MES系統(tǒng)在企業(yè)能源計(jì)量管理中的應(yīng)用

宋茜茜（中國石化上海石油化工股份有限公司，上海200000）

0 引言

上海石化現(xiàn)行生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）中已包含能源管理模塊，但由于在建設(shè)初期各類條件的限制，該模塊基本上沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用。為滿足企業(yè)不斷提升的能源精細(xì)化管理要求，提高信息化應(yīng)用水平，上海石化于2018 年6 月開始建設(shè)新的MES能源管理系統(tǒng)，目前已進(jìn)入運(yùn)行階段。

1 MES能源管理系統(tǒng)建設(shè)特色

該系統(tǒng)以“能效最大化，能流可視化，在線可優(yōu)化”為目標(biāo)，貫穿能源管理的全流程，為公司能源產(chǎn)耗提供數(shù)據(jù)支持，基本實(shí)現(xiàn)了能耗管理“說得清”“管得住”“省得下”。

1.1 明確目標(biāo)，確立適合的建設(shè)方案

MES能源管理系統(tǒng)通過能源計(jì)劃、能源計(jì)量、能源統(tǒng)計(jì)、能源消耗分析、重點(diǎn)能耗單元管理等多種手段助力企業(yè)能源管理。通過能耗模型計(jì)算能源消耗的分布，分析節(jié)能潛力，合理控制能源供應(yīng)和能源消耗，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能源消耗中的異常問題，并采取措施進(jìn)行改進(jìn)調(diào)整，同時(shí)降低能源管理成本，對(duì)企業(yè)的能源成本比重和發(fā)展趨勢(shì)準(zhǔn)確的掌握及預(yù)測(cè)，并將企業(yè)的能源消耗計(jì)劃任務(wù)分解到各個(gè)單位，使節(jié)能工作責(zé)任明確，促進(jìn)企業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。

為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，我們通過深入公司各管理部門、裝置進(jìn)行現(xiàn)狀排摸，在充分剖析上海石化自身能源管理的全過程、各環(huán)節(jié)的狀況、目前存在的短板和瓶頸后，確定了適合上海石化特色的MES 能源管理系統(tǒng)的方案，即以中央實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，配合合理的計(jì)算規(guī)則，建設(shè)以區(qū)域、介質(zhì)、時(shí)間為層次的能源管理系統(tǒng)。旨在通過系統(tǒng)的投入使用有效降低能源的耗損量、提升能源的生產(chǎn)量、同時(shí)提升企業(yè)的整體管理水平,有效實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排的目的。

1.2 對(duì)標(biāo)先進(jìn)，創(chuàng)新MES開發(fā)思路

上海石化由生產(chǎn)處（能源辦公室）牽頭，通過會(huì)議宣貫、系統(tǒng)培訓(xùn)等，將能源管理系統(tǒng)的理念、建設(shè)目標(biāo)、系統(tǒng)應(yīng)用等各個(gè)知識(shí)點(diǎn)傳遞給上海石化的各級(jí)關(guān)鍵用戶,形成統(tǒng)一的開發(fā)思路及目標(biāo)。能源管理需要統(tǒng)籌安排，科學(xué)管理。以水務(wù)集中管理業(yè)務(wù)整合為例，集中管理改變了原先分散的管理模式，使上海石化可以統(tǒng)一管理循環(huán)水場(chǎng)的運(yùn)行情況，對(duì)相關(guān)設(shè)施進(jìn)行集中巡檢，通過數(shù)據(jù)的匯總及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，迅速排除故障。水務(wù)集中管理僅是能源管理的一個(gè)方面，僅基礎(chǔ)管理方式的轉(zhuǎn)變，就讓上海石化看到了轉(zhuǎn)型帶來的利好。未來通過智能化MES能源管理系統(tǒng)的上線運(yùn)用，將會(huì)極大的提高能源管理的效率，適時(shí)轉(zhuǎn)變能源供給模型，提高能源輸送的利用率。

1.3 激發(fā)潛力，錘煉高素質(zhì)應(yīng)用人才

一個(gè)系統(tǒng)的利用程度與開發(fā)人員及關(guān)鍵用戶對(duì)業(yè)務(wù)流程的熟悉程度有非常大的關(guān)系。尤其項(xiàng)目關(guān)鍵用戶要通過對(duì)業(yè)務(wù)流程的深度了解和梳理，詳細(xì)與開發(fā)人員進(jìn)行方案與流程的對(duì)接，才能確保搭建的模型與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況相一致。上海石化在項(xiàng)目建設(shè)整個(gè)過程中，立足挖掘內(nèi)部潛力，激發(fā)人才的工作內(nèi)力與發(fā)展動(dòng)力，通過項(xiàng)目進(jìn)程的不斷推進(jìn)，使員工在參與項(xiàng)目的同時(shí)建立系統(tǒng)性思維的能力，為項(xiàng)目后期有效利用打下良好的基礎(chǔ)。

