持数字工厂建设过程中的所有应用系统 2 建设生产运行管理系统 即 MES 系统 以实现以效益最大化为目标 的生产计划的优化 生产调度的优化 生产操作与状态的跟踪以及报警 生产 数据统计与分析 收率 物料平衡 能耗 计量 油品调和与储运自动化 实验室信息管理与共享 及时掌握生产绩效等 必要时 建立原油采购的优化 系统 3 建设生产经营管理系统 即 ERP 系统 以实现依托信息技术 集成 ERP 管理理念与炼油厂业务实践 建立以财务为核心的物流 资金流和信息流 高度集成的一体化经营管理平台 为企业的采购 生产 库存 销售 财务等 业务人员提供一个统一的操作平台 为预算管理 资金运作 成本控制等提供 必要手段 为企业管理人员经营决策 优化生产 绩效考核等提供信息支撑 同时 通过 ERP 系统的实施 吸取国际先进的管理理念 规范业务流程 4 建设综合信息管理系统 以实现工厂建设数据向工厂信息系统的转移 实现高效地管理工厂的设计数据和文档 设备材料等维护信息 提高工厂的运 行维护效率 减少经济损失 实现各种文档的有效管理 提高工厂运维效率 建立办公自动化系统 提高办公效率 根据管理人员不同角色的需求 进行相 关信息整合 进行个性化定制 使得各层管理人员可以方便地浏览所需信息 7 5 建设应急管理系统 以实现工厂应急事件处置数字化为目标 基于 GIS 建立应急救援辅助决策支持系统 建立炼化厂区的电子平面地图 卫星地 图 重点区域的三维模型 完成基于 GIS 的应急救援预演系统的开发 部署与 实施 为紧急情况下实施应急指挥调度 迅速处理突发事件 提供必要的数据 支持 6 建立厂区一卡通管理系统 实现厂区内一体化 集约化管理 实现考 勤 消费 门禁 巡更 停车场等一卡通 提高厂区数字化管理水平 7 建立环保智能监控系统 基于物联网技术建设进行炼化工厂的环境污 染情况监测 从而保证企业可以 24 小时有效监控重点区域 大幅提高环保能力 8 建立厂区视频监控系统 通过对厂区道路 车间 楼宇等关键区域安 装视频设备 提高园区的安防水平 维持工厂正常的生产和生活秩序 2 4 建设思路建设思路 炼化企业数字化建设的整体思路为 总体规划 分步实施 重点突破 持 续改进 做好总体规划和分阶段规划 充分利用企业现有的硬 软件资源 采用 先进成熟的信息技术 不做重复开发 从企业战略实现角度出发从企业战略实现角度出发 企业信息化规划 必须从企业的长远发展战略角度出发 项目规划要能够 支撑公司的战略实现 通过对管理模式的创新 达到企业的核心竞争力的提升 坚持理论研究成果与企业实际相结合坚持理论研究成果与企业实际相结合 要研究国内外信息化研究成果及国外同类企业成功应用实践案例 结合行 业的国际国内竞争环境 理解企业所处的行业地位及区域特点 结合企业信息 化的现状及信息资源 编制出具有企业个性化的 独特的解决方案及总体思路 企业信息化要重视内外部环境企业信息化要重视内外部环境 8 企业的信息化建设必须坚持内外并重的原则 一方面 持续推进公司的内 部信息化建设 促进企业业务流程的重组与优化 增强产 供 销之间的协作 能力 实现企业的精细化管理 达到事前预测 事中控制 事后核算的管理要 求 另一方面 通过整合上下游关联企业的资源 构筑企业之间的商务应用协 同的全程供应链 实现业务流程和信息系统的融合与集成 总体规划 分步实施总体规划 分步实施 企业信息化是一个具有广泛范围的 极其复杂的集成化的应用 因此企业 信息化建设必须坚持 总体规划 分步实施 需求牵引 效益驱动 重点突破 的二十字方针 合理制订项目具体的实施及阶段目标 保护项目的投资 强调内外合作策略强调内外合作策略 由于信息化项目是一个多学科的系统集成 因此必须充分发挥各行各业的 人才 资源优势 将专业化咨询服务公司 研究机构 学校的专家教授 学者 及企业相关资源 进行相应的资源整合 形成具有协同集成的综合咨询平台 尽量保护已有投资 系统设计应尽量结合企业实际 充分利用企业现有资源 软件 