1、煉化行業裝置平穩率計算與應用煉化企業生產裝置長期平穩運行將為企業帶來巨大經濟效益，是企業生產追求的目標。裝置平穩率是評估裝置運行狀況的量化指標，是企業工藝管理的重要內容。本文針對煉化企業裝置平穩率考核的業務，綜合考慮裝置、人員和管理制度等因素，設計了基于MES的平穩率考核系統改進了傳統平穩率計算方法，將工藝指標的偏差時間作為平穩率計算公式因子，通過實際應用案例，分析優缺點。最終得出結論，通過應用基于MES的平穩率考核系統，使工藝技術與信息技術有機結合，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運行，降低1 引 言    裝置平穩率考核是

2、煉化企業工藝管理業務中的重要內容之一。現代煉化企業的生產工藝管理主要包括裝置工藝卡片執行情況，裝置操作規程、開停工程序、工藝方案切換的執行情況，工藝指標記錄、保存情況以及裝置交接班、巡檢情況等內容。    而工藝卡片作為裝置生產的技術標準，其執行情況正是由裝置平穩率考核來衡量，其考核方法就是用裝置運行過程中各種指標數據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，從而對生產運行、產品質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、穩定、長周期、滿負荷、優質”運轉的保證，因此企業從技術、制度、管理方面采取了大量的措施來保證裝置的平穩運行，

3、裝置平穩率考核正是企業所采取的重點關注的技術手段。目前，大多數企業均將裝置平穩率的標準定為95以上。    在煉化行業大力發展信息化的今天，MES系統（生產執行系統）正被越來越多的企業所重視。作為企業生產執行層面的信息系統，MES集成了過程控制層面DCS、PLC系統的實時數據，側重于對企業生產過程的實時監控和管理，對各項生產管理業務的優化。如今，借助MES系統的實施應用，裝置平穩率考核業務得到了進一步的提升。2 裝置平穩率通用計算原理和考核方法    2.1 通用計算方法    工藝卡片是指導工人操作裝置

4、運行，判斷裝置運行狀態的技術標準。工藝卡片上的工藝指標表示裝置在不同情況下能夠平穩運行的工藝條件范圍，因此判斷一段時問內裝置是否平穩運行的方法就是統計出該時間段內裝置運行超出工藝約束條件的指標數量。由此得出裝置平穩率的基本計算公式如下：    裝置平穩率（1工藝指標超標次數累計和總的工藝指標參與考核次數累計和）×100    目前在企業工藝管理的實際應用中，裝置平穩率考核主要分為以裝置為單位計算月、季、年的裝置平穩率和以班組為單位計算月、季、年的裝置平穩率兩大類。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（月、季、年）的平穩率，再進行算術平均得出的結果。    以裝置為單位，計算裝置月平穩率，其計算原理為該裝置所有工藝指標月平穩率的算術平均值，其公式如下：    裝置月平穩率該裝置所有工藝指標月平穩率之和所有工藝指標數量之和    其中，工藝指標月平穩率（1該工藝指標當月超標次數累計和該工藝指標參與考核次數累計和）×100；    以班組為

6、單位，計算裝置月平穩率，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平穩率的算術平均值，公式如下：    班組月平穩率裝置所有工藝指標在本月該班組值班周期內平穩率之和所有工藝指標數量之和    其中，工藝指標在本月該班組值班周期內平穩率（1該工藝指標在本月該班組值班周期內超標次數累計和該工藝指標參與考核次數累計和）×100；    以此類推，計算裝置季度平穩率和年平穩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; 早期的煉化企業自動化程度不高，對裝置進行平穩率考核時，主要是通過人工記錄、統計和分析各類工藝指標得出裝置平穩率。工作效率低下并且計算結果與裝置實際運行情況存在較大偏差。隨著國內煉化企業對生產過程自動化的日益重視。DCS、PLC等一系列自動化控制系統得到了廣泛的應用，目前國內所有大中型煉化企業基本實現了生產裝置和主要輔助生產裝置的自動化控制。在這樣的技術背景條件下，裝置平穩率考核的手段得到了加強，以DCS、PLC等自動控制系統為數據基礎，解決了實時采集裝置運行數據的難題。    目前煉化企業進行裝置平穩率考核主要是每日由裝置主操通過DCS監控畫面記錄指標實時值

