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案例頻道 （浙江中控軟件技術有限公司，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，現就職于浙江中控軟件技術有限公司石化MES運營部，主要從事石化企業生產執行系統設計及產品研發方面的研究。
摘要：隨著信息化進程的推進，石化企業先后實施了ERP和MES。進出廠的計量屬于高精度貿易等級的管理范疇，原有系統由于沒有與ERP連接，缺乏與MES的整體協調和信息的共享及動態管理，只單純解決了稱重問題，因而無法滿足精細管理的需求。公路進出廠業務由于客戶繁多、發生頻率高、信息環境薄弱和管理難度大等因素，是企業邊界管理的重點和難點。本文結合石化企業特點，有針對性地制定了客制化解決方案，介紹了兩期項目的應用情況，最后規劃了將來的建設方向和內容。分析表明，該石化企業通過公路進出廠管理流程優化，在MES深化應用方面取得了顯著進展。
關鍵詞：計量管理；深化應用；生產執行系統（MES）；企業資源計劃（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
石化企業近年來為了提高企業管理理念和運作效率，加大了對信息化建設的投入，先后實施了企業資源計劃系統ERP、生產執行系統MES，經歷了艱苦卓絕的努力后，取得了有目共睹的業績和成效。隨著企業管理精細和市場環境的完善，各項目的不斷深入推進，原有公路進出廠計量管理系統的薄弱環節逐步顯現，無法滿足現有業務的管理需求，對此進行現代化改造，已經成為企業的迫切要求。進出廠計量屬于高精度貿易等級的管理范疇，要求過程自動，數據及時，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”。而原有的系統沒有同ERP和MES的進行整體設計，只解決了局部的稱重問題，對監控和管理的要求相對較弱。霍尼韋爾公司開發的Experion-TAS[1] 系統解決方案可以應用在各種形式的罐區，實現全罐區的自動化管理；梅特勒—托利多公司開發的ScaleWin II[2] 稱重軟件專為車輛衡稱重設計的配套產品，保證了數據結果準確，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經營、生產和管理的需求，為了適應石化企業的精細管理和與現有的ERP\MES配套的目的，本文結合項目實踐，在統一開發的MES系統框架下，研究如何繼承原有系統的特點，制定解決方案，進行局部的優化，達到MES深化應用的目的，滿足對公路進出廠管理業務流程的需要。
2 需求分析
石化企業原料和產品一般以液體、固體和氣體三種形態存在，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、發車頻次高、客戶多、車型復雜、人工可干預的地方多、不可預見的情況也比較復雜等特點。
企業在公路出廠一般都配有質量流量計、電子汽車衡等計量器具，以電子汽車衡作為權威的貿易結算量，以質量流量計作為監控電子汽車衡的一種手段。某石化企業公路運輸計量管理主要采取電子汽車衡（地磅）。目前企業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，企業現有流程如下：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聯系單并申請計量。然后，計量崗位根據任務聯系單計量車輛皮重、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完成發貨過賬。
隨著資源價格的不斷攀升，對企業精細化運作管理也提出了更高的要求。然而，企業現有的信息治理環境還存在幾個突出問題：
（1）信息系統孤島，缺乏協同能力。
由于歷史原因，企業還沒有建設生產執行系統的意識，軟件功能以單一、局部的管理需求為基礎，也沒有考慮與其它系統間的數據交換和集成，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中輸入數據。這不僅造成了重復勞動，浪費了時間，而且數據不一致及不及時的情況也時有發生，維護代價高昂。
（2）可靠性無法保障，系統管理困難。
原有三個地磅房各使用由不同開發商提供的稱重管理軟件，無法集中管理，數據無法實現網上傳遞和共享。當發生網絡癱瘓等突發意外情況時，由于當時IT技術和設計局限性，缺乏基于系統能力的容錯機制，無法提供穩定的計量服務，往往需要暫停業務，直到所有故障排除，嚴重的甚至導致“憋罐”，影響正常生產。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 業務流程圖
（3）不能滿足全面監控的需求。
計量、儲運、銷售作為管理部門，對地磅房進出廠業務具有監督的責任。然后由于地磅房多處于廠區邊緣，較為分散，無法做到實時監控，給管理部門監督工作帶來了一定的難度。同時，在地磅房內部管理中，車輛來往繁忙，崗位人員為了保證計量準確性，必須在每輛車稱重前，從工作間內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。
本文詳細調研了某石化企業汽車衡計量現狀及問題所在，經過多次會同計量、運銷、信息等職能部門進行業務研討及流程梳理后，設計出了全新的業務流程，如圖1所示。
原有系統已運行多年，崗位用戶對此有了很強的依賴性，新設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有的系統的兼容上進行了優化；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）數據一體化，如何使系統同其他業務系統進行自動化的數據交互。
（2）可靠性保障，鑒于進出廠業務的重要性，如何使系統在網絡癱瘓等意外狀況下也能保障進出廠業務的正常進行。