硬件 网 络 注意与企业现有信息系统的衔接 同时 对确实不适应总体规划要求的信 息系统作出适当的调整和改进 第第 3 章章 基础网络设施建设基础网络设施建设 如何实现 数字炼化 就是要满足炼化目前系统和未来信息化的要求 结合未来网络发展趋势 可控网络的思想 实现一个可控的 安全的 可靠 的网络平台 并借助 IP 在语音 视频的技术 满足炼化安全生产 科学管理 优质服务等的要求 3 1 网络设计网络设计 数字炼化企业园区网的拓扑图如下 9 如上图 由于炼化企业大多厂区覆盖面积广 集中生产 因此数字炼化解 决方案主要是园区网设计 包括数据中心 分厂 二级单位 总部机关 设计 院和外地分支机构等单位 考虑到炼化工业对网络平台可靠性和安全性的要求 在骨干网上 我们为炼化设计了 RPR 环网结构 通过 RPR 环网设计 保证环网 在出现故障时 50ms 自愈 同时提高网络高带宽的传输能力 各个分厂 二级单 位和机关单位采用双星型结构设计 保证接入的可靠性 为了安全 不被病毒 流氓程序等软件攻击 我们设计了 IPS 入侵防御和 EAD 端点准入防御系统 保 证网络的整体安全 同时方案还涉及了存储 视频 语音 监控等方面的设计 为炼化企业建设一个可靠 安全 多业务承载的网络平台 炼化企业网络分为生产 MES 网和办公网 两个网络统一承载在一个平台上 骨干网的可靠性和快速故障恢复就显得更加重要 近几年炼化企业 ERP MES 系 统的建设 不仅加快了企业前进的节奏 增强了核心竞争力 也增加了系统运 行的风险 要求网络一刻都不能停止 以保证系统的在线运行 根据炼化网络的特点 厂区集中 分布范围大得特点 采用 RPR 技术 组 成环型网络 以保证网络的冗余备份 RPR 与 SDH 拓扑结构类似 RPR 为互逆双 环拓扑结构 环上的每段光路工作在同一速率上 10 RPR 技术采用双环逆向拓朴结构 外环和内环同时可传送数据和控制信息 具有完全分布式的访问控制方法 实现电信级故障自动保护倒换 IPS 功能 业 务倒换时间小于 50ms 拓朴收集自动完成 能自动选择业务最优路径 利用 RPR Fa 公平算法 环网带宽动态调整 实现带宽全局公平和局部最优利用 实 现流量等级保证 QOS 支持带宽预留的业务 继承传统 Ethernet 概念 支持所 有 Ethernet 上层协议和业务 带宽平滑扩展 1G 10G 甚至 40G 且具有完善 的操作和维护平台 具有可运营 可管理的能力 建成后的核心层主要负责核心业务处理 跨区域业务量疏通 及与其它网 络互联互通 同时可作为 P 设备 配合汇聚层 PE 设备 完成 MPLS VPN 业务的 部署 将炼化企业内不同业务进行隔离 保证各个业务在同一网络平台上运行 互不影响 3 2 安全设计安全设计 炼化行业信息化程度高 企业很早就把计算机技术应用到生产的各个环节 而且运用相当广泛 具有数量大 分布广 节点多的特点 随着病毒 黑客技 术的发展及传播与泛滥 安全问题相当突出 加上炼化行业自动化的广泛使用 信息系统的大面积普及 如 数据挖掘及决策系统 ERP MES 数据库 文件 11 资料交换 电子邮件等 数据安全和保护已越来越受到重视 已成为影响网 络结构设的主要因素 随着 IT 技术的发展 目前安全模型已经改变 防火墙 IDS 入侵检测 的 模型已不能满足用户的需求 4 层以下的防护 防火墙和过慢的入侵检测设 备 IDS 联动 无法防护快速的应用层病毒的攻击 常常是攻击已经开始 攻破 了安全屏障 IDS 才反应过来 配合防火墙 阻击来犯之敌 可怕的是企业的 命脉 数据遭到了窃取和破坏 如何防止新的应用层攻击 针对防火墙和 IDS 的不足 需要有新的安全设备与之配合 这就是 IPS 入侵防御系统 可以这么解释 IPS 在网络安全上的重要性 将一个需要保护的 网络比作一间密封的大屋子 传统的防火墙相当于在屋子的墙上开了几个窗口 让空气和光线可以进来 而 IPS 相当于给这些窗口装上纱窗 玻璃和窗帘 