化工企业实时生产管理研究

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摘要：从化工企业的生产现状出发，分析企业在生产管理过程中存在的主要问题和需求，对实时生产管理系统进行设计，确定了一般化工企业实时生产管理系统方案。通过应用该系统，可以实时掌握企业的生产工艺，对设备进行实时综合管理，合理安排生产计划，有效进行生产调度，帮助企业实现生产管理高效率化，从而提高企业的经济效益。

关键词：生产管理;实时数据;规划设计

目前中国拥有化工企业四万多家，占工业企业总数的69%，化工大致分为石油化工、煤化工、盐化工等几大类，其中特大型企业较少，中、小型占总数的98%以上。这些企业对资源、行业技术依赖性较，多数企业属连续型大规模生产，生产流程特殊、工艺复杂。企业的生产管理较困难，很难即时有效的掌握生产工艺、设备状况和科学合理的进行生产计划与调度。为帮助企业解决这些问题特进行研究。

1生产管理存在的问题

化工是一个高消耗、高能耗、高危险的行业，对于如何稳定生产、提高设备运行效率、合理安排生产计划、有效进行生产调度，需要建立一套科学、高效的生产管理体系。目前大多数化工企业或多或少的存在以下生产管理需求：

1.1生产工艺监控

化工生产装置的数据仅能在现场和DCS查看，其它非操作人员要想查看生产工艺数据必须到DCS或现场看，如果查看历史数据则更难，超过一个月的数据就没有系统记录，只能查看纸质记录，且只有主要操作参数的记录。这对生产工艺异常分析、故障和原因查找不利，工作效率不高。所以需要建立生产工艺监控系统能一边处理日常事务一边监控生产系统，能浏览实时数据和历史数据，实现多数据和多曲线对比等功能。通过相关图表、数据，能够实时获得充分的生产信息，即时处理异常，为生产管理提供准确、快捷的依据。

1.2生产计划和调度

很多化工企业生产计划也需要根据市场总的需求状况进行制定和调节。销售人员首先对产品市场进行分析，预测市场的需求计划，报企业审批，然后再流转给生产部门。生产部门根据现有库存情况、在途量、销售计划、设备状况、企业生产计划编制物料需求交采购部门，采购人员再根据物料需求进行招标采购，入库后生产部门再领料组织生产，产品入库后销售人员再进行销售签约、发货。这个过程较长，且信息在传递过程中有偏差，客户需求着急时难以及时发货，市场发生波动时生产调整缓慢。

2生产管理系统解决方案

2.1生产工艺监控

通过系统流程图和实时趋势图实时观测生产现场的各项数据，监视生产状态，了解实时生产情况，即时处理报警信息。通过系统流程图、实时趋势、实时报警等内容，能够在同一画面看到不同分厂、装置、工段DCS的信息，掌握生产现场的最新动态，从而消除管控过程中的信息孤岛，对不同DCS、PLC、智能仪表的状态进行监控和调度，为管理决策提供准确、快捷的依据[4]。各个生产场所，各套生产装置、各储罐实时工艺数据和历史数据一目了然。生产监控时一旦数据发生异常，系统将发出报警信号来提醒操作人员和使用该系统的所有管理人员。提醒中的高、低、高高、低低的数值来源有二个方面，一是工艺设计时的规定，另一个方面是根据历史数据进行汇总分析所得。

2.2生产计划和生产调度管理

生产计划：提供生产计划、作业计划、需求计划等全面管理，包括多种生产计划的制定、调整、执行、跟踪、和归档。生产计划包括中长期(年/季)生产计划，月生产计划。生产计划信息可以由ERP系统转入，也可以由生产调度中心录入/维护。作业计划分解成厂级计划、装置级计划和工序级计划，并落实到位。作业计划级别包括：厂级、装置级、工序级;层次包括：生产作业计划、装置作业计划、工序作业计划。系统包括对人员、设备、物料、能源、进度、安全、环保、健康、质量、成本、绩效等环节的全面管理。生产调度：根据人员、设备、物料、能源等资源和生产计划以及客户需求等多方面的要素排定生产计划，并对过程进行全程全方位的督促，系统自动记录各类信息，发现偏差立即纠正，确保按计划执行。主要功能包括：调度信息的生成、保持与；重大调度事件管理，提供生产装置协调，公用工程协调，重大调度事件记录;对升降负荷、开停车操作给予建设性指导；管理调度任务，并监控调度执行情况。

3实际应用效果

3.1生产工艺监控

工艺流程图含实时监控、趋势分析功能，用户只要在窗口新建流程图、点位、设备和图线显示窗，这个组建类似DCS组态。开启监控时可以显示工艺数据、设备运行状态和异常提醒功能。

3.2工艺数据和曲线对比

在一个实时生产管理系统功能页下完整掌握全部生产相关信息，对于制造流程管理效率可以得到大幅的提升，当遇到制造异常时，也能实时报警，并利用实时数据库的历史数据比对分析，快速判定发生原因并排除异常。

3.3趋势分析和监控管理

系统运用后服务器将不断记录数据，数据记录达到一定数量时就可以通过对历史数据统计来分析各类型数据的未来趋势。一年的数据统计生成曲线后，并预计了未来一定时期的数据。生产工艺监控包括系统流程图实时监控、实时报警、实时趋势。生产管可以根据趋势图判断生产各参数是否在正常运行范围之内，可以根据走势提前判断是否会发生生产异常，可以提前报警，自动语音报警，并记录，并根据报警等级自动发短信或邮件给不同等级的生产管理者，最高直接发给总经理。这个功能尤其在危化企业和联锁性强的企业非常实用，可以提前调整生产参数，把事故隐患消灭在萌芽状态，减少事故的发生。

3.4生产计划和生产调度管理

本功能涉及到的理论知识运用以某装置计划调整为例。考虑到此模型运算会涉及企业部分商业信息，故部分数据和关系不准确，但不影响理论运算和验证。

4结语

本文设计了可适用于国内化工企业的实时生产管理方案，可以使企业更规范、更高效，提升企业管理水平和信息化水平，做到数据实时、快速、安全的采集，实现系统集成。该方案具有良好的通用性和可复制性，再结合企业实际情况对本方案稍做修改即可在新企业应用。科学进步和技术发展是日新月异，考虑到企业已经处在大数据时代中，要做好数据基础架构、数据管理、数据应用建设以适应在大数据的发展需求，充分利用大数据进行企业内外、行业内外的报表报告、敏捷分析、自助分析、多维分析、交互分析、挖掘预测，向数据全员利用化、数据价值最大化、经营决策自动化智能化方向发展。

作者:张健 单位:连云港市工业投资集团有限公司

参考文献：

[1]张健.RTPMS实时生产管理系统在氯碱经营中的应用[J].电子世界,2012,6.

[2]金炼.基于OPC技术的实时数据服务器设计[D].北京交通大学硕士学位论文,2007.

[3]王耀宇,王向阳.设备动态信息管理系统[J].中国科技投资,2013(Z4):62~63.

[4]江苏金桥盐化集团.江苏经济报[N],2014-11-14,第B01版.