1.4 分層管理，提高精細(xì)化管理水平

MES能源管理信息系統(tǒng)建立了兩大運(yùn)行模塊，分別是能源運(yùn)行和能源統(tǒng)計(jì)。其中能源運(yùn)行管理是能源管理系統(tǒng)的最基礎(chǔ)應(yīng)用，用戶可以通過能源運(yùn)行模塊對(duì)各基礎(chǔ)裝置的儀表數(shù)據(jù)分時(shí)間粒度進(jìn)行查詢，同時(shí)可以查看能源生產(chǎn)消耗的變化情況。能源統(tǒng)計(jì)功能是能源運(yùn)行管理水平的直接體現(xiàn)，通過一定的平衡規(guī)則，對(duì)能源運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計(jì)核算，形成的各類能耗指標(biāo)為節(jié)能降耗提供數(shù)據(jù)支撐。

1.5 清晰界面，統(tǒng)一配置管理模型

為保證MES能源管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程的暢通，除了基礎(chǔ)資料的完整性，模型搭建的準(zhǔn)確性，計(jì)算原則的合理性以外，更重要的是建立中央大調(diào)度。其中的運(yùn)維人員負(fù)責(zé)通過權(quán)限的配置保證每個(gè)人的管理界面清晰；指導(dǎo)各環(huán)節(jié)的操作人員明確自身的工作內(nèi)容；積極參與生產(chǎn)運(yùn)行的變化，根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行、項(xiàng)目的新增完善及時(shí)矯正算法模型，使能源管理從基礎(chǔ)設(shè)施、計(jì)量數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)核算、能源平衡、報(bào)表出具全過程受控。

2 系統(tǒng)對(duì)于能源計(jì)量管理的作用

2.1 依托項(xiàng)目，改善能源計(jì)量器具配置情況

借助本次MES能源管理系統(tǒng)的建立契機(jī)，我們對(duì)上海石化能源網(wǎng)絡(luò)（水、電、氣、風(fēng)）進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，對(duì)于在能耗核算中采用估值推算、人工抄錄結(jié)算、流程不規(guī)范的情況，由計(jì)量人員、工藝人員、統(tǒng)計(jì)人員、儀表人員一同參與，結(jié)合計(jì)量工作的基本要求、統(tǒng)計(jì)核算原則、裝置運(yùn)行情況，依據(jù)GB17167-2006《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》列出計(jì)量器具完善計(jì)劃，旨在填補(bǔ)能源計(jì)量的空缺。將已配置到位并經(jīng)過認(rèn)可的計(jì)量器具出具的數(shù)據(jù)，作為唯一的結(jié)算數(shù)據(jù)上傳至MES能源管理信息系統(tǒng)，以此提升上海石化能源計(jì)量管理硬件基礎(chǔ)和信息化應(yīng)用水平。

2.2 夯實(shí)基礎(chǔ)，確保多渠道數(shù)據(jù)來源質(zhì)量

針對(duì)目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集功能的儀表，由對(duì)應(yīng)裝置班組人員通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫獲取能源產(chǎn)耗的數(shù)據(jù)，沒有數(shù)采的儀表通過人工錄入、預(yù)計(jì)值等方式獲取數(shù)據(jù)，然后根據(jù)配置的工廠模型（產(chǎn)能裝置模型、用能裝置模型、能源互供模型、能源進(jìn)出廠模型）計(jì)算各個(gè)節(jié)點(diǎn)量，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過上海石化統(tǒng)計(jì)中心（計(jì)量職能部門）計(jì)量人員的確認(rèn)，最終反映能源產(chǎn)耗的實(shí)際情況。此外通過模型運(yùn)算結(jié)果，對(duì)當(dāng)期的能源運(yùn)行情況進(jìn)行分析跟蹤，有效發(fā)現(xiàn)異常情況，便于及時(shí)整改完善。

