齐鲁石化生产调度指挥系统的建设
发表时间：2016-01-05T14:37:43.193Z 来源：《基层建设》2015年19期供稿 作者： 张威
[导读] 中国石化齐鲁分公司 山东淄博 生产过程的可视化可以使决策者和管理者更加全面、直观地掌握生产情况，将大大提高生产指挥的主动性。
张威
中国石化齐鲁分公司 山东淄博 255400
摘要：文章在分析齐鲁石化生产调度指挥现状的基础上，基于公司新建的生产指挥中心，提出了建设公司统一的生产数据集中集成平台的设想，以生产操作数据为核心，实现纵向、横向、内外部关系的关联分析，及时发现并克服生产中不平衡的情况，及时调整不相适应的生产环节，避免矛盾和脱节现象发生，使各生产领域步调一致、协同高效。支撑生产管理精细化、装置运行最优化、效益利润最大化。 关键词：指挥中心；智能调度；集成平台
生产过程的可视化可以使决策者和管理者更加全面、直观地掌握生产情况，将大大提高生产指挥的主动性。
齐鲁石化生产调度指挥系统系统，就是以大量的生产管理数据和生产运营信息为基础，全方位、多视角、可视化地综合展示企业生产运营情况，实现对生产过程、物流配送和资源等的实时跟踪和监控、自动预警，可及时发现生产运行中潜在的问题，为统一组织资源、整体指挥生产运营、实时生产调度提供技术支撑。 1 生产调度现状
齐鲁石化公司拥有大型石油化工生产和辅助装置115套，可生产各类石化产品120余种，年原油加工能力13.0Mt，乙烯生产能力800kt，合成树脂1.1Mt（其中聚氯乙烯600kt），烧碱450kt，合成橡胶280kt，苯乙烯200kt，丁辛醇335kt，腈纶60kt，热电装机容量495GW。是重要的高硫高酸原油加工基地，聚氯乙烯、丁辛醇、合成橡胶等产品为齐鲁石化特色产品。
齐鲁石化生产管理实行集中领导、分级管理。公司生产管理部负责组织实施生产作业计划，各二级单位生产管理部门（生产调度指挥中心）负责具体实施生产作业计划等工作。为强化中枢职能，齐鲁石化新建生产调度指挥中心，配备了现代化的专业大屏幕显示设备，以期全面提升生产调度指挥和应急响应能力。
尽管目前硬件条件已经到位，但调度管理模式仍严重粗放：
（1）生产装置监控和管网平衡监控方面：沿用实时数据监控系统，发现数据异常后要通过电话询问异常原因；
（2）在数据集成方面：生产相关数据集成度严重不足，查看不同领域的信息需要登陆不同的信息系统，基于人工的关联分析也为力；
（3）生产绩效掌控方面：目前依托MES系统提供的数据都经过各二级单位人工参与平衡，准确性如何、是否存在潜在问题等，没有技术手段进行判断与分析；
（4）信息上传方面：依靠各二级单位的值班调度每天3次定时向公司生产调度通过电话汇报生产运行情况，隐匿不报或报告信息不细致的情况时有发生；
（5）指令下达方面：沿用过去的口头调度指令和书面调度令方式，公司生产调度人员根据生产需要下达指令。各二级单位调度人员按照指令落实后，执行情况再通过电话或书面形式向公司调度汇报，信息滞后严重；
（6）生产调度例会方面：公司和各二级单位两个层面只是简短地汇报生产概况，较大事故或问题的处理分析，基本上依靠现场指挥和专题事故分析会；
（7）公司领导层信息掌控方面：主要为现场了解、基层和专业处室负责人汇报和听取专题会议等3种方式，只有少量信息通过短信平台信息推送方式实现；
（8）生产应急状态管理：当发生重大生产事故时，公司调度室在第一时间掌握事故情况后，向公司领导和处室领导汇报，并电话通知有关职能处室；同时根据具体情况，指挥生产调整和事故处理工作，调度人员赶到现场了解事故情况并组织处理；恢复生产前，协调公用工程到位，严守开车方案。在这个过程中，信息的传递仍沿用传统方式。
近年来，齐鲁石化按专业匹配原则建设，先后已建成了数个生产相关信息系统，如MES、实时数据库、操作管理、LIMS等，为生产调度指挥提供了良好的数据基础；但是，这些系统相对，信息源相对分散；还需按照生产运营指挥的要求将信息进行整合、集中、集成，并进一步挖掘、分析，才能实现生产调度管理的信息共享、协同指挥。 2建设目标和实施方案 2.1 目标
