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炼化企业物料平衡的业务逻辑及实现 |
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1 概论
物料平衡是炼化企业的重要工作，是指导企业生产的重要手段，是企业做精做细的重要方法，是炼化企业开展众多业务(如：生产统计、生产计划优化、财务核算等)的基础，是实现精细化管理的重要保障。
结合炼化企业的物料平衡的业务逻辑，MES实现了物料平衡系统，通过几年的实施推广，系统能够满足物料平衡的需求。
2 业务逻辑
炼油企业的物料平衡一般指：对所有的生产装置和油品罐区的进出物料，进行定时的平衡计算，得出各时段生产装置的加工量、产品产量和各时段油品储罐的库存量，使生产管理者能准确及时地了解企业的物流状况，以便合理地调配和利用各种生产资源。炼油企业的物料平衡，总体上包括装置、油品和调度平衡。通过物料平衡为油品移动、成本核算、绩效考核、生产统计和装置生产方案的调整、管理决策层等提供完整的生产基础数据支持，让管理层能对企业生产过程状态有一个及时、全面的了解和控制，从而实现各个环节的最优匹配。
2.1 装置平衡
装置平衡即生产流程平衡，即装置输入的加工量和装置输出的产品产量等值(还要包括加工损失)。生产装置各侧线输入和输出的量值，可从相关的侧线计量表读出，可从相关的油罐储量推出，也可由稳态运行下的收率界定其相对狭小的范围内来确定。装置平衡客观地反映出装置的生产实际状态，它所提供的生产装置各时段的加工量、产品产量、产品收率以及在此基础上进行的装置原料构成分析、装置产品构成分析、装置总收、收率变化趋势分析和装置总收对比分析是企业调度人员和指挥生产和生产操作人员调整流程参数的主要依据。
(1)数据收集：装置汇总的出人物料质量数据(周期一般为8h)、罐存数据(班累计收付量、班首末时间罐存量)；
(2)数据检查：将生产装置的汇总数据，按预先组态进行分类，对原始数据进行完备性检查；
(3)在班次结束时，生产装置根据实际经验，对装置侧线原始量进行确认，得到装置报量数据，为装置校正提供更为准确的数据基础；
(4)在班次结束后，根据调度平衡相关准则，在装置报量的基础上对装置投入产出数据作校正处理，为全厂调度平衡提供平衡的数据基础；
(5)数据校正：对装置侧线计量数据进行校正，剔除基础数据的显著误差录入缺失数据，调整相关数据，确保装置统计数据满足平衡约束。
2.2 油品平衡
油品平衡是指根据油罐与油罐之间、生产装置与罐区之间、生产装置与生产装置之间的油品移动关系所提供的油品收付记录，综合考虑装置的校正数据和生产方案切换信息，进行平衡推算，最终得出全厂班油品的平衡量。反过来又以某一时间段罐区存量数据的相对准确性，推算出该时间段装置侧线的平衡量，对生产装置投入产出数据做进一步的校正。
(1)根据油品移动提供的油品收付记录(原料进厂、产品出厂、中间罐、成品罐)进行平衡推算，得出储罐班油品平衡量；
(2)针对每一班的罐量，根据罐量和表量的比例关系，推算出罐在该班内的油品平衡量；
(3)根据工艺设计、计划收率、经验数据，判断各装置处理量及各侧线量的合理性，进行合理调整；
(4)做出储罐的收入与拨出物料的纵向平衡；
(5)做出全厂范围内所有储罐与装置之间物料的横向平衡。
2.3 调度平衡
调度平衡根据每日炼油生产经营数据(如：装置数据罐区库存数据、交退库数据、油品进出厂数据)，以罐存数据为基准，以物料移动为主线，综合考虑装置校正数据，实现罐区内调度、罐区与装置之间以及装置内部的平衡，并用推量计算油品收付关系及罐变化量。针对某些特殊情况下推量结果数据与实际生产中存在的误差，根据对方推量对结果进行调整，保证系统基本量平衡和组分平衡。
(1)进行移动关系、侧线表量、罐检尺、进厂班表量、罐组分、装置校正量检查；
(2)进行量平衡计算：调度平衡推量计算、交互式推量计算；
(3)进行平衡结果检查：超差、全局移动检查；
(4)根据生产方案，以历史数据为参照，对装置进行人工干预班平衡；
(5)生成调度日报：调度日报、罐区的罐存情况报表、其他相关报表。
3 软件功能设计
中国石油MES物料平衡系统设计主要是结合业务逻辑，首先由班组人员进行数据录入(或进行自动采集)，并做初步的装置平衡、物理罐平衡或计量点平衡，然后由调度人员根据经验和实际情况对班组人员录入的数据进行人工调整数据，从而达到全厂的平衡，生成日调度报表，供高层管理者了解生产，指挥生产。按照功能可分为模型配置，班组录数，调度审核三部分，其中模型配置等功能由霍尼韦尔软件提供，班组录数和调度审核等功能由项目组通过客户化开发来实现。
在物料平衡系统主要实现以下几大部分的功能：
1)装置质量计算及移动；
2)罐量计算和物料移动；
3)计量管理；
4)数据审核；
5)物料平衡模型配置及平衡处理。
其中前四个是客户化开发部分，第五部分功能是霍尼韦尔软件提供的，在此，仅就客户化开发部分进行阐述。
装置质量计算及移动
在中国石油MES中，物料平衡模型运算时将进行质量平衡，单位为吨。目前，地区公司部分装置所使用的流量计是体积流量计，在装置操作层则需要将体积流量转换成质量流量进行平衡计算。同时，需要装置操作员人员具备装置操作班组对自动提取的计量数据进行验证，并录入投入产出的移动信息。该部分功能的主要使用者是装置操作班组的人员。功能列表，见表1。
表1 装置物料质量计算功能列表
 a)罐量计算及罐区移动
罐量计算可以根据自动采集的罐液位、温度、压力、及密度等罐信息计算库存或人工录人库存质量，同时，还要录入储罐收入、拨出相关的物料移动信息，它是进行物料平衡以及统计平衡的基础。该部分功能的使用者主要是罐区操作班组的人员。详细功能列表，见表2。
表2 罐量计算功能列表
 b)计量管理
计量管理的功能是实现计量数据与路由的结合，生产管理层可以及时收集到计量数据，并且将其作为平衡的参考数据。其实现过程为：通过计量管道与路由的多对多的关联绑定，录入的计量仪表数据按照相应的路由进行汇总，最终形成生产管理层所需的计量数据。该部分功能的使用者主要是计量班组的人员。
c)数据审核
数据审核的功能是将装置质量计算及移动，罐质量计算及移动，计量管理三方录入的数据，进行审核，审核人员根据实际情况，通过对三方数据的比对。最终得出相对准确的数据，为生成调度日报，给管理层提供生产情况，指挥生产做准备。该部分功能的使用者主要是分厂或公司调度人员。详细功能列表，见表3。
表3 数据审核功能列表
 (end)
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(3/13/2012) |
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