淺析石化企業(yè)MES建設(shè)中的管理理念

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淺析石化企業(yè)MES建設(shè)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(shè)的一個(gè)熱點(diǎn)。通常MES被視為溝通計(jì)劃層和控制層的橋梁，是解決企業(yè)“信息孤島”的一個(gè)有效手段。通過 MES建設(shè)可以為企業(yè)提供一個(gè)具有柔性、敏捷性和精細(xì)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(wù)質(zhì)量。

目前，MES在國外應(yīng)用較為普遍在我國也有不少成功應(yīng)用的報(bào)道。MES在中國最早應(yīng)用于鋼鐵和石化行業(yè)受到國家自然科學(xué)基金、863高技術(shù)研究計(jì)劃和國家自然基金等的支持。“十五”期間國家863計(jì)劃將流程工業(yè)企業(yè)MES作為重點(diǎn)研究課題石油化工和鋼鐵冶金領(lǐng)域的MES成為技術(shù)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(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域。

從我國MES整體應(yīng)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(guān)部門、各種科研機(jī)構(gòu)以及制造型企業(yè)對如何建設(shè)MES展開了廣泛的研討和交流。

本文從中石化MES建設(shè)情況出發(fā)圍繞MES實(shí)現(xiàn)精細(xì)化生產(chǎn)的目標(biāo)，對選用的兩個(gè)MES產(chǎn)品進(jìn)行剖析，著重分析了MES建設(shè)中體現(xiàn)的管理理念。分析表明，企業(yè)的管理理念指導(dǎo)著MES建設(shè)的方向MES的建設(shè)進(jìn)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(shè)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(jì)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(jì)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(jìn)行了定義和描述，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)局（ANSI）及儀器、系統(tǒng)和自動(dòng)化協(xié)會（ISA）共同發(fā)起制定的ISA-95標(biāo)準(zhǔn)已得到多個(gè)國家的認(rèn)可，正在發(fā)展成為國際標(biāo)準(zhǔn)并被多家知名MES廠商采用。

MES屬于企業(yè)管理應(yīng)用軟件的范圍起源于離散工業(yè)又?jǐn)U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(gè)明確的產(chǎn)品定義，其實(shí)現(xiàn)的管理范圍也并沒有一個(gè)嚴(yán)格的限制。從現(xiàn)在的情況來看，位于控制層的PCS及位于計(jì)劃層的ERP正在向MES層擴(kuò)張，同樣MES的功能也在向控制層和計(jì)劃層滲透，三層結(jié)構(gòu)的分工可能更加模糊。

有研究表明各個(gè)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工廠的可視化實(shí)現(xiàn)比ERP更多的KPI實(shí)時(shí)跟蹤以此達(dá)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(dòng)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(diǎn)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(yīng)用本身并不會產(chǎn)生效益，推動(dòng)MES應(yīng)用需求的根本原因還是企業(yè)在推進(jìn)改善企業(yè)管理一些需運(yùn)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(jì)，基于ERP/MES/PCS三層結(jié)構(gòu)的MES應(yīng)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(shè)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(jì)30多家，其中大部分分公司建廠時(shí)間較早，設(shè)備和儀表比較落后，企業(yè)管理呈金字塔結(jié)構(gòu)。近兩年來新建在海南和青島的兩家新公司設(shè)備先進(jìn)，儀表完備向國際先進(jìn)石化廠看齊，實(shí)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(shè)已經(jīng)非常成熟因此中石化的規(guī)劃發(fā)展計(jì)劃提出在建設(shè)ERP的同時(shí)要加大MES系統(tǒng)的建設(shè)。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(yīng)用建設(shè)的力度，由此中石化整合國內(nèi)技術(shù)力量優(yōu)勢，與浙江中控、中科院一起承擔(dān)國家流程工業(yè)MES建設(shè)的863課題，研發(fā)并應(yīng)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(diǎn)，于2005年驗(yàn)收。2006年起SMES2.0在6家分公司進(jìn)行推廣，2007年初已全部單軌運(yùn)行。

對于近年新建成的海南煉化公司，其建設(shè)目標(biāo)就是達(dá)到國際一流，以國際石化企業(yè)現(xiàn)行的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，通過制度創(chuàng)新和管理創(chuàng)新建立起“層次少、職責(zé)清、效率高”的管理體制和運(yùn)行機(jī)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(jì)的各地方分公司雖然自動(dòng)化水平略有不同，但普遍存在設(shè)備陳舊，計(jì)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(gòu)，由總經(jīng)理負(fù)責(zé)全廠工作，副總經(jīng)理主管生產(chǎn)，下設(shè)計(jì)劃處和調(diào)度處等管理部門指導(dǎo)生產(chǎn)，由生產(chǎn)車間組織生產(chǎn)班組進(jìn)行生產(chǎn)。

在實(shí)施SMES之前，企業(yè)已經(jīng)建成erp系統(tǒng)，并已實(shí)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(jì)劃調(diào)度（MIMI）等。

面對上述現(xiàn)狀，建設(shè)SMES的主要目的就是成為溝通控制層PCS與計(jì)劃層ERP的橋梁，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)層面信息的集成與共享，實(shí)現(xiàn)物流、資金流和信息流的三流合一。在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)整個(gè)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(xì)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(wù)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(jìn)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(gè)工廠物流可視化。統(tǒng)計(jì)平衡模塊基于生產(chǎn)物流信息進(jìn)行綜合分析，對生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行評估，同時(shí)支撐ERP。調(diào)度平衡模塊和統(tǒng)計(jì)平衡模塊同時(shí)還與生產(chǎn)排產(chǎn)計(jì)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