1 引言
煉油生產運行指標主要從調度層面體現(xiàn)煉油企業(yè)生產經營結果，反映企業(yè)運作水平與狀態(tài)，同時也是進行專業(yè)評價的主要依據。近年來，隨著各企業(yè)精細化管理要求不斷提高，管理層對生產運行指標越來越關注，此外，在煉油行業(yè)大力發(fā)展信息化的今天，生產執(zhí)行系統(tǒng)(MES)正被越來越多的企業(yè)所重視。作為企業(yè)生產執(zhí)行層面的信息系統(tǒng)，MES集成了過程控制層面的實時數(shù)據，以及生產層面的物耗和能耗數(shù)據。如今，借助／VIES系統(tǒng)的實施與應用，通過建立基于MES的煉油生產運行指標評價方法，使管理層及時獲取生產運行指標并進行對比分析提供了可能。
2 原有煉油生產績效指標評價方法及其不足
從企業(yè)整體層面看，原有的煉油生產績效指標主要基于企業(yè)月統(tǒng)計數(shù)據，為了滿足財務核算而進行物耗和能耗的關鍵指標計算。例如，在煉油專業(yè)的評價考核中，有4項較具代表性的績效指標：(1)輕質油收率(％)=(石油產品輕質油產量／原料油加工量)X 100；(2)綜合商品率(％)=(石油產品商品量／原料油加工量)×100；(3)加工損失率(％)=(原油加工損失總量／原料油加工量)×100；(4)煉油綜合能耗(kg／t)=(原油加工綜合能源消耗量／原料油加工量)X 1000。
從裝置層面看。主要關注裝置的物耗、能耗數(shù)據以及裝置運行平穩(wěn)情況，這些都基于月統(tǒng)計數(shù)據計算得到。裝置的物耗指標主要指裝置的產品收率，裝置的能耗指標主要指裝置的公用工程實物量消耗和單耗。裝置平穩(wěn)率考核則是每月月底前由車間工藝員根據裝置操作臺帳記錄，按照每天每班的數(shù)據顆粒度摘錄裝置主要工藝參數(shù)值。并根據工藝卡片判斷各指標的偏差情況，計算出每個指標的月平穩(wěn)率，通過算術平均得出該裝置的月平穩(wěn)率。
原有的煉油生產績效指標評價主要基于月統(tǒng)計數(shù)據，它雖然滿足了財務核算的需要，但在實際應用過程中仍存在以下幾方面的不足：
(1)原有的績效評價主要針對統(tǒng)計層面，每月核算一次，實效性較差，不能滿足煉化企業(yè)生產調度層進行生產實時監(jiān)控和計劃跟蹤對比分析的需要。調度生產一方面要保證生產平穩(wěn)安全運行，另一方面要能夠按月度計劃制定每日的生產方案并跟蹤計劃完成情況。
(2)原有的大多數(shù)企業(yè)進行月績效指例--講亥算時，通常還是采用月末手工平衡的做法，部分企業(yè)也在嘗試開發(fā)應用數(shù)據校正軟件，但手工調整的過程仍然不能完全避免，這樣難以保證數(shù)據有較高的真實性和準確性。同時各個煉廠并無一套統(tǒng)一的數(shù)據整合系統(tǒng)及核算標準，由此產生的績效指標缺乏橫向對比的可靠性，不能及時地發(fā)現(xiàn)集團內部各煉油企業(yè)間的績效差距，企業(yè)自身的增效潛力沒有被深入地挖掘。
(3)原有的裝置平穩(wěn)率考核由于依靠人工記錄工藝參數(shù)，盡管記錄頻率達到小時級，但記錄結果是不連續(xù)的，裝置平穩(wěn)率考核無法體現(xiàn)偏差的持續(xù)時間，導致偏差一個小時的指標和偏差十分鐘的指標其考核結果是相同的，這樣的結果缺乏合理性。
3 基于MEs的煉油生產運行指標評價方法
MES在煉油企業(yè)的普遍應用為建立實時、高效、統(tǒng)一的煉油生產運行指標評價體系提供了基礎，使調度管理層能夠每日對生產情況進行指標評價提供了可能。
