公路进出厂计量管理在石化企业MES深化应用中的进展

1 引言

    石化企业近年来为了提高企业管理理念和运作效率，加大了对信息化建设的投入，先后实施了企业资源计划系统ERP、生产执行系统MES，经历了艰苦卓绝的努力后，取得了有目共睹的业绩和成效。随着企业管理精细和市场环境的完善，各项目的不断深入推进，原有公路进出厂计量管理系统的薄弱环节逐步显现，无法满足现有业务的管理需求，对此进行现代化改造，已经成为企业的迫切要求。进出厂计量属于高精度贸易等级的管理范畴，要求过程自动，数据及时，信息共享，操作中可监控，操作后可追溯，做到“事中控制，事后分析”。而原有的系统没有同ERP和MES的进行整体设计，只解决了局部的称重问题，对监控和管理的要求相对较弱。霍尼韦尔公司开发的Experion-TAS系统解决方案可以应用在各种形式的罐区，实现全罐区的自动化管理；梅特勒—托利多公司开发的ScaleWin II称重软件专为车辆衡称重设计的配套产品，保证了数据结果准确，减少人工操作部分。在实际的使用中，这两个软件都有部分不能彻底满足企业经营、生产和管理的需求，为了适应石化企业的精细管理和与现有的ERP/MES配套的目的，本文结合项目实践，在统一开发的MES系统框架下，研究如何继承原有系统的特点，制定解决方案，进行局部的优化，达到MES深化应用的目的，满足对公路进出厂管理业务流程的需要。

2 需求分析

    石化企业原料和产品一般以液体、固体和气体三种形态存在，通过管道、轮船、铁路和公路四种方式运输。其中，公路与其他运输方式相比，有单车量小、发车频次高、客户多、车型复杂、人工可干预的地方多、不可预见的情况也比较复杂等特点。

    企业在公路出厂一般都配有质量流量计、电子汽车衡等计量器具，以电子汽车衡作为权威的贸易结算量，以质量流量计作为监控电子汽车衡的一种手段。某石化企业公路运输计量管理主要采取电子汽车衡（地磅）。目前企业有一个销售计划岗位和三个地磅计量操作岗位：液化气地磅房、焦化地磅房和沥青地磅房。液化气地磅房主要计量液化气、二氧化碳和丙烷等产品，以及其它气化液体原料；焦化地磅房计量焦炭、沥青、渣油和聚丙烯散料等十余种物料。近期，企业还对沥青地磅房进行改造，用于三剂辅料进厂的计量。

    以销售计量运作管理为例，企业现有流程如下：首先，销售人员在SAP中完成信用验证并建立销售订单；向计量中心提交任务联系单并申请计量。然后，计量岗位根据任务联系单计量车辆皮重、毛重，打印计量凭证，形成法定结算依据，最后，由计量中心提交SAP完成发货过账。

    随着资源价格的不断攀升，对企业精细化运作管理也提出了更高的要求。然而，企业现有的信息治理环境还存在几个突出问题：

    （1）信息系统孤岛，缺乏协同能力。

    由于历史原因，企业还没有建设生产执行系统的意识，软件功能以单一、局部的管理需求为基础，也没有考虑与其它系统间的数据交换和集成，更无法与SAP形成无缝连接。销售人员和计量岗位只能分别在各自的系统中输入数据。这不仅造成了重复劳动，浪费了时间，而且数据不一致及不及时的情况也时有发生，维护代价高昂。

    （2）可靠性无法保障，系统管理困难。

    原有三个地磅房各使用由不同开发商提供的称重管理软件，无法集中管理，数据无法实现网上传递和共享。当发生网络瘫痪等突发意外情况时，由于当时IT技术和设计局限性，缺乏基于系统能力的容错机制，无法提供稳定的计量服务，往往需要暂停业务，直到所有故障排除，严重的甚至导致“憋罐”，影响正常生产。一般以应急管理制度形式规定的应急预案处置，效果有限。

   

图1 业务流程图   

    （3）不能满足全面监控的需求。

    计量、储运、销售作为管理部门，对地磅房进出厂业务具有监督的责任。然后由于地磅房多处于厂区边缘，较为分散，无法做到实时监控，给管理部门监督工作带来了一定的难度。同时，在地磅房内部管理中，车辆来往繁忙，岗位人员为了保证计量准确性，必须在每辆车称重前，从工作间内走出至室外检查车况和位置，使计量过程时间增加，制约了工作效率。

    本文详细调研了某石化企业汽车衡计量现状及问题所在，经过多次会同计量、运销、信息等职能部门进行业务研讨及流程梳理后，设计出了全新的业务流程，如图1所示。
原有系统已运行多年，岗位用户对此有了很强的依赖性，新设计在考虑人机交互模式兼容性的同时，在简化用户操作上和与现有的系统的兼容上进行了优化；在功能上，针对用户最为迫切需要的问题，逐一进行了解决：

    （1）数据一体化，如何使系统同其他业务系统进行自动化的数据交互。

    （2）可靠性保障，鉴于进出厂业务的重要性，如何使系统在网络瘫痪等意外状况下也能保障进出厂业务的正常进行。

    （3）实时监控，如何保障整个进出厂业务的透明、可跟踪，防止作弊的发生。

3 系统设计

    3.1 总体构架

    系统使用.NET开发平台，采用B/S和C/S的混合架构，数据库使用ORACLE 9i，由服务器端和客户端两部分组成，系统间通过WEB服务进行数据通讯。服务器端供销售和计量等管理部门使用，包含ERP接口、销售管理、销售报表、基础数据维护、权限管理；客户端由地磅计量岗位使用，主要进行进出厂业务操作。如图2所示：

