（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，助理工程師，現(xiàn)就職于浙江中控軟件技術(shù)有限公司石化MES運營部，主要從事石化企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計及產(chǎn)品研發(fā)方面的研究。

    摘要：隨著信息化進程的推進，石化企業(yè)先后實施了ERP和MES。進出廠的計量屬于高精度貿(mào)易等級的管理范疇，原有系統(tǒng)由于沒有與ERP連接，缺乏與MES的整體協(xié)調(diào)和信息的共享及動態(tài)管理，只單純解決了稱重問題，因而無法滿足精細(xì)管理的需求。公路進出廠業(yè)務(wù)由于客戶繁多、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)邊界管理的重點和難點。本文結(jié)合石化企業(yè)特點，有針對性地制定了客制化解決方案，介紹了兩期項目的應(yīng)用情況，最后規(guī)劃了將來的建設(shè)方向和內(nèi)容。分析表明，該石化企業(yè)通過公路進出廠管理流程優(yōu)化，在MES深化應(yīng)用方面取得了顯著進展。

    關(guān)鍵詞：計量管理；深化應(yīng)用；生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（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(shè)的投入，先后實施了企業(yè)資源計劃系統(tǒng)ERP、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES，經(jīng)歷了艱苦卓絕的努力后，取得了有目共睹的業(yè)績和成效。隨著企業(yè)管理精細(xì)和市場環(huán)境的完善，各項目的不斷深入推進，原有公路進出廠計量管理系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯現(xiàn)，無法滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)的管理需求，對此進行現(xiàn)代化改造，已經(jīng)成為企業(yè)的迫切要求。進出廠計量屬于高精度貿(mào)易等級的管理范疇，要求過程自動，數(shù)據(jù)及時，信息共享，操作中可監(jiān)控，操作后可追溯，做到“事中控制，事后分析”。而原有的系統(tǒng)沒有同ERP和MES的進行整體設(shè)計，只解決了局部的稱重問題，對監(jiān)控和管理的要求相對較弱。霍尼韋爾公司開發(fā)的Experion-TAS[1] 系統(tǒng)解決方案可以應(yīng)用在各種形式的罐區(qū)，實現(xiàn)全罐區(qū)的自動化管理；梅特勒—托利多公司開發(fā)的ScaleWin II[2] 稱重軟件專為車輛衡稱重設(shè)計的配套產(chǎn)品，保證了數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確，減少人工操作部分。在實際的使用中，這兩個軟件都有部分不能徹底滿足企業(yè)經(jīng)營、生產(chǎn)和管理的需求，為了適應(yīng)石化企業(yè)的精細(xì)管理和與現(xiàn)有的ERP\MES配套的目的，本文結(jié)合項目實踐，在統(tǒng)一開發(fā)的MES系統(tǒng)框架下，研究如何繼承原有系統(tǒng)的特點，制定解決方案，進行局部的優(yōu)化，達(dá)到MES深化應(yīng)用的目的，滿足對公路進出廠管理業(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，有單車量小、發(fā)車頻次高、客戶多、車型復(fù)雜、人工可干預(yù)的地方多、不可預(yù)見的情況也比較復(fù)雜等特點。

    企業(yè)在公路出廠一般都配有質(zhì)量流量計、電子汽車衡等計量器具，以電子汽車衡作為權(quán)威的貿(mào)易結(jié)算量，以質(zhì)量流量計作為監(jiān)控電子汽車衡的一種手段。某石化企業(yè)公路運輸計量管理主要采取電子汽車衡（地磅）。目前企業(yè)有一個銷售計劃崗位和三個地磅計量操作崗位：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)還對瀝青地磅房進行改造，用于三劑輔料進廠的計量。

    以銷售計量運作管理為例，企業(yè)現(xiàn)有流程如下：首先，銷售人員在SAP中完成信用驗證并建立銷售訂單；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(jù)任務(wù)聯(lián)系單計量車輛皮重、毛重，打印計量憑證，形成法定結(jié)算依據(jù)，最后，由計量中心提交SAP完成發(fā)貨過賬。

    隨著資源價格的不斷攀升，對企業(yè)精細(xì)化運作管理也提出了更高的要求。然而，企業(yè)現(xiàn)有的信息治理環(huán)境還存在幾個突出問題：

    （1）信息系統(tǒng)孤島，缺乏協(xié)同能力。

    由于歷史原因，企業(yè)還沒有建設(shè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的意識，軟件功能以單一、局部的管理需求為基礎(chǔ)，也沒有考慮與其它系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換和集成，更無法與SAP形成無縫連接。銷售人員和計量崗位只能分別在各自的系統(tǒng)中輸入數(shù)據(jù)。這不僅造成了重復(fù)勞動，浪費了時間，而且數(shù)據(jù)不一致及不及時的情況也時有發(fā)生，維護代價高昂。

