1、煉化行業(yè)裝置平穩(wěn)率計算與應(yīng)用煉化企業(yè)生產(chǎn)裝置長期平穩(wěn)運行將為企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟效益，是企業(yè)生產(chǎn)追求的目標。裝置平穩(wěn)率是評估裝置運行狀況的量化指標，是企業(yè)工藝管理的重要內(nèi)容。本文針對煉化企業(yè)裝置平穩(wěn)率考核的業(yè)務(wù)，綜合考慮裝置、人員和管理制度等因素，設(shè)計了基于MES的平穩(wěn)率考核系統(tǒng)改進了傳統(tǒng)平穩(wěn)率計算方法，將工藝指標的偏差時間作為平穩(wěn)率計算公式因子，通過實際應(yīng)用案例，分析優(yōu)缺點。最終得出結(jié)論，通過應(yīng)用基于MES的平穩(wěn)率考核系統(tǒng)，使工藝技術(shù)與信息技術(shù)有機結(jié)合，提升了對裝置操作運行的考核評估水平，細化了工藝管理，從而促進了裝置平穩(wěn)運行，降低1 引 言    裝置平穩(wěn)率考核是

2、煉化企業(yè)工藝管理業(yè)務(wù)中的重要內(nèi)容之一。現(xiàn)代煉化企業(yè)的生產(chǎn)工藝管理主要包括裝置工藝卡片執(zhí)行情況，裝置操作規(guī)程、開停工程序、工藝方案切換的執(zhí)行情況，工藝指標記錄、保存情況以及裝置交接班、巡檢情況等內(nèi)容。    而工藝卡片作為裝置生產(chǎn)的技術(shù)標準，其執(zhí)行情況正是由裝置平穩(wěn)率考核來衡量，其考核方法就是用裝置運行過程中各種指標數(shù)據(jù)與工藝卡片上的工藝約束條件進行比較。來分析判斷指標偏差情況，從而對生產(chǎn)運行、產(chǎn)品質(zhì)量和人員操作水平進行量化考核。裝置運行效率是裝置能夠“安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷、優(yōu)質(zhì)”運轉(zhuǎn)的保證，因此企業(yè)從技術(shù)、制度、管理方面采取了大量的措施來保證裝置的平穩(wěn)運行，

3、裝置平穩(wěn)率考核正是企業(yè)所采取的重點關(guān)注的技術(shù)手段。目前，大多數(shù)企業(yè)均將裝置平穩(wěn)率的標準定為95以上。    在煉化行業(yè)大力發(fā)展信息化的今天，MES系統(tǒng)（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)）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DCS、PLC系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)，側(cè)重于對企業(yè)生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控和管理，對各項生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)的優(yōu)化。如今，借助MES系統(tǒng)的實施應(yīng)用，裝置平穩(wěn)率考核業(yè)務(wù)得到了進一步的提升。2 裝置平穩(wěn)率通用計算原理和考核方法    2.1 通用計算方法    工藝卡片是指導(dǎo)工人操作裝置

4、運行，判斷裝置運行狀態(tài)的技術(shù)標準。工藝卡片上的工藝指標表示裝置在不同情況下能夠平穩(wěn)運行的工藝條件范圍，因此判斷一段時問內(nèi)裝置是否平穩(wěn)運行的方法就是統(tǒng)計出該時間段內(nèi)裝置運行超出工藝約束條件的指標數(shù)量。由此得出裝置平穩(wěn)率的基本計算公式如下：    裝置平穩(wěn)率（1工藝指標超標次數(shù)累計和總的工藝指標參與考核次數(shù)累計和）×100    目前在企業(yè)工藝管理的實際應(yīng)用中，裝置平穩(wěn)率考核主要分為以裝置為單位計算月、季、年的裝置平穩(wěn)率和以班組為單位計算月、季、年的裝置平穩(wěn)率兩大類。前者用來滿足分廠級和公司級工藝管理部門對裝置考核的需求。后者用