齐鲁石化生产调度指挥项目是面向整个公司的综合性生产指挥系统。该系统将在公司各专业管理部门相关信息系统的支撑下，采用视频集成、大数据分析、GIS等技术，实现对生产运行过程的动态跟踪、综合指挥，具体目标为：
（1）基于现有生产相关信息系统，通过集成和建模，实现各类生产相关信息的集中管理、实时监控、综合分析； （2）为调度业务提供一个立体、直观、集中、迅捷的调度指挥平台；
（3）生产信息在各个生产单位之间快速、准确、有序传递，实现生产指挥的高效、协同； （4）能够通过生产调度指挥中心大屏幕，对外展示企业形象和企业文化。 2.2 建设内容
结合齐鲁石化生产调度管理的业务需要，按照生产调度指挥中心的业务职能，在生产运行、调度管理、安全环保、质量控制、优化分析、物料能耗综合平衡、储运运输、应急指挥等方面，应用先进的计算机技术、网络技术等，把现有生产管理组织资源、大屏幕硬件平台、生产营运及经营分析监控系统与公司相关的生产信息系统进行整合与拓展，开发一套能够体现齐鲁石化生产调度管理特色的智能化生产调度指挥系统，以更好的支撑生产调度指挥，实现生产过程“安稳长满优”。 2.2.1生产运行监控
公用工程系统：包括氢气管网、瓦斯管网、电系统、蒸汽系统、氮气系统、压缩风系统；物料系统：包括蜡油系统、渣油系统、汽油
系统、石脑油系统、柴油系统、煤油系统；生产装置：主要生产装置原则流程图；调合系统：包括原油调合、油品调合；罐区：包括原油罐区、成品油罐区。 2.2.2现场视频监控
重点是以生产现场工业视频监控系统为主，道路安全监控系统为辅的视频传输系统。将公司热力调度管网图、生产调度工业电视信息、电力调度电网图进行拼接和集成，支持在生产调度中心直观查看图形信息及数据信息。 2.2.3调度管理
重点对公司生产调度日常工作进行支持，对调度指令进行在线编辑、下达、反馈，形成生产调度工作的闭环。实现调度日志的线上记录与查询。
2.2.4应急响应
基于GIS地图中查看工业电视的监控分布点位及其对应的工业电视信号。对公司各装置流程图、A/B类重要设备进行集成查询进行监控和查询，通过实时数据点位，动态展示装置生产过程信息，可及时定位查看紧急状态的现场动态，便于生产应急响应。 2.2.5综合预警
按报警分级的原则，建立综合报警模型，内容包括工艺、质量、库存、安全、环保、设备。并通过短信方式推送相关人员进行提醒。 2.2.6形象展示
作为齐鲁石化对外宣传的窗口，全面展示齐鲁石化企业文化、公司形象和精神风貌。 2.2.7优化分析
模型数据共享及比对分析，共享公司级和二级单位生产技术类相关月报内容，支持全流程优化工作的各业务数据形成统一的数据维护窗口，将优化的测算结果进行数据存储，同实际生产过程数据进行对比分析，形成测算数据历史资料库，支持对测算数据的同比环比分析，为公司降本增效和提高生产经营水平提供分析和帮助。 2.2.8在线交流
重点体现对公司全流程优化小组制定的优化方案，公司及各二级单位结合自身装置情况对优化方案提出意见和建议。通过用户间在线交流，对方案测算和优化条件提出建议和意见，形成炼油优化的良性循环和发展，并支持对用户提出建议有记录、汇总和建议价值评价。使更多人参与到全流程优化过程中。 2.2.9大数据分析 （1）单装置关联分析
以生产装置为监控分析单位，利用企业现有的实时数据库历史数据，对装置的进料量、馏出口产量、侧线收率、馏出口质量、损失、能耗的消耗建立关联分析模型，实时采集上述数据通过大数据的运算，对可能产生的结果进行及时的推送和展示。同时，对能耗、消耗引入气候变化因素，建立能耗、消耗与气温变化关联子模型，通过对天气温度数据的实时采集与处理分析，为节能减排决策提供数据支撑，并对分析结果进行及时的推送与展示。 （2）上下游装置间的关联分析
对整个生产装置之间的上下关系建立关联分析模型，当生产链上某套装置的生产出现波动时，对上游或下游装置生产可能产生的影响进行分析，对可能产生的结果进行提前的预警提示，同时结合应急处置预案，对可能存在的不同结果提供对应的应急处置预案。 3.技术方案 3.1功能架构