    （2）可靠性無法保障，系統(tǒng)管理困難。

    原有三個地磅房各使用由不同開發(fā)商提供的稱重管理軟件，無法集中管理，數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)網(wǎng)上傳遞和共享。當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)癱瘓等突發(fā)意外情況時，由于當(dāng)時IT技術(shù)和設(shè)計局限性，缺乏基于系統(tǒng)能力的容錯機制，無法提供穩(wěn)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(yán)重的甚至導(dǎo)致“憋罐”，影響正常生產(chǎn)。一般以應(yīng)急管理制度形式規(guī)定的應(yīng)急預(yù)案處置，效果有限。
                        
                                       圖1  業(yè)務(wù)流程圖

    （3）不能滿足全面監(jiān)控的需求。

    計量、儲運、銷售作為管理部門，對地磅房進出廠業(yè)務(wù)具有監(jiān)督的責(zé)任。然后由于地磅房多處于廠區(qū)邊緣，較為分散，無法做到實時監(jiān)控，給管理部門監(jiān)督工作帶來了一定的難度。同時，在地磅房內(nèi)部管理中，車輛來往繁忙，崗位人員為了保證計量準(zhǔn)確性，必須在每輛車稱重前，從工作間內(nèi)走出至室外檢查車況和位置，使計量過程時間增加，制約了工作效率。

    本文詳細(xì)調(diào)研了某石化企業(yè)汽車衡計量現(xiàn)狀及問題所在，經(jīng)過多次會同計量、運銷、信息等職能部門進行業(yè)務(wù)研討及流程梳理后，設(shè)計出了全新的業(yè)務(wù)流程，如圖1所示。
原有系統(tǒng)已運行多年，崗位用戶對此有了很強的依賴性，新設(shè)計在考慮人機交互模式兼容性的同時，在簡化用戶操作上和與現(xiàn)有的系統(tǒng)的兼容上進行了優(yōu)化；在功能上，針對用戶最為迫切需要的問題，逐一進行了解決：

    （1）數(shù)據(jù)一體化，如何使系統(tǒng)同其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行自動化的數(shù)據(jù)交互。

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

    （3）實時監(jiān)控，如何保障整個進出廠業(yè)務(wù)的透明、可跟蹤，防止作弊的發(fā)生。

    3 系統(tǒng)設(shè)計

    3.1 總體構(gòu)架

    系統(tǒng)使用.NET開發(fā)平臺，采用B/S和C/S的混合架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫使用ORACLE 9i，由服務(wù)器端和客戶端兩部分組成，系統(tǒng)間通過WEB服務(wù)進行數(shù)據(jù)通訊。服務(wù)器端供銷售和計量等管理部門使用，包含ERP接口、銷售管理、銷售報表、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護、權(quán)限管理；客戶端由地磅計量崗位使用，主要進行進出廠業(yè)務(wù)操作。如圖2所示：
                     
                                           圖2  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
    3.2 主要功能模塊

    3.2.1 數(shù)據(jù)集成

    目前企業(yè)有多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)在運行，系統(tǒng)之間存在著數(shù)據(jù)交互的要求，根據(jù)需求不同，即可對外提供數(shù)據(jù)接口，也可以通過數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)系統(tǒng)間的無縫連接。

    （1）與ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互

    銷售部門在SAP SD模塊中建立銷售訂單，包括客戶名稱、物料名稱及代碼、銷售數(shù)量和承運商車輛信息等內(nèi)容；然后在公路進出廠計量管理系統(tǒng)中下載銷售訂單，并向指定的計量站下達(dá)計量聯(lián)絡(luò)單，當(dāng)計量站完成計量工作以后，系統(tǒng)通過ERP接口自動將計量結(jié)果提交給ERP系統(tǒng)。

    （2）與MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互

    MES系統(tǒng)中有進出廠管理模塊，需要獲取計量數(shù)據(jù)，當(dāng)計量站完成計量工作以后，系統(tǒng)通過接口自動將計量結(jié)果提交給MES系統(tǒng)。

    （3）與其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互

    對外提供數(shù)據(jù)訪問接口，其它業(yè)務(wù)如需要獲取公路進出廠計量數(shù)據(jù)，可通過此接口獲取數(shù)據(jù)。

    3.2.2 計量自動化

    某石化企業(yè)公路計量方式主要是地磅計量，通過硬件接口開發(fā)，系統(tǒng)提供地磅訪問接口，作業(yè)時自動進行地磅數(shù)據(jù)采集，將采集結(jié)果自動存入系統(tǒng)。

    3.2.3 過程監(jiān)控

    進出廠計量業(yè)務(wù)復(fù)雜，環(huán)節(jié)繁多，每個步驟如果出現(xiàn)誤差都有可能導(dǎo)致計量結(jié)果的偏差，影響企業(yè)的效益，所以在整個過程中采用多種手段保障整個進出廠過程的準(zhǔn)確安全。

    （1）紅外檢測

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

    （2）錄像監(jiān)控

    在地磅前后安裝了攝錄裝置，工作人員通過系統(tǒng)的視頻采集功能實時監(jiān)測地磅上的情況，防止人為作弊，指導(dǎo)車輛進行稱重作業(yè)，保證稱重數(shù)據(jù)的正確。在稱重過程中，系統(tǒng)自動對車輛進行拍照存檔，便于以后進行查詢、分析、對比。