5、來滿足車間管理人員對班組操作考核的需求。無論是以裝置為單位。還是以班組為單位，其基本的計算原理都是基于每個工藝指標在考核時間段內(nèi)（月、季、年）的平穩(wěn)率，再進行算術(shù)平均得出的結(jié)果。    以裝置為單位，計算裝置月平穩(wěn)率，其計算原理為該裝置所有工藝指標月平穩(wěn)率的算術(shù)平均值，其公式如下：    裝置月平穩(wěn)率該裝置所有工藝指標月平穩(wěn)率之和所有工藝指標數(shù)量之和    其中，工藝指標月平穩(wěn)率（1該工藝指標當月超標次數(shù)累計和該工藝指標參與考核次數(shù)累計和）×100；    以班組為

6、單位，計算裝置月平穩(wěn)率，其計算原理為該裝置所有工藝指標在本月該班組值班周期內(nèi)平穩(wěn)率的算術(shù)平均值，公式如下：    班組月平穩(wěn)率裝置所有工藝指標在本月該班組值班周期內(nèi)平穩(wěn)率之和所有工藝指標數(shù)量之和    其中，工藝指標在本月該班組值班周期內(nèi)平穩(wěn)率（1該工藝指標在本月該班組值班周期內(nèi)超標次數(shù)累計和該工藝指標參與考核次數(shù)累計和）×100；    以此類推，計算裝置季度平穩(wěn)率和年平穩(wěn)率只是將考核時間段改為季度和年。    2.2 通用考核方法  

7、0; 早期的煉化企業(yè)自動化程度不高，對裝置進行平穩(wěn)率考核時，主要是通過人工記錄、統(tǒng)計和分析各類工藝指標得出裝置平穩(wěn)率。工作效率低下并且計算結(jié)果與裝置實際運行情況存在較大偏差。隨著國內(nèi)煉化企業(yè)對生產(chǎn)過程自動化的日益重視。DCS、PLC等一系列自動化控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，目前國內(nèi)所有大中型煉化企業(yè)基本實現(xiàn)了生產(chǎn)裝置和主要輔助生產(chǎn)裝置的自動化控制。在這樣的技術(shù)背景條件下，裝置平穩(wěn)率考核的手段得到了加強，以DCS、PLC等自動控制系統(tǒng)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，解決了實時采集裝置運行數(shù)據(jù)的難題。    目前煉化企業(yè)進行裝置平穩(wěn)率考核主要是每日由裝置主操通過DCS監(jiān)控畫面記錄指標實時值

8、，頻率一般為2小時一次，以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)形成裝置操作臺帳。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的偏差情況，計算出每個指標的月平穩(wěn)率，通過算術(shù)平均得出該裝置的月平穩(wěn)率，形成裝置月平穩(wěn)率考核臺帳，供車間和分廠管理層進行查詢。    2.3 存在不足    盡管應(yīng)用DCS、PLC等自動化控制系統(tǒng)進行裝置平穩(wěn)率考核，解決了裝置運行數(shù)據(jù)采集難的問題，擴大了參與考核的指標范圍，提高了采集頻率，但在實際應(yīng)用中仍存在以下不足：    由于依靠人

9、工記錄工藝參數(shù)。盡管記錄頻率達到小時級，但記錄結(jié)果卻是不連續(xù)的，無法體現(xiàn)偏差的持續(xù)時間，導(dǎo)致偏差1個小時的指標和偏差10分鐘的指標其考核結(jié)果相同，這樣的結(jié)果缺乏合理性；    工藝員用來計算裝置平穩(wěn)率的工藝指標數(shù)據(jù)來源于裝置操作人員手工記錄的操作臺帳。難以保證數(shù)據(jù)有較高的真實性和準確性；    由于缺乏信息系統(tǒng)支持，只能通過人工進行平穩(wěn)率計算，并通過紙質(zhì)報表進行查詢，降低了平穩(wěn)率考核效率，與裝置實際運行情況比較有一定的滯后性，難以滿足現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)工藝管理要求3 基于MES的裝置平穩(wěn)率考核系統(tǒng)    煉化企