以 挡风遮雨 同时防范苍蝇 蚊子 灰尘等进入屋子 H3C 的 Secpath 系列 IPS 产品自发布以来 已迅速成为提供基于网络的入侵防御系统的领先厂商 客户端的保护 对于任何企业来说是一个非常困难的事 炼化行业计算机 普及率广 数量大 终端一旦染毒 就成为一个攻击点 再加上大多数炼化行 业从业者的计算机水平普遍不高 这就造成终端的安全防护不够 木马程序肆 意泛滥 成为炼化企业最为头疼的问题 如何管理终端 如何保护终端不受侵 害 据权威机构对用户的调查分析 大多安全问题主要集中在病毒和系统自身 漏洞方面 EAD 端点准入防御系统 配合交换机 路由器和安全设备 彻底保 护网络安全 具体系统应用示意图如下所示 12 EAD 解决方案在用户接入网络前 强制检查用户终端的安全状态 并根据对 用户终端安全状态的检查结果 强制实施用户接入控制策略 对不符合企业安 全标准的用户进行 隔离 并强制用户进行病毒库升级 系统补丁安装等操作 在保证用户终端具备自防御能力并安全接入的前提下 合理控制用户的网络行 为 提升整网的安全防御能力 3 3 数据备份数据备份 炼化企业信息系统众多 决策分析 数据挖掘等都需要基础数据作为依据 数据的保护相当关键 在传统的存储备份中 当主存储出现问题 备份数据恢 复时间相当长 在信息系统一刻都不能停的炼化行业 如何解决 CDP Continuous Data Protection 连续数据保护 有别于传统利用快照 复制和镜像等手段来进行数据保护的前沿技术 可在数据发生任何变化时将所 有数据很好地保护起来 CDP 将传统着眼于 备份 的备份技术 推进到着眼 于快速恢复 最少数据丢失的数据保护新阶段 其最大的技术优势就在于可进 行任意时间点的数据恢复 当数据丢失的损失以分钟 或更小的时间单位 来计算时 部署 CDP 方案 就显得十分必要 同时 对于系统暂停一刻都不能容忍的企业来说 CDP 技术 13 能减少从灾难发生到数据恢复所需要的时间 满足系统可靠性需达到 99 999 的严苛要求 炼化企业终端众多 生产计算机 领导计算机 各单位自有小型系统等 数据也相当关键 通过在每台应用主机或者 PC 上安装一套存储数据复制软件 将主机数据或系统直接复制到 NeoStor 存储管理平台所管理的存储池中 实现 数据的集中管理 在复制过程中可以选择连续复制或周期性复制两种机制 同 时 复制软件和 TimeMark 功能与其内建的应用感知代理功能配合 可以确保存 储池中每一个数据版本的数据一致性 当任一时间点数据版本临时需要使用时 可以快速的被打开使用 14 第第 4 章章 生产运行管理系统 生产运行管理系统 MES 4 1 系统概述系统概述 由于市场环境的变化和现代生产管理理念的不断更新 一个制造型企业能 否良性运营 关键是使 计划 与 生产 密切配合 企业和车间管理人员可 以在最短的时间内掌握生产现场的变化 作出准确的判断和快速的应对措施 保证生产计划得到合理而快速修正 虽然 ERP 和现场自动化系统已经发展到了 非常成熟的程度 但是由于 ERP 系统的服务对象是企业管理的上层 一般对车 间层的管理流程不提供直接和详细的支持 而现场自动化系统的功能主要在于 现场设备和工艺参数的监控 它可以向管理人员提供现场检测和统计数据 但 是本身并非真正意义上的管理系统 所以 ERP 系统和现场自动化系统之间出 现了管理信息方面的 断层 对于用户车间层面的调度和管理要求 它们往 往显得束手无策或功能薄弱 而 MES 则是连接这一 断层 制造执行管理系统 MES 是企业 CIMS 计算机 现代集成制造系统 信息集 成的纽带 是实施企业敏捷制造战略和实现车间生产敏捷化的基本技术手段 工厂制造执行系统 MES 是近 10 年来在国际上迅速发展 面向车间层的生产管理 技术与实时信息系统 MES 可以为用户提供一个快速反应 有弹性 精细化的 制造业环境 帮助企业减低成本 按期交货 提高产品的质量和提高服务质量 