上海焦化党委副书记杨红妹——采用BPS/MES/PCS三层体系结构是综合自动化信息集成系统的发展趋势。 

    上海焦化有限公司(以下简称“上海焦化”)隶属于上海华谊(集团)公司，是一家大型国有化工企业，具有大型流程性生产企业的显著特点：生产规模大、原材料消耗量大、工艺复杂、产品种类多、对生产成本非常敏感。面对绿色环保和清洁节能的新要求，上海焦化明确了自身在两化融合过程中的战略定位和目标，通过建设煤化工过程综合自动化系统工程，充分发挥两化融合重点实验室的优势和信息技术在传统高能耗工业中的节能减排作用，利用BPS/MES/PCS实现了对生产过程的和对生产工艺管理的优化，实现了在生产过程中融入信息技术，从而达到“节能、降耗、减排”的目的。

    BPS/MES/PCS生产全流程

    从根本上说，煤化工企业综合自动化是企业从整体出发，逐层完成综合信息管理、车间控制、装置协调联合控制、辅助装置与设备的控制、能源监测与计量控制等工作，从而实现综合管理和控制一体化的自动化系统。

    上海焦化根据煤化工流程工艺复杂、生产规模大的特点，以生产工艺和机理模型为基础，动态成本控制为中心，提高经济效益为目的，计算机网络技术、信息技术和自动控制技术的综合集成为手段，通过扩建生产线和计算机网络，构建了一个基于BPS/MES/PCS三层结构的具有煤化工行业特点的综合自动化信息集成系统。“我们在进行综合自动化集成平台设计的时候，立足于先进水平和流程工业今后的发展方向。”上海焦化党委副书记杨红妹告诉《中国电子报》记者，“在进行了充分的技术论证后，我们选择了将流程工业企业信息管理系统(CIMS)分为企业经营计划系统(BPS)、生产制造执行系统(MES)和过程控制系统(PCS)三个层次的方案。”“采用BPS/MES/PCS三层体系结构是综合自动化信息集成系统的发展趋势。”杨红妹补充道。

    在上海焦化的BPS/MES/PCS三层结构中，PCS处于下层，主要聚焦于生产过程设备，以秒为单位焦化生产设备的运行状况，控制整个生产过程。MES处于中间层，主要着眼于整个生产过程的管理，从生产过程全局优的角度出发，注重焦化的生产运行，以班为单位跟踪各类产品的制造过程，兼顾了生产和管理两个方面。而BPS处于上层，以月、周、日为单位处理订货、交货期、成本以及顾客关系等问题。

    MES实现了流程型企业所重点关注的生产过程实时，为企业生产管理提供了生产全过程数据支持，也为实时调控生产状态提供了可能；而PCS则实现了生产设备和工艺的管理优化，是MES和BPS的基石。这种三个层次覆盖化工生产全过程的系统，使得整个生产过程的运行控制在尽可能小的波动范围以内，从而达到节能、减排、降耗的目的。

    杨红妹告诉记者，该系统从2006年起陆续投入使用后，对公司落实节能、降耗、减排各项措施，实现生产经营的精细化管理，起到了重要作用。该系统在明显提高企业的自动化和信息化水平的同时，在降低成本和提率方面产生的经济效益达到5000多万元，也使上海焦化的信息化建设在煤化工行业达到了国内水平。

    模块化分层次推进MES

    在信息化建设过程中，并不是所有部门或者各个环节的人员都能够一下子适应信息化系统所带来的变革，许多员工对化工企业信息化建设的认识需要一个深化的过程。综合自动化信息集成平台涉及企业的各个层面，有设备技术改造、业务流程整合、软硬件更新等方面的问题，需要企业投入巨额资金；资金投入之后，还不会在短时间内见效，但模块信息化建设方案则在很大程度上解决了这个问题。上海焦化企业综合自动化系统主要的功能就是为化工企业搭建自动化信息集成平台的基础架构，在这个架构下，企业可以按照自身实际情况和需求进行模块的设计和规划，分步推行信息化管理理念，终完成整个信息化平台的建设。“在具体采用模块化方案的实施工作中，主要的是根据自身当前关注的重点，或是针对已具备条件的部分有选择地实施，这样一方面可以减少信息化工作带来的巨额投入压力，减轻企业的经济负担；另一方面也能逐步积累信息化实施经验，为今后展开信息化工作打好基础。”杨红妹告诉记者。

    上海焦化在统一规划、分步实施过程中，对一些基础性的工作，如数据库、信息数据平台等做了统一部署，建立起以PI实时数据库为核心的生产过程信息采集、存储、处理系统，确保了原始数据的唯一性、相关数据的一致性和企业数据的完整性，为企业上层管理提供了统一的数据服务，并将主要物料消耗指标考核体系等重要功能模块列入重点工作，优先实施。

    信息系统需因势而变

    目前，上海焦化正在进行产业结构的调整，对一些能耗高、污染严重以及经济效益差的装置进行了关、停；同时，随着规模的扩大和产品加工链的不断延伸，上海焦化的业务更加复杂，分工更为精细，原来建立的单套装置局部优模型和能耗指标已不适应现在的管理要求。伴随着新装置的投产，整个生产装置构成了一个多变量、强关联、非线性的大系统，上海焦化需要对装置之间的资源和能源进行全局的优化配置，以新、老装置的原料、中间产品及产出之间的数量联系为基础，以实现大经济效益为目标，建立优化关系，做到在物料综合平衡的基础上，确定每个具体产品的生产和分配。

    生产工艺过程的变化需要对MES进行适时调整，相比之下，各职能部门横向联系不畅、目标不尽统一的状况显然更需要解决。“以信息化提升工业制造水平，一定要与企业管理结合起来。这是一个系统工程，包括工艺流程不断完善和改造、设备更新和日常基础管理、财务管理、计算机软硬件的更新维护以及各类计划的安排等。”杨红妹对记者表示。

    上海焦化在河南、安徽和江苏等地都设立了子公司，未来上海焦化还将面临各地系统平台的整合问题。如果能够通过整合各子公司的采购、销售以及物流等环节，实现更广范围的企业资源集成管理和企业组织管理体系优化，将大大提升上海焦化的企业竞争力。如何放大信息化建设视角，不断完善煤化工过程综合自动化系统工程，建立覆盖、统一协调的信息平台，真正做到企业层面的“两化融合”已经成为上海焦化目前所需解决的主要问题。