10、業(yè)MES系統(tǒng)通過對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集、整合和充分利用，來優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)過程和業(yè)務(wù)流程，使生產(chǎn)處于最優(yōu)化運轉(zhuǎn)。其系統(tǒng)功能覆蓋了企業(yè)生產(chǎn)運行的各個環(huán)節(jié)，以此為基礎(chǔ)的裝置平穩(wěn)率考核系統(tǒng)，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中存儲了工藝卡片中各種工藝指標范圍，通過實時數(shù)據(jù)庫從DCS采集指標實時值，并進行監(jiān)控。對照指標的工藝范圍，自動判斷偏差情況，并可以采用統(tǒng)計偏差次數(shù)或者統(tǒng)計偏差時間兩種方法來計算平穩(wěn)率，由此得出裝置平穩(wěn)率和偏差指標的詳細信息能夠以圖、表等多種形式進行展示，方便用戶查詢，大大提高了裝置平穩(wěn)率考核的及時性、準確性和可信度。    3.1 計算方法   

11、 基于MES系統(tǒng)的裝置平穩(wěn)率考核，其計算方法有了較大改進。除了可以采用傳統(tǒng)計算方法，統(tǒng)計偏差次數(shù)計算平穩(wěn)率之外，還可以在時間的緯度上計算平穩(wěn)率，即通過統(tǒng)計超標工藝指標的偏差時間來計算平穩(wěn)率。在裝置實際運行過程中，工藝指標產(chǎn)生偏差的時間長短不同，對裝置運行的影響也就不同。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(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)實際業(yè)務(wù)需要。定義為按小時統(tǒng)計或按分鐘統(tǒng)計。其基本計算公式如下：    裝置平穩(wěn)率（1工藝指標偏差時間累計總的工藝指標參與考核時間累計）&

12、#215;100    其中，工藝指標偏差時間累計，指在考核時間范圍內(nèi)超出工藝約束條件的工藝指標偏差時間累計；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。    以此為基礎(chǔ)得出的裝置月平穩(wěn)率計算公式如下：    裝置月平穩(wěn)率該裝置所有工藝指標月平穩(wěn)率之和所有工藝指標數(shù)量之和    其中，工藝指標月平穩(wěn)率（1該工藝指標當月偏差時間累計該工藝指標參與考核時間累計）×100    需要說明的一點是單個工藝指標參與考核

13、時間累計（分母項）不能簡單計算為當月天數(shù)×24小時，因為可能由于某些原因，如裝置停工檢修、儀表位號發(fā)生故障等，導(dǎo)致當月的某幾天這個指標不參加考核，因此考核時間可能是不連續(xù)的。    班組月平穩(wěn)率計算公式如下：    班組月平穩(wěn)率該裝置所有工藝指標在本月該班組值班周期內(nèi)平穩(wěn)率之和所有工藝指標數(shù)量之和    其中，工藝指標在本月該班組值班周期內(nèi)平穩(wěn)率（1該工藝指標在本月該班組值班周期內(nèi)偏差時間累計該工藝指標參與考核時間累計）×100    3.2 平穩(wěn)率考核系

14、統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)    根據(jù)上述計算原理和方法，設(shè)計的基于MES的平穩(wěn)率考核系統(tǒng)，既可以滿足按照偏差次數(shù)計算平穩(wěn)率，也可以按照偏差時間計算。其具體功能架構(gòu)如圖1所示：圖1 平穩(wěn)率考核系統(tǒng)功能架構(gòu)    系統(tǒng)主要功能    （1）基礎(chǔ)配置，將工藝卡片上的考核指標靜態(tài)信息，包括指標名稱，對應(yīng)DCS位號。工藝約束條件，指標級別（公式級、分廠級、車間級）等配置到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，并可以根據(jù)需要對工藝約束條件進行及時修改；    （2）實時記錄，基于MES實時數(shù)據(jù)庫讀取各工藝指標的實時值。根據(jù)