炼化企业是典型的流程工业企业 具有生产过程连续化 生产批量大 工 艺规程相对固定和物料流向复杂等特点 随着原油价格的不断攀高及国内外企 业竞争加剧 炼化企业对于提升生产增效空间 加强精细化管理水平有着越来 越迫切的用户需求 在这个背景下 近几年 MES 系统在国内外炼化企业的开发 和实施工作发展迅速 MES 的定位 是处于计划层和现场自动化系统之间的执行层 主要负责车间 生产管理和调度执行 一个设计良好的 MES 系统可以在统一平台上集成诸如生 产调度 产品跟踪 质量控制 设备故障分析 网络报表等管理功能 使用统 一的数据库和通过网络联接可以同时为生产部门 质检部门 工艺部门 物流 15 部门等提供车间管理信息服务 系统通过强调制造过程的整体优化来帮助企业 实施完整的闭环生产 协助企业建立一体化和实时化的 ERP MES SFC 信息体系 MES 与上下层的信息交互是整个系统实现集成的关键 MES 向上层 ERP 供应 链提交生产能力 材料消耗 劳动力和生产线运行性能 生产进程 油品质量 成本分析及各种生产运行数据 向底层系统发布生产指令及有关的控制参数 同时分别接受上层的中长期计划和底层的数据采集 设备运行状态等 图 1 中石油 MES 系统功能架构图 图 2 中石化 MES 系统功能架构图 16 4 2 系统设计系统设计 炼化 MES 包括公共支撑环境和业务支撑模块两大部分 数据集成平台 数据集成平台基 ISA S95 规范建立统一的核心数据库 主要包括统一的工 厂数据模型 供应链优化模型和炼化企业生产管理业务模型 数据集成平台支 撑 MES 系统主要数据源的数据集成 包括实时数据库 RTDB 实验室信息管 理系统 LIMS 和供应链优化系统等 为业务模块提供基础数据支撑 应用集成平台 应用集成平台提供一个统一的应用系统集成框架 完成统一用户权限管理 记录业务操作监控日志 计划优化 建立从需求到生产 存储和采购的生产计划优化模型 以利润最大化 为目标 对原油选择 生产加工方案 库存和产品结构进行优化 为企业 制定年度 季度和月度生产计划提供支撑 在原油种类多样性的条件下 尽量提高企业加工多种原油的能力 并 且利用市场的多样化 优化原油选择以提高效益 对企业生产和经营流程进行优化和设计 实现炼厂的生产流程优化 对原油及产品的边际效益进行预测 实现炼厂的产品结构优化 根据产品市场情况及各装置的加工约束条件 制定企业的年度 季度 月度最佳生产计划和加工方案 调度优化 实现日常生产过程中各类调度优化 包括原油调度 生产调度 油品调合 调度 中间产品调度 产品运输调度 瓦斯平衡调度和装置开工 停工检修及 紧急情况下的综合调度 根据优化情况形成调度计划 实施生产排产系统帮助 企业寻找原油的最佳配比 提高产品质量 减少库存 减少质量流失 减少紧 急状况的发生 减少储运延误损失 优化生产安排和提高评估特殊机会的能力 调合优化 17 针对调度调合指令 基于装置产出 罐存以及管道分布对油品调合过程进 行优化 包括原油调合和成品油调合 原油调合可以改善常减压装置的操作平 稳度 减少质量波动 降低能耗 也为原油品种的选择创造了更大空间 成品 油调合 利用调合模型数据库 精确地计算调合产品性质 通过非线性优化使 调合成本最小并满足成品油环保指标要求 操作管理 操作管理实现调度指令管理 物料移动 进出厂管理 罐区管理 仓储管 理功能 全过程操作指令管理包括指令生成 指令下达 操作反馈 全面的物 流管理体系可以实现 全过程 从原油进厂 装置加工 产品调合到产品出厂 全方位 基于组分跟踪所有侧线产出 全天候 24 小时连续跟踪每一个移动事件 物料平衡 物料平衡是 MES 的核心功能之一 通过规范炼油操作管理 实现油品移动 的及时跟踪 库存的实时管理和全厂所有物料的平衡 该模块采用符合中国国 情的物料平衡策略 可灵活配置工厂物料平衡模型和专家系统数据调理规则 带有人工智能关联调量工具 公用工程信息管理 对企业生产过程中水 电 汽 