煉油生產運行指標評價方法內部應當是一系列有一定的聯(lián)系，能夠提供定量化的信息，并為管理者決策提供幫助的指標體系的組合，因此，指標的選取應當符合一定的規(guī)則。
(1)科學性原則。指標體系必須建立在科學的基礎之上，在理論上有科學根據，在實踐上切實可行，以保證評價結果的真實可靠性。
(2)實用性原則。指標體系的設計必須考慮到目前的科技水平和人員素質，應該具備可查性，易操作。評價指標應該繼承原有的統(tǒng)計指標，方便計量和考評。另外，指標應該盡可能的簡單清晰、便于理解。
(3)統(tǒng)一性與靈活性相結合原則。指同一指標的涵義計算口徑和方法，計算時間和空間范圍都應該是統(tǒng)一的，便于進行企業(yè)間的比較；但是也要考慮到不同個體活動的特殊性，指標體系應當盡量適用于煉油行業(yè)，但也應當根據各企業(yè)的特殊性設置輔助指標。
(4)完整性原則。指標必須能完整地反映實際情況。
3.1 評價方法的建立
3.1.1 企業(yè)級評估模型
企業(yè)級評估模型力求將原有的煉油績效指標進行整合，通過統(tǒng)一運算規(guī)則得到一個綜合分值來評價企業(yè)生產情況，并對企業(yè)生產運行情況的好壞進行排序。
假設企業(yè)有i個評價單元j個評價指標進行綜合評價。要通過一個綜合數(shù)值體現(xiàn)各企業(yè)生產情況的優(yōu)劣，但由于以往各指標的量綱不同，需要進行相應的數(shù)值變換，使之成為可以統(tǒng)一運算的無量綱指標值。根據統(tǒng)一的算法規(guī)則，將指標量相對于目標量的實現(xiàn)程度轉化成得分的形式，同時根據需要設置兩級指標及其權重，如表1所示，使不同企業(yè)間能夠進行相同指標的比較。
表1 企業(yè)級評估模型指標體系及指標權重設計
變換方法是運用公式對每個二級指標進行量化，量化的結果使每個指標可以用得分值表示，稱其為該項指標的指標值。相應地，稱每個指標的實際值為指標量。指標值的大小是用來反映該項指標的水平高低，是指標量的轉換結果。則計算準則及表達式如下：
(1)如圖1所示，當實際指標量Iij等于目標指標量Tij時得分最高，此時表達式為：
圖1 企業(yè)級評估模型計算準則示意圖一
(2)如圖2所示，當實際指標量只有下限和目標指標量，且實際指標量越大其得分值越高時，其表達式：
圖2 企業(yè)級評估模型計算準則示意圖二
(3)如圖3所示，當實際指標量只有上限和目標指標量，且實際指標量越小其分值越高時，其表達式：
圖3 企業(yè)級評估模型計算準則示意圖三
通常指標的量化采用分段函數(shù)的形式，可以是上述三種情況的組合，根據企業(yè)的具體情況進行細化制定。各級各項指標在評價中的作用是不同的，可以通過對各指標的權重分配來表示。權重設計可以應用AHP法具體確定權重值。
對一、二級指標按順序確定各級指標的初級權重wi、wij，且滿足Σwi=1，Σwj=1。由于權重計算受主觀因素的影響，而權重對最終計算結果有直接影響，不同企業(yè)在確定生產運行評價指標權重時，應組織相關專家進行多次修訂和評價，力求權重設計客觀、準確。
3.1.2 裝置級描述模型
裝置級描述模型力求基于MES的實時數(shù)據庫和關系數(shù)據庫，以實時的方式評價裝置的操作水平(—般關注到日或班數(shù)據)，為裝置的優(yōu)化操作提供指導。裝置級描述模型基于裝置工藝流程開發(fā)，以web形式在網頁上發(fā)布，主要體現(xiàn)以下幾方面內容：(1)原料與公用工程的當日實際消耗量、月累計消耗量、比進度超欠量(指到該日的累計量比計劃進度消耗量超欠的數(shù)量)；(2)產品與副產品的日產量、日收率、月累計產量、比進度超欠量；(3)裝置當日負荷、當日平穩(wěn)率、月初到該日的平穩(wěn)率。如圖4所示。