 

图2 系统结构图

    3.2 主要功能模块

    3.2.1 数据集成

    目前企业有多个业务系统在运行，系统之间存在着数据交互的要求，根据需求不同，即可对外提供数据接口，也可以通过数据接口实现系统间的无缝连接。

    （1）与ERP系统数据交互

    销售部门在SAP SD模块中建立销售订单，包括客户名称、物料名称及代码、销售数量和承运商车辆信息等内容；然后在公路进出厂计量管理系统中下载销售订单，并向指定的计量站下达计量联络单，当计量站完成计量工作以后，系统通过ERP接口自动将计量结果提交给ERP系统。

    （2）与MES系统数据交互

    MES系统中有进出厂管理模块，需要获取计量数据，当计量站完成计量工作以后，系统通过接口自动将计量结果提交给MES系统。

    （3）与其它系统数据交互

    对外提供数据访问接口，其它业务如需要获取公路进出厂计量数据，可通过此接口获取数据。

    3.2.2 计量自动化

    某石化企业公路计量方式主要是地磅计量，通过硬件接口开发，系统提供地磅访问接口，作业时自动进行地磅数据采集，将采集结果自动存入系统。

    3.2.3 过程监控

    进出厂计量业务复杂，环节繁多，每个步骤如果出现误差都有可能导致计量结果的偏差，影响企业的效益，所以在整个过程中采用多种手段保障整个进出厂过程的准确安全。

    （1）红外检测

系统称重时，红外检测发送指令控制上、下地磅车辆的位置及障碍物，在反馈信号正常的情况下方可进行称重作业。

    （2）录像监控

    在地磅前后安装了摄录装置，工作人员通过系统的视频采集功能实时监测地磅上的情况，防止人为作弊，指导车辆进行称重作业，保证称重数据的正确。在称重过程中，系统自动对车辆进行拍照存档，便于以后进行查询、分析、对比。

    （3）实时报警

    在地磅房外装有报警装置，当系统检测到红外异常时，通过响铃进行提醒相关人员注意，及时排除异常，待异常排除后，方可进行称重，防止发生不必要的危害

    3.2.4 灾难处理

    进出厂业务不但要求计量精确，而且要求能够进行连续稳定的业务处理，这对于系统来说提出了更高的要求，在非正常状态下，也要保证进出厂业务的顺利进行。

    （1）ERP紧急预案

    当ERP发生故障无法直读数据时，业务人员可以在本系统中直接进行排队信息录入，仍可以继续使用本系统。待ERP系统恢复正常后，可将计量结果提交ERP系统；如果同ERP通讯的网络发生了故障，通过ERP系统将数据导出文本文件，通过系统提供的导入接口，将文本信息导入到系统中，待计量结束后，将计量结果导入ERP系统。

    （2）网络紧急预案

    实现远程—本地双数据库缓存机制，实现自动切换。当远程服务链路不可达时，自动切换至本地Access数据库缓存模式，新增销售订单应用文本文件导入客户端。待系统识别到网络可用时，自动将缓存数据提交服务器，实现了7×24小时不间断运作的要求。

4 工程实践

    4.1 一期项目实施内容

    在液化气地磅房进行试点应用，改造了软硬件设施：在软件方面，增加了ERP接口、MES接口和计量系统接口；硬件方面，增加了地磅串口采集、视频监控、红外监控和红绿灯交通指示。系统效果如图3所示：

 

图3 系统效果图

    4.2 二期项目实施内容

    继一期成功上线，企业对系统功能进行了扩展，并推广到其他公路计量点，改造了焦化和沥青地磅房，使任一计量点都能够完成所有进出厂物料的计量作业，还实现了销售（或采购）订单—计量单一对多的管理要求。最终，统一了计量软件的版本，使各个计量点能够协同工作。

5 展望

    项目成功实施，然而对MES深化应用的探索并未就此结束，如何使系统更加完善，更高效地完成业务流程，是需要一直思索的问题。基于对ISA-95[4]企业功能模型的认识，本文认为可在以下几方面进行提升：

    （1）安装高精度的质量流量计，通过OPC接口将数据采集到实时数据库，提供表计量作业方式。

    （2）引入车牌识别系统。截取现场车辆图片，抓取车牌信息。通过承运商车辆计划信息，在计量联络单的清单中自动定位。

    （3）实现自动、限量、计量装车作业。增加一套高精密的定量装车设备，将订单未完成数量及按照车辆限载要求，通过OPC接口，将本次装运数量自动写入批控装置。

    （4）在停车场增加车辆排队信息电子屏，进行消息发布，提高消息透明度、及时性和客户服务质量。

6 结论

    综合以上所述，在统一开发的MES系统框架下，某石化企业通过对原有进出厂管理系统的全面升级，实现了销售、装运、计量和统计的一体化管理运作模式，提高了企业的自动化水平，通过流程再造，以点带面，实现了生产管理及系统的优化。在实现全面的精细化管理的同时，进一步提高企业作业效率，达到了MES深化应用的目的。

(本文不涉密)
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