生产调度指挥项目将体现“展示、跟踪、调度、监控及统计分析”的功能。系统功能设计上主要为生产指挥决策需要而设计，建设内容包括开发参观模式、运行监控、运行管理、指令管理、日常管理、预警管理、决策支持等功能，实现参观模式、调度指挥等模式的场景应用。功能架构如图1所示。
图1 齐鲁石化生产运营指挥系统总体功能架构 3.2 系统架构
系统分为数据集成层、数据管理层、应用服务层和信息展示层，如图2所示。
在数据集成层，采用数据集成工具，实现对生产运营数据、实时数据、衡器数据等各类数据的抽取及清洗，传送到数据管理层。
?数据管理层包括核心的业务数据库、基于关系数据库构建的分析模型数据，承担数据的存储和管理，并为应用服务层高效的提供数据。
?应用服务层实现各主题应用的核心业务逻辑，并通过数据接口服务为其他系统提供数据。应用服务层内部又可以分为两个层次，下层是通用的服务，为各个应用模块共享，上层是各个应用模块专有的服务，基于通用服务搭建。
?在信息展示层，经过处理的数据以丰富的展现形式为不同业务层面管理人员提供所需的各类信息，支撑企业的生产运营管理和分析。
图2 系统总体架构 3.3 技术路线
为降低项目风险，确保成功实施，生产调度指挥项目选用成熟、适用、先进的技术路线选取原则，主要包括以下几个方面： 采用信息系统规划方法，确保系统的实用性和有效性； 充分共享数据集成、数据管理和通用功能等成果；
依托生产运营与经营管理监控分析系统，对数据进行管理，所需数据在统一的信息模型和分析模型下进行集成； 建立实施方，确保系统成功实施；
业务驱动的建模：根据系统的业务需求，对企业信息采用数据建模技术，对分析和预警，建立相应的数学模型； 数据集成：以信息模型与核心数据库为基础，实现和专业系统的信息集成； 充分利用现有成果，使用先进成熟的技术。 3.4 实例分析
以催化裂化装置为例，目前该装置在运行过程中存在三大突出问题： （1）催化装置报警占比高，运行不平稳；
（2）非计划停工主要由装置结焦引起。装置长周期运行的提升，延缓装置结焦是关键； （3）随着原料不断改善，汽、柴油收率没有得到充分体现，且同类装置汽油产率高低不同。
通过应用大数据分析技术对催化裂化装置的历史数据进行深层次的分析挖掘，建立预测模型，解决了上面提到的问题。
（1）依据装置报警历史，提取并分析标准报警指标，进行报警原因关联与推导分析，提出操作规程改进意见并提供在线的报警分析应用，可展示平均报警率、重复报警、报警泛滥等系统指标，可呈现多变量报警之间的关联或因果关系。
（2）基于结焦前后历史数据，关联表征结焦变量和影响因素，创建结焦诊断模型并探寻相互关系及影响强度形成预测模型；提出延缓结焦在线指导意见并提供在线的装置结焦问题分析工具，展示结焦表征指标及关联指标状况。
（3）利用关联分析技术分析同汽油收率相关的因素以及之间的影响关系，形成预测模型；提出操作规程改进意见并提供在线的汽油产率预测工具，展现辅助指标用以监测。 4 效益分析
生产调度指挥项目的建成，将为齐鲁石化生产调度指挥决策提供有力的信息化支持，对提高生产调度管理的及时性、全面性、准确性和精细化将起到有力的促进作用，实现用信息集成技术提升企业经济效益和企业竞争力的目标。 经济效益体现在：
（1）及时掌控生产执行情况，对生产过程进行及时调整； （2）及时纠正所发现的问题，将生产损失降到最低； （3）通过科学的分析决策，获得效益的最大化；
（4）变事后控制为事前控制，减少问题的发生，减少生产损失； 管理效果体现在：
（1）提高精细化管理水平。本系统的实施，将使得企业各级管理者能够更加及时、全面地获得生产和经营信息，对生产情况进行深入分析，有助于提高精细化管理水平；
（2）提高各业务环节协同作业水平。生产指挥信息共享，协调决策，增加了决策的透明性和对变化的快速反应能力。 作者简介：
张威（1980—），男，工程师。2002年毕业于江苏石油化工学院计算机应用专业，现在中国石化齐鲁分公司信息网络中心从事信息专业管理工作。