风等公用能源的生产和消耗数据进行收集 平衡及统计管理 给相关生产部门提供公用工程产耗信息 在完善公用工程计 量手段的基础上 可以实现公用工程信息管理的网络化 模型化和实时化 为 企业资源计划系统中生产成本核算 经济技术指标统计系统提供基础数据 生产过程实时成本管理 利用物料 公用工程 化工辅料 和生产操作数据 对生产的实时成本进 行核算 系统可以计算每个班组在其生产过程中的成本情况 将计算结果与标 准成本进行比较 寻找差异 对生产过程改进提供指导 同时支持全流程的生 产成本计算 数据服务 18 基于统一的 MES 数据平台 提供 MES 系统数据访问服务 主要包括 ERP 系 统数据支撑和基于 WEB 服务的统一数据访问 4 3 系统特点系统特点 符合中国国情 石化特色的平衡策略 实现全厂物料平衡 满足 ERP 系统 日平衡 旬结算 的要求 具有自主知识产权的 MES 物料平衡技术 企业生产管理的规范化平台 提供的管理工具包括 一致 唯一和共 享的数据源 罐区收付存管理 装置数据自动校正 实时的油品移动 跟踪和油品平衡工具 物料日平衡工具 公用工程数据平衡工具 一 体化生产调度 计划统计报表组态工具 数据覆盖范围广 包括炼油化工企业所有装置的进料 出料 装置公用 工程产耗 罐区库存 收付动态 原料进厂 船运 铁路 汽运 管 输 产品出厂 船运 铁路 汽运 管输 关联交易进出量 船 运 铁路 汽运 管输 数据频度高 数据采集以实时数据采集为主 人工输入为辅 装置数 据 罐区数据周期 8 小时 公用工程数据周期 24 小时 统计数据周期 24 小时 实现数据自平衡 通过三级业务模型逐级确保数据的一致性 完整性 平衡模型算法确保数据的整体性 关联性 4 4 建设意义建设意义 为 ERP 提供数据支撑 为 ERP 的生产计划 物料管理 销售分销等模块提供数据 主要包括物料 数据和公用工程数据 实现企业的生产数据和应用集成 实现企业的数据集成 实现应用系统集成并提供一致 共享的信息 为企业生产管理提供信息化管理工具 为生产管理 计划 调度 统计 提供一致 唯一和共享的数据源 19 实现罐区的自动化管理和装置数据的自动校正 为生产调度提供实时的物料移动跟踪和油品平衡工具 为生产统计部门提供自动实现物料日平衡的工具 为企业公用工程信息提供平衡管理工具 促进了企业精细化管理 增强了企业竞争力 MES 的实施将对企业的生产管理流程进行规范和优化 降低管理部门业务人员的重复性劳动 提升创造性劳动 提高了供应链管理效率 优化了生产加工 为整个业务流程提供优化建议 为企业生产加工方案 原油选购 优化排产 产品调合等的优化提供了决 策支持 为企业的生产降本增效 提高了企业的经济效益 第第 5 章章 生产经营管理系统 生产经营管理系统 ERP 5 1 设计原则设计原则 5 1 1 统一性的原则统一性的原则 模板推进的原则模板推进的原则 炼化企业以此模板为基础规范并优化企业的主要核心业务 并且在 ERP 系 统中运行 生产 销售 采购 设备等核心业务的信息全部在 ERP 系统中与财 务信息动态集成 财务 销售 采购 库存等主要报表由 ERP 产生 管理者可 通过 ERP 系统对各类信息进行查询 监控 分析与决策 ERP 系统的实施原则上以模板为标准 如各企业提出差异报告 则按差异 流程上报审批原则处理 编码统一的原则编码统一的原则 按中国石化标准化小组的规定 物料编码 供应商和客户主数据编码 财 务模块 采购模块 销售模块 设备模块等使用的主数据的编码 全部按照标 准编码小组的要求 统一编码 库存计价方式的统一库存计价方式的统一 20 炼化企业的库存计价方式采用工厂级的移动平均价 MAP 原油等大宗原料 半成品 产品可采用月末加权平均价 WAP 报表统一报表统一 外部报表 目前暂定为 相关点企业月末结账后 按照报表呈报期间 基于 SAP 数据 通过中石化财务系统 浪潮 的报表接口出具中石化总部要求的外部财务报表 内部报表 