1 引言
煉油生產(chǎn)運行指標(biāo)主要從調(diào)度層面體現(xiàn)煉油企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營結(jié)果,反映企業(yè)運作水平與狀態(tài),同時也是進(jìn)行專業(yè)評價的主要依據(jù)。近年來,隨著各企業(yè)精細(xì)化管理要求不斷提高,管理層對生產(chǎn)運行指標(biāo)越來越關(guān)注,此外,在煉油行業(yè)大力發(fā)展信息化的今天,生產(chǎn)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(chǎn)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(jù),以及生產(chǎn)層面的物耗和能耗數(shù)據(jù)。如今,借助/VIES系統(tǒng)的實施與應(yīng)用,通過建立基于MES的煉油生產(chǎn)運行指標(biāo)評價方法,使管理層及時獲取生產(chǎn)運行指標(biāo)并進(jìn)行對比分析提供了可能。
2 原有煉油生產(chǎn)績效指標(biāo)評價方法及其不足
從企業(yè)整體層面看,原有的煉油生產(chǎn)績效指標(biāo)主要基于企業(yè)月統(tǒng)計數(shù)據(jù),為了滿足財務(wù)核算而進(jìn)行物耗和能耗的關(guān)鍵指標(biāo)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(biāo):(1)輕質(zhì)油收率(%)=(石油產(chǎn)品輕質(zhì)油產(chǎn)量/原料油加工量)X 100;(2)綜合商品率(%)=(石油產(chǎn)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(guān)注裝置的物耗、能耗數(shù)據(jù)以及裝置運行平穩(wěn)情況,這些都基于月統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算得到。裝置的物耗指標(biāo)主要指裝置的產(chǎn)品收率,裝置的能耗指標(biāo)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(jù)裝置操作臺帳記錄,按照每天每班的數(shù)據(jù)顆粒度摘錄裝置主要工藝參數(shù)值。并根據(jù)工藝卡片判斷各指標(biāo)的偏差情況,計算出每個指標(biāo)的月平穩(wěn)率,通過算術(shù)平均得出該裝置的月平穩(wěn)率。
原有的煉油生產(chǎn)績效指標(biāo)評價主要基于月統(tǒng)計數(shù)據(jù),它雖然滿足了財務(wù)核算的需要,但在實際應(yīng)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(chǎn)調(diào)度層進(jìn)行生產(chǎn)實時監(jiān)控和計劃跟蹤對比分析的需要。調(diào)度生產(chǎn)一方面要保證生產(chǎn)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(chǎn)方案并跟蹤計劃完成情況。
(2)原有的大多數(shù)企業(yè)進(jìn)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(yīng)用數(shù)據(jù)校正軟件,但手工調(diào)整的過程仍然不能完全避免,這樣難以保證數(shù)據(jù)有較高的真實性和準(zhǔn)確性。同時各個煉廠并無一套統(tǒng)一的數(shù)據(jù)整合系統(tǒng)及核算標(biāo)準(zhǔn),由此產(chǎn)生的績效指標(biāo)缺乏橫向?qū)Ρ鹊目煽啃裕荒芗皶r地發(fā)現(xiàn)集團(tuán)內(nèi)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(dá)到小時級,但記錄結(jié)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(dǎo)致偏差一個小時的指標(biāo)和偏差十分鐘的指標(biāo)其考核結(jié)果是相同的,這樣的結(jié)果缺乏合理性。
3 基于MEs的煉油生產(chǎn)運行指標(biāo)評價方法
MES在煉油企業(yè)的普遍應(yīng)用為建立實時、高效、統(tǒng)一的煉油生產(chǎn)運行指標(biāo)評價體系提供了基礎(chǔ),使調(diào)度管理層能夠每日對生產(chǎn)情況進(jìn)行指標(biāo)評價提供了可能。
煉油生產(chǎn)運行指標(biāo)評價方法內(nèi)部應(yīng)當(dāng)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(biāo)體系的組合,因此,指標(biāo)的選取應(yīng)當(dāng)符合一定的規(guī)則。
(1)科學(xué)性原則。指標(biāo)體系必須建立在科學(xué)的基礎(chǔ)之上,在理論上有科學(xué)根據(jù),在實踐上切實可行,以保證評價結(jié)果的真實可靠性。