8、，頻率一般為2小時一次，以此數據為基礎形成裝置操作臺帳。每月月底前由車間工藝員根據裝置操作臺帳記錄，按照每天每班的數據顆粒度摘錄裝置主要工藝參數值，并根據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率，通過算術平均得出該裝置的月平穩率，形成裝置月平穩率考核臺帳，供車間和分廠管理層進行查詢。    2.3 存在不足    盡管應用DCS、PLC等自動化控制系統進行裝置平穩率考核，解決了裝置運行數據采集難的問題，擴大了參與考核的指標范圍，提高了采集頻率，但在實際應用中仍存在以下不足：    由于依靠人

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

10、業MES系統通過對生產過程數據的采集、整合和充分利用，來優化企業的生產過程和業務流程，使生產處于最優化運轉。其系統功能覆蓋了企業生產運行的各個環節，以此為基礎的裝置平穩率考核系統，在關系數據庫中存儲了工藝卡片中各種工藝指標范圍，通過實時數據庫從DCS采集指標實時值，并進行監控。對照指標的工藝范圍，自動判斷偏差情況，并可以采用統計偏差次數或者統計偏差時間兩種方法來計算平穩率，由此得出裝置平穩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系統的裝置平穩率考核，其計算方法有了較大改進。除了可以采用傳統計算方法，統計偏差次數計算平穩率之外，還可以在時間的緯度上計算平穩率，即通過統計超標工藝指標的偏差時間來計算平穩率。在裝置實際運行過程中，工藝指標產生偏差的時間長短不同，對裝置運行的影響也就不同。通過統計指標偏差持續時間來計算裝置平穩，使偏差時間長短不同的工藝指標通過考核系統得出的平穩率結果也不同，從而保證了平穩率計算結果的合理性。統計時間的單位可根據企業實際業務需要。定義為按小時統計或按分鐘統計。其基本計算公式如下：    裝置平穩率（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。    以此為基礎得出的裝置月平穩率計算公式如下：    裝置月平穩率該裝置所有工藝指標月平穩率之和所有工藝指標數量之和    其中，工藝指標月平穩率（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×24小時，因為可能由于某些原因，如裝置停工檢修、儀表位號發生故障等，導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的。    班組月平穩率計算公式如下：    班組月平穩率該裝置所有工藝指標在本月該班組值班周期內平穩率之和所有工藝指標數量之和    其中，工藝指標在本月該班組值班周期內平穩率（1該工藝指標在本月該班組值班周期內偏差時間累計該工藝指標參與考核時間累計）×100    3.2 平穩率考核系

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

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，根據記錄的偏差信息和平穩率計算公式，自動計算月、季、年的平穩率，并可以選擇裝置或班組為單位進行查詢；可以根據用戶需求查詢計算任意時剛段內的裝置平穩率并提供柱狀圖、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）統計報表，根據用戶需求自動生成各類裝置平穩率考核臺帳，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）權限管理，為不同的用戶角色分配相應的權限，滿足其配置或查詢的不同需求。    3.2.2 系統實現    系統的開發設計基于MES系統的主體功能框架。從訪問的遍歷性、快速開發和實施、高擴展性、高可維護性等幾個技術角度進行了充分考慮。    （1）軟件開發流程：采用軟件工程中的原型模型，進行了多次原型遞歸開發。采用國際先進的CMMI系列軟件開發標準來規范整個開發流程，確保系統開發的高效率、快節奏、有條不紊地進行；    （2）數據庫設計：在開發的過程中，同時使用了關系型

17、數據庫（R-DBMS）、實時數據庫（PHD），在2種不同類型數據庫高度協調的基礎上，將工藝指標相關的靜態配置數據存儲在關系數據庫中，利用實時數據庫讀取指標實時值，從而保證了適度的隔離管理功能；    （3）框架設計：基于NET Framework的模塊化多層結構設計保證系統高擴展性、高可維護性。采用三層架構模型（數據層、邏輯層、表示層），使用OLEDB技術連接整合數據源，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設計理念，提高系統界面的友好程度和人性化水平。3.3 應用舉例    下面以某煉廠催化重整裝

18、置為例，分析裝置平穩率考核系統的實際應用情況，其業務流程如圖2所示。圖2 平穩率考核系統應用流程圖    首先，車間工藝員根據調度指令切換裝置生產方案，在平穩率考核系統中設定工藝參數范圍；然后每日下班前，車間工藝員通過系統進行每日偏差分析，檢查裝置操作情況；每班結束前，裝置主操通過系統查看本班偏差情況，進行注釋說明，生成操作臺帳；月底前，車間工藝員通過系統進行本月生產偏差分析，生成裝置平穩率考核臺帳；最后，分廠管理層和車間管理層可以隨時通過系統查詢生產裝置運行情況，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、統計工作由信息系統來完成，保證了裝置運行過