对于企业财务部门及其他部门的内部报表需求 为了避免试点上线时间的 延误以及因过度客户化程序而造成维护工作的困难 建议应采取以下处理原则 首要原则 尽量使用 SAP 提供的标准报表或利用面向用户的标准报表工具进行 内部报表的开发 如 报表制作器 Report Painter 查询 Query 等工具 因标准报表格式无法满足用户需求或者报表逻辑复杂等原因 一定需要用 ABAP 开发的 应按照轻重缓急 面向共性开发的指导思想 依据企业必要的 和确定的内部报表需求进行开发工作 确定报表开发轻重缓急的原则是 影响系统上线或日常管理的报表优先开 发 客户化开发的顺序是 第一优先为系统上线所必需的数据接口 业务功能 增强等 其次是日常业务操作所必须的单据 最后是内部报表 其中对于共性 报表应优先考虑 21 5 1 2 差异流程上报审批的原则差异流程上报审批的原则 ERPERP项目指导委员会项目指导委员会 ERPERP项目总体组项目总体组 事业部管理层事业部管理层 实施企业实施企业项目管理组项目管理组 ERPERP实施项目组实施项目组 实施企业实施企业指导委员会指导委员会 批准 不批准 结束 审核 批准 不批准 修改流程 审核 实施企业各部门实施企业各部门 分析差异 提出申请 提出问题 存档备核 ERPERP项目管理组项目管理组 财务 物装模板的差异流程上报总部财务部 物装部审批 销售 生产 设备维护的差异流程原则上以炼化模板来规范 特殊情况可 由各企业项目实施组分析差异情况 提出建议 上报给企业的项目管理组和项 目指导委员会审核 批准后递交到项目总体组 并经总部项目管理组和炼油事 业部 化工事业部管理层审批后 方可执行 5 2 概述概述 对于典型的炼化企业来说 其核心业务过程可用下图来加以描述 该图主 要描述了企业横向方向上的物流供应链和纵向方向上的生产控制链 物流供应 链描述了原料从采购进厂到加工 调和 储运与销售的全过程 而生产控制链 则表示原料生产加工过程中生产计划排产 生产调度 生产管理及操作控制等 各种生产环节之间自上而下的信息控流与自下而上的信息反馈流的传递过程 22 原油采购与供应 生产计划排产 与 原油炼制加工 油品储运与销售 生生产产动动态态调调度度 生生产产管管理理 操操作作控控制制 生生产产装装置置 控控制制 反反馈馈 生生产产管管理理层层 经经营营 管管理理层层 装装置置 控控制制层层 图 1 炼化企业核心业务过程 按照石化行业的特点 企业内部业务过程可划分为 装置控制层 主要包括 DCS PLC 控制及其实时数据采集系统 生产管理层 如 MES 系统 经营管理 层 如 ERP 系统 ERP 系统是借助于先进信息技术 以财务为核心 集物流 资金流 信息 流为一体 支撑企业精细化管理和规范化运作的业务系统 借助于 ERP 系统来 支持企业内部业务 包括 原油的采购与储运 计划排产与原油加工 油品储运 与销售 物资装备 设备维护等 的运作 更好地实现信息共享 可以更为高效 合理地配置和使用企业的各种资源 提高企业资源的利用率 依据 SAP R 3 系统的模块结构划分 目前对整个企业生产经营活动 即 物 流部分 提供支撑的模块主要包括 物料库存管理 MM 模块 生产计划与控制 PP 模块 销售与分销 SD 模块 设备维护模块 其间的对应关系可用图 2 来表 示 23 原油储运 计划排产 原油炼制加工 企企业业生生产产活活动动 库存管理 MM 生产计划 PP 库存管理 MM 财务管理 FI CO 生产成本控制 CO PC 物物流流资资金金流流 销售与分销 SD 原材料采购 包括 原油 油品储运 油品销售 采购管理 MM 供供应应商商客客户户 图 2 各种生产活动与 SAP R 3 系统模块间的对应关系 5 2 1 炼化企业实施的模块炼化企业实施的模块 5 2 1 1 财务会计及成本控制模块财务会计及成本控制模块 FI CO 具体流程内容请参见 财务模块推广模板 企业财务管理方面应该严格遵循中石油中石化总部对于股份公司和其他内 