（3）實時監控，如何保障整個進出廠業務的透明、可跟蹤，防止作弊的發生。
3 系統設計
3.1 總體構架
系統使用.NET開發平臺，采用B/S和C/S的混合架構，數據庫使用ORACLE 9i，由服務器端和客戶端兩部分組成，系統間通過WEB服務進行數據通訊。服務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、基礎數據維護、權限管理；客戶端由地磅計量崗位使用，主要進行進出廠業務操作。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
目前企業有多個業務系統在運行，系統之間存在著數據交互的要求，根據需求不同，即可對外提供數據接口，也可以通過數據接口實現系統間的無縫連接。
（1）與ERP系統數據交互
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、銷售數量和承運商車輛信息等內容；然后在公路進出廠計量管理系統中下載銷售訂單，并向指定的計量站下達計量聯絡單，當計量站完成計量工作以后，系統通過ERP接口自動將計量結果提交給ERP系統。
（2）與MES系統數據交互
MES系統中有進出廠管理模塊，需要獲取計量數據，當計量站完成計量工作以后，系統通過接口自動將計量結果提交給MES系統。
（3）與其它系統數據交互
對外提供數據訪問接口，其它業務如需要獲取公路進出廠計量數據，可通過此接口獲取數據。
3.2.2 計量自動化
某石化企業公路計量方式主要是地磅計量，通過硬件接口開發，系統提供地磅訪問接口，作業時自動進行地磅數據采集，將采集結果自動存入系統。
3.2.3 過程監控
進出廠計量業務復雜，環節繁多，每個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確安全。
（1）紅外檢測
系統稱重時，紅外檢測發送指令控制上、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。
（2）錄像監控
在地磅前后安裝了攝錄裝置，工作人員通過系統的視頻采集功能實時監測地磅上的情況，防止人為作弊，指導車輛進行稱重作業，保證稱重數據的正確。在稱重過程中，系統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，當系統檢測到紅外異常時，通過響鈴進行提醒相關人員注意，及時排除異常，待異常排除后，方可進行稱重，防止發生不必要的危害
3.2.4 災難處理
進出廠業務不但要求計量精確，而且要求能夠進行連續穩定的業務處理，這對于系統來說提出了更高的要求，在非正常狀態下，也要保證進出廠業務的順利進行。
（1）ERP緊急預案
當ERP發生故障無法直讀數據時，業務人員可以在本系統中直接進行排隊信息錄入，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通訊的網絡發生了故障，通過ERP系統將數據導出文本文件，通過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）網絡緊急預案
實現遠程—本地雙數據庫緩存機制，實現自動切換。當遠程服務鏈路不可達時，自動切換至本地Access數據庫緩存模式，新增銷售訂單應用文本文件導入客戶端。待系統識別到網絡可用時，自動將緩存數據提交服務器，實現了7×24小時不間斷運作的要求。
4 工程實踐
4.1 一期項目實施內容
在液化氣地磅房進行試點應用，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 二期項目實施內容
繼一期成功上線，企業對系統功能進行了擴展，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，還實現了銷售（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，使各個計量點能夠協同工作。
5 展望
項目成功實施，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，更高效地完成業務流程，是需要一直思索的問題。基于對ISA-95[4]企業功能模型的認識，本文認為可在以下幾方面進行提升：
（1）安裝高精度的質量流量計，通過OPC接口將數據采集到實時數據庫，提供表計量作業方式。
（2）引入車牌識別系統。截取現場車輛圖片，抓取車牌信息。通過承運商車輛計劃信息，在計量聯絡單的清單中自動定位。
（3）實現自動、限量、計量裝車作業。增加一套高精密的定量裝車設備，將訂單未完成數量及按照車輛限載要求，通過OPC接口，將本次裝運數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，進行消息發布，提高消息透明度、及時性和客戶服務質量。
6 結論
綜合以上所述，在統一開發的MES系統框架下，某石化企業通過對原有進出廠管理系統的全面升級，實現了銷售、裝運、計量和統計的一體化管理運作模式，提高了企業的自動化水平，通過流程再造，以點帶面，實現了生產管理及系統的優化。在實現全面的精細化管理的同時，進一步提高企業作業效率，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有限公司石化MES運營部；
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有限公司石化MES運營部；
趙燕（1959-），女，山東人，大專，經濟師，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
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號