15、配置的約束條件自動判斷指標超標情況并記錄，包括指標名稱、偏差開始時間、結(jié)束時間、偏差峰值、指標的歷史趨勢、指標約束條件和班組崗位等信息；    （3）綜合查詢，根據(jù)記錄的偏差信息和平穩(wěn)率計算公式，自動計算月、季、年的平穩(wěn)率，并可以選擇裝置或班組為單位進行查詢；可以根據(jù)用戶需求查詢計算任意時剛段內(nèi)的裝置平穩(wěn)率并提供柱狀圖、趨勢圖等多種查詢方式；可以對偏差指標的詳細信息進行查詢；    （4）統(tǒng)計報表，根據(jù)用戶需求自動生成各類裝置平穩(wěn)率考核臺帳，以及超標工藝指標的詳細信息報表，以供工藝人員進行工藝分析；   

16、 （5）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。    3.2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)    系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計基于MES系統(tǒng)的主體功能框架。從訪問的遍歷性、快速開發(fā)和實施、高擴展性、高可維護性等幾個技術(shù)角度進行了充分考慮。    （1）軟件開發(fā)流程：采用軟件工程中的原型模型，進行了多次原型遞歸開發(fā)。采用國際先進的CMMI系列軟件開發(fā)標準來規(guī)范整個開發(fā)流程，確保系統(tǒng)開發(fā)的高效率、快節(jié)奏、有條不紊地進行；    （2）數(shù)據(jù)庫設(shè)計：在開發(fā)的過程中，同時使用了關(guān)系型

17、數(shù)據(jù)庫（R-DBMS）、實時數(shù)據(jù)庫（PHD），在2種不同類型數(shù)據(jù)庫高度協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，將工藝指標相關(guān)的靜態(tài)配置數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，利用實時數(shù)據(jù)庫讀取指標實時值，從而保證了適度的隔離管理功能；    （3）框架設(shè)計：基于NET Framework的模塊化多層結(jié)構(gòu)設(shè)計保證系統(tǒng)高擴展性、高可維護性。采用三層架構(gòu)模型（數(shù)據(jù)層、邏輯層、表示層），使用OLEDB技術(shù)連接整合數(shù)據(jù)源，建立各類邏輯對象封裝在邏輯層，在表示層采取BS運行模式并加入了人性化的UI設(shè)計理念，提高系統(tǒng)界面的友好程度和人性化水平。3.3 應(yīng)用舉例    下面以某煉廠催化重整裝

18、置為例，分析裝置平穩(wěn)率考核系統(tǒng)的實際應(yīng)用情況，其業(yè)務(wù)流程如圖2所示。圖2 平穩(wěn)率考核系統(tǒng)應(yīng)用流程圖    首先，車間工藝員根據(jù)調(diào)度指令切換裝置生產(chǎn)方案，在平穩(wěn)率考核系統(tǒng)中設(shè)定工藝參數(shù)范圍；然后每日下班前，車間工藝員通過系統(tǒng)進行每日偏差分析，檢查裝置操作情況；每班結(jié)束前，裝置主操通過系統(tǒng)查看本班偏差情況，進行注釋說明，生成操作臺帳；月底前，車間工藝員通過系統(tǒng)進行本月生產(chǎn)偏差分析，生成裝置平穩(wěn)率考核臺帳；最后，分廠管理層和車間管理層可以隨時通過系統(tǒng)查詢生產(chǎn)裝置運行情況，對裝置和班組進行績效考核。    從流程圖中可以看出，更多的記錄、統(tǒng)計工作由信息系統(tǒng)來完成，保證了裝置運行過