淺析石化企業(yè)MES建設中的管理理念

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淺析石化企業(yè)MES建設中的管理理念1

繼ERP熱潮后，近年來MES成為制造行業(yè)信息化建設的一個熱點。通常MES被視為溝通計劃層和控制層的橋梁，是解決企業(yè)“信息孤島”的一個有效手段。通過 MES建設可以為企業(yè)提供一個具有柔性、敏捷性和精細化的生產(chǎn)環(huán)境幫助企業(yè)降低成本、按期交貨、提高產(chǎn)品質(zhì)量和服務質(zhì)量。

目前，MES在國外應用較為普遍在我國也有不少成功應用的報道。MES在中國最早應用于鋼鐵和石化行業(yè)受到國家自然科學基金、863高技術研究計劃和國家自然基金等的支持?！笆濉逼陂g國家863計劃將流程工業(yè)企業(yè)MES作為重點研究課題石油化工和鋼鐵冶金領域的MES成為技術研究的突破口。國家科技部“ 十一五”制造業(yè)信息化工程也將MES作為重點發(fā)展的領域。

從我國MES整體應用情況來看，雖有一些成功的案例，但大多數(shù)企業(yè)仍處于觀望和理解消化階段。為此，國際上知名的MES廠商、國內(nèi)逐步成長起來的MES廠商，國家相關部門、各種科研機構以及制造型企業(yè)對如何建設MES展開了廣泛的研討和交流。

本文從中石化MES建設情況出發(fā)圍繞MES實現(xiàn)精細化生產(chǎn)的目標，對選用的兩個MES產(chǎn)品進行剖析，著重分析了MES建設中體現(xiàn)的管理理念。分析表明，企業(yè)的管理理念指導著MES建設的方向MES的建設進一步提升了企業(yè)的管理思想與企業(yè)管理思想相一致的MES更容易建設成功。

一、MES的發(fā)展歷程

MES（Manufacturing Execution System）即生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)，由美國ARM（Advanced Manufacturing Research）組織在1990年提出.定義為“位于上層的計劃管理系統(tǒng)與底層的工業(yè)控制之間的面向車間層的管理信息系統(tǒng)”，由此形成了計劃層、執(zhí)行層和控制層的三層企業(yè)集成模型。

許多國際組織都對MES的功能和模型進行了定義和描述，由美國國家標準局（ANSI）及儀器、系統(tǒng)和自動化協(xié)會（ISA）共同發(fā)起制定的ISA-95標準已得到多個國家的認可，正在發(fā)展成為國際標準并被多家知名MES廠商采用。

MES屬于企業(yè)管理應用軟件的范圍起源于離散工業(yè)又擴展到流程工業(yè)。在離散工業(yè)和流程工業(yè)生產(chǎn)管理存在著極大差異。即便是流程工業(yè)，差異也不小。因此 MES并沒有一個明確的產(chǎn)品定義，其實現(xiàn)的管理范圍也并沒有一個嚴格的限制。從現(xiàn)在的情況來看，位于控制層的PCS及位于計劃層的ERP正在向MES層擴張，同樣MES的功能也在向控制層和計劃層滲透，三層結(jié)構的分工可能更加模糊。

有研究表明各個國家和地區(qū)對MES需求也不盡相同。在北美市場要求使用MES實現(xiàn)生產(chǎn)工廠的可視化實現(xiàn)比ERP更多的KPI實時跟蹤以此達到企業(yè)的要扁平化管理。在歐洲市場其功能上的需求拉動對MES的要求。在日本市場，MES需支持日本的管理模式，軟件以自主開發(fā)為主。中國市場與日本有點類似，以自主開發(fā)占主流但中國市場比其它地區(qū)發(fā)展得慢一些。