部单位的有关核算和管理的规定 其业务流程主要可以归纳为财务会计和管理 会计两大方面 财务会计主要业务流程 FI 目前实施的财务会计主要包括了总账会计管理 应付账款管理 应收账款 管理以及固定资产管理四个模块 参见所附流程结构图 总账会计模块主要涉及总账科目的创建和修改 银行主数据维护 外 汇汇率的维护 总帐凭证的录入和审核 未清项目的结算和管理 内 部银行结算业务 月结和年结流程 此外 总账模块为各种财务报表 提供基础的总分类帐和凭证行项目数据 应付账款模块主要涉及供应商 员工 主数据的维护 供应商发票的录 入和付款 清帐等业务 员工借款及报销及其他应付往来业务 以及 相关月结的操作流程 同时实现同物料管理模块的业务集成 24 应收账款模块主要涉及客户主数据的维护 客户发票的录入和收款 清帐等业务 其他应收往来业务 以及相关月结的操作流程 同时实 现同销售模块的业务集成 固定资产管理主要涉及固定资产主数据的维护 资产采购 折旧 重 估 报废和其他的调整业务 以及相关月结的操作流程 同时资产采 购部分可以同物料管理模块中的采购模块集成 管理会计主要业务流程 CO 目前实施的管理会计管理主要涉及利用 SAP 系统的成本控制模块 实现同 生产计划 销售分销和物料管理等模块的集成 以进行费用和成本控制及利润 分析 通用模块主要有成本中心会计 内部订单管理以及利润中心会计和获利 能力分析等 参见所附流程结构图 成本要素会计是成本中心会计的基础 主要业务包括初级成本要素 次级成本要素的维护 其中 初级成本要素根据类型又分为成本核算 类成本要素 收入类成本要素和资产负债表科目的统计成本要素 成本中心会计是以企业组织结构或成本归集方式设置的成本中心为基 准 对发生于各成本中心的成本费用进行核算和控制 具体业务包括 对成本中心主数据的维护 成本分配规则的维护以及相应的分配 分 摊 价格计算和对账操作 内部订单管理是指通过建立内部订单主数据的方式归集成本对象的成 本及费用 具体核算对象通常是在建工程 小型成本或费用项目等 利润中心会计及获利能力分析是指通过利用SAP系统 每月向企业的 经营决策提供相应的利润分析报表 其他模块或功能的推广 利用总帐会计中的业务范围核算功能 在会计凭证行项目中提供相关 的事业部信息 以便在分 子公司核算基础上 提供财务分析用的分 部剖析信息 信贷管理和控制 在应收账款模块下 提供了单独的 对销售信贷管理进行控制的功能 25 即在设置了信贷控制范围的销售结构下 实现对客户主数据 销售订 单的信贷额度的控制 5 2 1 2 物料管理模块物料管理模块 MM 物料管理模块着眼于企业生产活动中涉及的主要原材料 半成品及产成品 的采购及库存管理 采购管理就是对企业采购业务过程进行组织 实施与控制 的管理过程 MM 模块涉及的采购主要是企业生产原料的采购 如原油及原料油 大宗化工原料等 库存管理是指企业为了生产 销售等经营管理的需要而对计 划存储 流通的有关物品进行相应的管理 如对采购的原料进行接收入库 消 耗至生产装置或相应的生产部门 对产出的半产品 在制品及产成品进行存储 损益处理 报废等一系列的管理活动 主要流程包括 主数据维护流程主数据维护流程 采购及库存管理涵盖的主数据包括产品 供应商 采购信息记录产品 供应商 采购信息记录 此流程 主要针对这些主数据的建立 修改及删除制定了严格的控制流程 而且对于产 品及供应商的编码 分类 物料组 外部物料组及描述进行了标准化 以在系 统中进行统一维护管理 采购处理流程采购处理流程 根据企业原料油及大宗化工原料采购业务的特点 制定了一种通用的采购 申请及采购订单 采购申请用于记录采购配置计划的品种 数量和交货日期 采购订单记录准确的物料 数量 价格及供应商等信息 采购申请和采购订单 在系统中均不进行审批作业 也不进行询比价操作 采购订单的收货采购订单的收货 对于原料油采购业务 根据不同的运输方式制定相应的收货流程 包括铁 路 公路 水路及管道运输 