在裝置描述模型中，原料加工和產品生產數(shù)據取自物料平衡數(shù)據，公用工程消耗數(shù)據取自公用工程計量統(tǒng)計數(shù)據。對裝置平穩(wěn)率的計算進行了改進，主要基于MES的實時數(shù)據和關系數(shù)據，通過統(tǒng)計指標偏差持續(xù)時間來計算裝置平穩(wěn)，使偏差時間長短不同的工藝指標通過考核系統(tǒng)得出的平穩(wěn)率結果也不同，從而保證了平穩(wěn)率計算結果的合理性。統(tǒng)計時間的單位可根據企業(yè)具體考核的需要。定義為按小時統(tǒng)計或按分鐘統(tǒng)計。
圖4 裝置級描述模型示例
3.2 煉油生產運行評價系統(tǒng)功能設計
企業(yè)級評估模型和裝置級描述模型都力求以較細的時間粒度對煉油生產進行評價，以期及時地發(fā)現(xiàn)生產上的問題或瓶頸，合理地進行生產調整和指揮。根據上面的原理和方法，設計了基于MES的煉油生產運行評價系統(tǒng)，其具體功能架構如圖5所示。
(1)參數(shù)配置。對于企業(yè)級評估模型，需要配置各級指標的上下限、指標量的計算公式、指標得分的計算公式、指標權重等靜態(tài)信息。對于裝置級描述模型，需要配置裝置的物料和能源側線信息、平穩(wěn)率考核的位號靜態(tài)信息等。
(2)邏輯計算。根據參數(shù)配置信息，進行邏輯計算，得到各指標數(shù)值或得分。
(3)權限管理。為不同的用戶角色分配相應的權限，滿足其配置或查詢的不同需求。
(4)綜合查詢。系統(tǒng)默認查看當日的企業(yè)級評估指標和裝置級描述指標。用戶根據需求可以查詢計算任意時間段內的企業(yè)級生產運行指標的數(shù)值，并根據指標得分對不同企業(yè)進行比較和排名，分析企業(yè)生產運行情況的優(yōu)劣。用戶也可以根據需求查詢計算任意時間段內的裝置生產指標，及其與計劃進度的對比情況。
(5)統(tǒng)計報表。根據用戶需求生成運行指標評價報表，包括企業(yè)整體生產運行指標的完成情況及其比較、裝置物料和能耗的投入產出、裝置負荷及其平穩(wěn)率等。
4 結論
通過建立基于MES的煉油生產運行指標評價方法，能夠有效地利用MES中的實時數(shù)據和關系數(shù)據，將煉油生產運行情況及時準確地以分值的形式進行展現(xiàn)，便于進行本企業(yè)的同期縱向比較或各企業(yè)間的橫向比較。管理人員既可以通過企業(yè)級模型對整體情況進行評估，又可以通過裝置級模型對生產細節(jié)有所掌握，尤其是調度人員能夠直觀地及時地判斷生產運行情況的好壞，并依此制訂更加合理優(yōu)化的生產方案。
圖5 煉油生產運行評價系統(tǒng)功能架構圖
符號說明
Fe——指標Iij等于目標指標量時的目標得分，在此設為100。
Fp——指標Iij等于指標量的上限或下限的合格得分，在此設為60。
Iij——第i類第j項指標的實際指標量。
Iijmax-一指標Iij的指標量的上限。
Iijmin——指標Iij的指標量的下限。
SR——裝置平穩(wěn)率。
Sij——根據指標Iij計算得到的指標得分。
Tij——指標Iij的目標指標量。
t0——總的工藝指標參與考核時間累計，指所有參與考核的工藝指標的考核時間累計。
t1——工藝指標偏差時間累計，指在考核時間范圍內超出工藝約束條件的工藝指標偏差時間累計。
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