(2)實用性原則。指標(biāo)體系的設(shè)計必須考慮到目前的科技水平和人員素質(zhì),應(yīng)該具備可查性,易操作。評價指標(biāo)應(yīng)該繼承原有的統(tǒng)計指標(biāo),方便計量和考評。另外,指標(biāo)應(yīng)該盡可能的簡單清晰、便于理解。
(3)統(tǒng)一性與靈活性相結(jié)合原則。指同一指標(biāo)的涵義計算口徑和方法,計算時間和空間范圍都應(yīng)該是統(tǒng)一的,便于進(jìn)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(biāo)體系應(yīng)當(dāng)盡量適用于煉油行業(yè),但也應(yīng)當(dāng)根據(jù)各企業(yè)的特殊性設(shè)置輔助指標(biāo)。
(4)完整性原則。指標(biāo)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(biāo)進(jìn)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(chǎn)情況,并對企業(yè)生產(chǎn)運行情況的好壞進(jìn)行排序。
假設(shè)企業(yè)有i個評價單元j個評價指標(biāo)進(jìn)行綜合評價。要通過一個綜合數(shù)值體現(xiàn)各企業(yè)生產(chǎn)情況的優(yōu)劣,但由于以往各指標(biāo)的量綱不同,需要進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值變換,使之成為可以統(tǒng)一運算的無量綱指標(biāo)值。根據(jù)統(tǒng)一的算法規(guī)則,將指標(biāo)量相對于目標(biāo)量的實現(xiàn)程度轉(zhuǎn)化成得分的形式,同時根據(jù)需要設(shè)置兩級指標(biāo)及其權(quán)重,如表1所示,使不同企業(yè)間能夠進(jìn)行相同指標(biāo)的比較。
表1 企業(yè)級評估模型指標(biāo)體系及指標(biāo)權(quán)重設(shè)計
變換方法是運用公式對每個二級指標(biāo)進(jìn)行量化,量化的結(jié)果使每個指標(biāo)可以用得分值表示,稱其為該項指標(biāo)的指標(biāo)值。相應(yīng)地,稱每個指標(biāo)的實際值為指標(biāo)量。指標(biāo)值的大小是用來反映該項指標(biāo)的水平高低,是指標(biāo)量的轉(zhuǎn)換結(jié)果。則計算準(zhǔn)則及表達(dá)式如下:
(1)如圖1所示,當(dāng)實際指標(biāo)量Iij等于目標(biāo)指標(biāo)量Tij時得分最高,此時表達(dá)式為:
圖1 企業(yè)級評估模型計算準(zhǔn)則示意圖一
(2)如圖2所示,當(dāng)實際指標(biāo)量只有下限和目標(biāo)指標(biāo)量,且實際指標(biāo)量越大其得分值越高時,其表達(dá)式:
圖2 企業(yè)級評估模型計算準(zhǔn)則示意圖二
(3)如圖3所示,當(dāng)實際指標(biāo)量只有上限和目標(biāo)指標(biāo)量,且實際指標(biāo)量越小其分值越高時,其表達(dá)式:
圖3 企業(yè)級評估模型計算準(zhǔn)則示意圖三
通常指標(biāo)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(jù)企業(yè)的具體情況進(jìn)行細(xì)化制定。各級各項指標(biāo)在評價中的作用是不同的,可以通過對各指標(biāo)的權(quán)重分配來表示。權(quán)重設(shè)計可以應(yīng)用AHP法具體確定權(quán)重值。
對一、二級指標(biāo)按順序確定各級指標(biāo)的初級權(quán)重wi、wij,且滿足Σwi=1,Σwj=1。由于權(quán)重計算受主觀因素的影響,而權(quán)重對最終計算結(jié)果有直接影響,不同企業(yè)在確定生產(chǎn)運行評價指標(biāo)權(quán)重時,應(yīng)組織相關(guān)專家進(jìn)行多次修訂和評價,力求權(quán)重設(shè)計客觀、準(zhǔn)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(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫,以實時的方式評價裝置的操作水平(—般關(guān)注到日或班數(shù)據(jù)),為裝置的優(yōu)化操作提供指導(dǎo)。裝置級描述模型基于裝置工藝流程開發(fā),以web形式在網(wǎng)頁上發(fā)布,主要體現(xiàn)以下幾方面內(nèi)容:(1)原料與公用工程的當(dāng)日實際消耗量、月累計消耗量、比進(jìn)度超欠量(指到該日的累計量比計劃進(jìn)度消耗量超欠的數(shù)量);(2)產(chǎn)品與副產(chǎn)品的日產(chǎn)量、日收率、月累計產(chǎn)量、比進(jìn)度超欠量;(3)裝置當(dāng)日負(fù)荷、當(dāng)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(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)據(jù)取自物料平衡數(shù)據(jù),公用工程消耗數(shù)據(jù)取自公用工程計量統(tǒng)計數(shù)據(jù)。