流程中定义了以上运输方式的收货中涉及的质量 检验 检尺 损耗处理和分批交货处理的步骤 库存管理流程库存管理流程 统一 规范并细分各种原料 半成品及产成品的移动类型 在系统中建立 标准流程进行管理 实时掌握各库房的库存情况及损溢情况 通用流程主要包 26 括以下部分 原料的消耗 生产装置原料加工消耗 装置燃料消耗 半成品及产成品的收货 一次 二次加工装置半成品产出 调和装置 产品产出 产品移库 各生产厂间原料互供 生产工厂的产品向销售工厂移库 清罐流程 原料及产品清罐 报废 盘点流程 库存数量的盘点和损益处理 其他业务流程 除以上的标准业务流程之外 针对原料油及成品油的其他常见业务也设计 了相应的业务流程 包括以下部分 供应商的寄售采购流程 物权属于供应商 物料寄放在我们的仓库里 委外加工流程 提供原料由外协单位加工 收回产品 付加工费的业 务 不同经营方式原油互借流程 一般贸易与来料加工或进料加工原油进 行互借 5 2 1 3 生产计划与控制模块生产计划与控制模块 PP 生产计划与控制模块是一个综合性的企业资源计划系统 它集成了财务和 后勤的计划和执行功能 在生产过程中 库存消耗和产品入库可以同步过帐到 总帐科目 生产在车间所消耗的成本也能及时地过帐到总帐的相关科目 可以 随时查看与生产相关的最新成本信息 同时 可以监控所有与订单相关的成本 在系统中查看目标 计划 实际的成本信息 从而对整个生产活动进行控制 主 要流程如下 主数据维护流程主数据维护流程 生产计划与控制模块涵盖的主数据包括物料主数据 物料清单 BOM 工作 中心 工艺路线和生产版本 此流程主要针对这些主数据的建立 修改及删除 27 制定了严格的控制流程 分别如下 物料清单 BOM 维护流程 工作中心维护流程 工艺路线维护流程 生产版本维护流程 生产计划维护流程生产计划维护流程 根据中国石化股份公司及其分公司的计划 及月生产计划的制订需求 生 产计划人员在系统中进行月生产计划维护的处理过程 系统从物料清单和工艺 路线中复制相关内容到计划订单中 在维护月生产计划的基础上 可依据企业 的需要在系统中将月生产计划分解为旬生产计划 计划订单转换生产订单流程计划订单转换生产订单流程 计划订单在制订之后 可以按照需求修改生产计划 在计划人员确定安排 生产计划后 在系统中将计划订单转换为生产订单 生产订单即包含了生产过 程中消耗的料 工 费 成为收集生产成本的载体 生产订单更改和下达维护流程生产订单更改和下达维护流程 生产订单在生产之后 可以根据需要在系统中对生产订单修改 在对生产 订单确认后 执行系统的生产订单下达的动作 对生产订单收发货及公用工程消耗导入流程对生产订单收发货及公用工程消耗导入流程 对生产过程中所发生料 工 费的确认收集过程 企业将料 工 费统计 平衡之后的数据导入系统中 作为生产成本计算的依据 生产订单关闭流程生产订单关闭流程 在对生产订单完成一切操作之后 对生产订单结算之前 对生产订单进行 关闭的操作 生产订单在关闭后则不能进行修改等的操作 5 2 1 4 设备管理模块设备管理模块 PM PM PM 作为 SAP 后勤系统的一个模块 专门用于厂房 生产设备 固定资产的 维修保养及管理 它与成本控制 物料管理集成协作 共同完成设备的维修成 28 本控制 设备的使用与运行纪录 维修人员的能力计划及工时确认 大中小修 的计划与实施等业务 PM 模块具有很强的数据统计分析功能 可分析设备可靠性 维护成本等等 主要流程如下 主数据维护流程主数据维护流程 设备管理模块涵盖的主数据包括工作中心 功能位置 设备和物料清单 BOM 等 主数据 对这些主数据的建立 修改及删除制定了严格的控制流程 分别如下 工作中心主数据维护流程 功能位置主数据维护流程 设备主数据维护流程 BOM主数据维护流程 日常维护工作流程日常维护工作流程 日常维护工作流程统一 规范了企业中设备维护的处理步骤 包括以下 6 个子 流程 工单的生成与选择 建立通知单 流程 工单计划