MES的應用本身并不會產(chǎn)生效益，推動MES應用需求的根本原因還是企業(yè)在推進改善企業(yè)管理一些需運用的管理理論，如精益制造、TPS、6西格瑪和TQM 等。據(jù)美國MESA組織、美國ARC公司等調(diào)查統(tǒng)計，基于ERP/MES/PCS三層結(jié)構的MES應用，可顯著提高質(zhì)量、生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，縮短生產(chǎn)周期和交貨期，減少在制品減少文書工作。

二、中石化MES建設概況

中石化是我國主要的原油加工生產(chǎn)的企業(yè)之一，在全國各地先后建成煉油及化工的分公司計30多家，其中大部分分公司建廠時間較早，設備和儀表比較落后，企業(yè)管理呈金字塔結(jié)構。近兩年來新建在海南和青島的兩家新公司設備先進，儀表完備向國際先進石化廠看齊，實現(xiàn)扁平化管理。

對于典型流程工業(yè)的中石化，在控制層的DCS建設已經(jīng)非常成熟因此中石化的規(guī)劃發(fā)展計劃提出在建設ERP的同時要加大MES系統(tǒng)的建設。中石化ERP從 2001年開始規(guī)劃到2004年已全面推廣，目前已經(jīng)全部建成。2004年，在中石化信息化會議上提出了加大MES系統(tǒng)應用建設的力度，由此中石化整合國內(nèi)技術力量優(yōu)勢，與浙江中控、中科院一起承擔國家流程工業(yè)MES建設的863課題，研發(fā)并應用了中石化MES產(chǎn)品SMES1.0。SMES1.0選中了3 家分公司作為試點，于2005年驗收。2006年起SMES2.0在6家分公司進行推廣，2007年初已全部單軌運行。

對于近年新建成的海南煉化公司，其建設目標就是達到國際一流，以國際石化企業(yè)現(xiàn)行的先進標準，通過制度創(chuàng)新和管理創(chuàng)新建立起“層次少、職責清、效率高”的管理體制和運行機制。海南煉化公司選用了美國霍尼韋爾的MES產(chǎn)品。

三、中石化SMES的管理理念

中石化建于20世紀的各地方分公司雖然自動化水平略有不同，但普遍存在設備陳舊，計量儀表落后且存在缺失的情況。與大部分國企一樣企業(yè)管理呈金字塔結(jié)構，由總經(jīng)理負責全廠工作，副總經(jīng)理主管生產(chǎn)，下設計劃處和調(diào)度處等管理部門指導生產(chǎn)，由生產(chǎn)車間組織生產(chǎn)班組進行生產(chǎn)。

在實施SMES之前，企業(yè)已經(jīng)建成erp系統(tǒng)，并已實施由中石化總部推廣的資源優(yōu)化系統(tǒng)，如資源配置和排產(chǎn)系統(tǒng)（PIMS）、煉油企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)（Orion）和化工企業(yè)生產(chǎn)計劃調(diào)度（MIMI）等。

面對上述現(xiàn)狀，建設SMES的主要目的就是成為溝通控制層PCS與計劃層ERP的橋梁，實現(xiàn)生產(chǎn)層面信息的集成與共享，實現(xiàn)物流、資金流和信息流的三流合一。在此基礎上，實現(xiàn)整個工廠物流的可視化，通過跟蹤物流發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中的問題并解決問題，提升企業(yè)精細化管理水平。

圖1描述了SMES的整體功能框架。圖中描述了SMES涉及的主要業(yè)務模塊，其中體現(xiàn)物流管理的主要有：罐區(qū)管理、倉儲管理、進出廠管理、裝置校正（生產(chǎn)裝置管理）、能耗管理和輔料管理。調(diào)度平衡模塊基于生產(chǎn)物流的信息集成形成整個工廠物流可視化。統(tǒng)計平衡模塊基于生產(chǎn)物流信息進行綜合分析，對生產(chǎn)動態(tài)進行評估，同時支撐ERP。調(diào)度平衡模塊和統(tǒng)計平衡模塊同時還與生產(chǎn)排產(chǎn)計劃優(yōu)化系統(tǒng)及調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)集成，為資源優(yōu)化系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。

圖1 SMES的整體功能框架