    （3）實時報警

    在地磅房外裝有報警裝置，當(dāng)系統(tǒng)檢測到紅外異常時，通過響鈴進行提醒相關(guān)人員注意，及時排除異常，待異常排除后，方可進行稱重，防止發(fā)生不必要的危害

    3.2.4 災(zāi)難處理

    進出廠業(yè)務(wù)不但要求計量精確，而且要求能夠進行連續(xù)穩(wěn)定的業(yè)務(wù)處理，這對于系統(tǒng)來說提出了更高的要求，在非正常狀態(tài)下，也要保證進出廠業(yè)務(wù)的順利進行。

    （1）ERP緊急預(yù)案

    當(dāng)ERP發(fā)生故障無法直讀數(shù)據(jù)時，業(yè)務(wù)人員可以在本系統(tǒng)中直接進行排隊信息錄入，仍可以繼續(xù)使用本系統(tǒng)。待ERP系統(tǒng)恢復(fù)正常后，可將計量結(jié)果提交ERP系統(tǒng)；如果同ERP通訊的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了故障，通過ERP系統(tǒng)將數(shù)據(jù)導(dǎo)出文本文件，通過系統(tǒng)提供的導(dǎo)入接口，將文本信息導(dǎo)入到系統(tǒng)中，待計量結(jié)束后，將計量結(jié)果導(dǎo)入ERP系統(tǒng)。

    （2）網(wǎng)絡(luò)緊急預(yù)案

    實現(xiàn)遠(yuǎn)程—本地雙數(shù)據(jù)庫緩存機制，實現(xiàn)自動切換。當(dāng)遠(yuǎn)程服務(wù)鏈路不可達(dá)時，自動切換至本地Access數(shù)據(jù)庫緩存模式，新增銷售訂單應(yīng)用文本文件導(dǎo)入客戶端。待系統(tǒng)識別到網(wǎng)絡(luò)可用時，自動將緩存數(shù)據(jù)提交服務(wù)器，實現(xiàn)了7×24小時不間斷運作的要求。

    4 工程實踐

    4.1 一期項目實施內(nèi)容

    在液化氣地磅房進行試點應(yīng)用，改造了軟硬件設(shè)施：在軟件方面，增加了ERP接口、MES接口和計量系統(tǒng)接口；硬件方面，增加了地磅串口采集、視頻監(jiān)控、紅外監(jiān)控和紅綠燈交通指示[3]。系統(tǒng)效果如圖3所示：
                  
                                       圖3  系統(tǒng)效果圖
    4.2 二期項目實施內(nèi)容

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

    5 展望

    項目成功實施，然而對MES深化應(yīng)用的探索并未就此結(jié)束，如何使系統(tǒng)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題。基于對ISA-95[4]企業(yè)功能模型的認(rèn)識，本文認(rèn)為可在以下幾方面進行提升：

    （1）安裝高精度的質(zhì)量流量計，通過OPC接口將數(shù)據(jù)采集到實時數(shù)據(jù)庫，提供表計量作業(yè)方式。

    （2）引入車牌識別系統(tǒng)。截取現(xiàn)場車輛圖片，抓取車牌信息。通過承運商車輛計劃信息，在計量聯(lián)絡(luò)單的清單中自動定位。

    （3）實現(xiàn)自動、限量、計量裝車作業(yè)。增加一套高精密的定量裝車設(shè)備，將訂單未完成數(shù)量及按照車輛限載要求，通過OPC接口，將本次裝運數(shù)量自動寫入批控裝置。

    （4）在停車場增加車輛排隊信息電子屏，進行消息發(fā)布，提高消息透明度、及時性和客戶服務(wù)質(zhì)量。

    6 結(jié)論

    綜合以上所述，在統(tǒng)一開發(fā)的MES系統(tǒng)框架下，某石化企業(yè)通過對原有進出廠管理系統(tǒng)的全面升級，實現(xiàn)了銷售、裝運、計量和統(tǒng)計的一體化管理運作模式，提高了企業(yè)的自動化水平，通過流程再造，以點帶面，實現(xiàn)了生產(chǎn)管理及系統(tǒng)的優(yōu)化。在實現(xiàn)全面的精細(xì)化管理的同時，進一步提高企業(yè)作業(yè)效率，達(dá)到了MES深化應(yīng)用的目的。

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

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

    趙燕（1959-），女，山東人，大專，經(jīng)濟師，現(xiàn)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(xiàn)就職于中國石化總公司九江分公司信息中心。

    參考文獻(xiàn)：

    [1] Honeywell Experion-TAS 系統(tǒng)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稱重管理軟件[DB/OL]. http://www.mtchina.com/mt/industry/vehicle_accessory.htm#ScaleWin.
  
    摘自《自動化博覽》2010年第十一期