對裝置平穩(wěn)率的計算進(jìn)行了改進(jìn),主要基于MES的實時數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù),通過統(tǒng)計指標(biāo)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(biāo)通過考核系統(tǒng)得出的平穩(wěn)率結(jié)果也不同,從而保證了平穩(wěn)率計算結(jié)果的合理性。統(tǒng)計時間的單位可根據(jù)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(chǎn)運行評價系統(tǒng)功能設(shè)計
企業(yè)級評估模型和裝置級描述模型都力求以較細(xì)的時間粒度對煉油生產(chǎn)進(jìn)行評價,以期及時地發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)上的問題或瓶頸,合理地進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整和指揮。根據(jù)上面的原理和方法,設(shè)計了基于MES的煉油生產(chǎn)運行評價系統(tǒng),其具體功能架構(gòu)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(biāo)的上下限、指標(biāo)量的計算公式、指標(biāo)得分的計算公式、指標(biāo)權(quán)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(cè)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(jù)參數(shù)配置信息,進(jìn)行邏輯計算,得到各指標(biāo)數(shù)值或得分。
(3)權(quán)限管理。為不同的用戶角色分配相應(yīng)的權(quán)限,滿足其配置或查詢的不同需求。
(4)綜合查詢。系統(tǒng)默認(rèn)查看當(dāng)日的企業(yè)級評估指標(biāo)和裝置級描述指標(biāo)。用戶根據(jù)需求可以查詢計算任意時間段內(nèi)的企業(yè)級生產(chǎn)運行指標(biāo)的數(shù)值,并根據(jù)指標(biāo)得分對不同企業(yè)進(jìn)行比較和排名,分析企業(yè)生產(chǎn)運行情況的優(yōu)劣。用戶也可以根據(jù)需求查詢計算任意時間段內(nèi)的裝置生產(chǎn)指標(biāo),及其與計劃進(jìn)度的對比情況。
(5)統(tǒng)計報表。根據(jù)用戶需求生成運行指標(biāo)評價報表,包括企業(yè)整體生產(chǎn)運行指標(biāo)的完成情況及其比較、裝置物料和能耗的投入產(chǎn)出、裝置負(fù)荷及其平穩(wěn)率等。
4 結(jié)論
通過建立基于MES的煉油生產(chǎn)運行指標(biāo)評價方法,能夠有效地利用MES中的實時數(shù)據(jù)和關(guān)系數(shù)據(jù),將煉油生產(chǎn)運行情況及時準(zhǔn)確地以分值的形式進(jìn)行展現(xiàn),便于進(jìn)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(jìn)行評估,又可以通過裝置級模型對生產(chǎn)細(xì)節(jié)有所掌握,尤其是調(diào)度人員能夠直觀地及時地判斷生產(chǎn)運行情況的好壞,并依此制訂更加合理優(yōu)化的生產(chǎn)方案。
圖5 煉油生產(chǎn)運行評價系統(tǒng)功能架構(gòu)圖
符號說明
Fe——指標(biāo)Iij等于目標(biāo)指標(biāo)量時的目標(biāo)得分,在此設(shè)為100。
Fp——指標(biāo)Iij等于指標(biāo)量的上限或下限的合格得分,在此設(shè)為60。
Iij——第i類第j項指標(biāo)的實際指標(biāo)量。
Iijmax-一指標(biāo)Iij的指標(biāo)量的上限。
Iijmin——指標(biāo)Iij的指標(biāo)量的下限。
SR——裝置平穩(wěn)率。
Sij——根據(jù)指標(biāo)Iij計算得到的指標(biāo)得分。
Tij——指標(biāo)Iij的目標(biāo)指標(biāo)量。
t0——總的工藝指標(biāo)參與考核時間累計,指所有參與考核的工藝指標(biāo)的考核時間累計。
t1——工藝指標(biāo)偏差時間累計,指在考核時間范圍內(nèi)超出工藝約束條件的工藝指標(biāo)偏差時間累計。
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