2.3 多維展示，實(shí)現(xiàn)能源計(jì)量在線實(shí)時(shí)監(jiān)控

以“公司—工廠—裝置”層級(jí)為空間視角，以日、月為時(shí)間粒度分析視角，對(duì)建立的能源工廠及下屬裝置的計(jì)量儀表的數(shù)采、預(yù)計(jì)值、人工錄入三種情況，虛表的人工錄入、預(yù)計(jì)值的兩種情況以及儀表的完善更新情況進(jìn)行分類展示，為用戶提供及時(shí)全面的能源儀表計(jì)量信息，為儀表改造工作提供數(shù)據(jù)支持。

2.4 分析比對(duì)，計(jì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理一條龍實(shí)現(xiàn)

通過MES 平臺(tái)-統(tǒng)計(jì)平衡每月數(shù)據(jù)比對(duì)分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，第一時(shí)間聯(lián)系管理部對(duì)生產(chǎn)狀況、表計(jì)運(yùn)行情況進(jìn)行確認(rèn)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，保證數(shù)據(jù)的有效性。系統(tǒng)設(shè)置的報(bào)警模型，對(duì)異常數(shù)據(jù)可進(jìn)行顏色識(shí)別，進(jìn)行可視化提醒，在人員日益減少的情況下既減輕了工作量，又提高了分析精度。

3 系統(tǒng)實(shí)施的初步成效

3.1 精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)，高效實(shí)現(xiàn)各類能源指標(biāo)的核算

在一定的結(jié)算周期內(nèi)，經(jīng)過計(jì)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的核準(zhǔn)，由統(tǒng)計(jì)人員對(duì)所屬能源裝置、區(qū)域、管網(wǎng)分能源介質(zhì)種類，對(duì)照系數(shù)、權(quán)重等平衡規(guī)則，對(duì)管網(wǎng)的外購、外售、供入、供出、區(qū)域收、區(qū)域付、自產(chǎn)、消耗、自用、損失、不平衡量的數(shù)據(jù)進(jìn)行平衡操作，并完成對(duì)管網(wǎng)平衡的模型驗(yàn)證。主要驗(yàn)證各平衡項(xiàng)下節(jié)點(diǎn)完整性，以及按權(quán)重或系數(shù)分?jǐn)偟臏?zhǔn)確性。當(dāng)固有的平衡被打破時(shí)，統(tǒng)計(jì)人員也可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)工藝流程的變化，變信息收集的被動(dòng)狀態(tài)為主動(dòng)解決問題。MES 能源管理信息系統(tǒng)改變了原有計(jì)量、統(tǒng)計(jì)人員依據(jù)單一excel 進(jìn)行結(jié)算分?jǐn)偟姆绞剑鼓茉磾?shù)據(jù)能夠統(tǒng)一調(diào)整，減少了上下游某一個(gè)環(huán)節(jié)錯(cuò)誤導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，及耗時(shí)費(fèi)力檢查的陋習(xí)。同時(shí)也將原有的計(jì)量信息系統(tǒng)、綜合統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)、線下報(bào)表進(jìn)行多元化的整合，規(guī)避了人工干預(yù)的風(fēng)險(xiǎn)，提高了工作效率。

3.2 數(shù)據(jù)共享，打造能源管理大數(shù)據(jù)中心

通過MES能源管理信息系統(tǒng)的管理模式優(yōu)化，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。全流程的統(tǒng)一管理，不僅集合了多系統(tǒng)的內(nèi)容，有效減少了工作人員多系統(tǒng)操作的壓力，保證數(shù)據(jù)的一致準(zhǔn)確，同時(shí)還能使數(shù)據(jù)互通有無，高效共享。此外，通過數(shù)據(jù)報(bào)表的自定義功能，還可以對(duì)能源管理進(jìn)行個(gè)性化分析。能源管理系統(tǒng)中配置指標(biāo)核算及報(bào)表展示環(huán)節(jié)，包括裝置綜合能耗、能源核算報(bào)表等，能源數(shù)據(jù)均在線上操作，開放權(quán)限，不僅能為領(lǐng)導(dǎo)決策提供第一手基礎(chǔ)資料，還可為能源管理人員提供方便精準(zhǔn)的海量數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語

MES 能源管理系統(tǒng)能夠滿足不同層級(jí)用戶對(duì)于能耗數(shù)據(jù)的管理需求，能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)企業(yè)用能問題，有效地提高能耗管理的精準(zhǔn)度。作為該系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐，計(jì)量器具配置和能源計(jì)量數(shù)據(jù)管理可依托該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)之前沒有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)的一些管理需求，使MES為提升能源計(jì)量管理水平做出貢獻(xiàn)。