1 引言
炼油生产运行指标主要从调度层面体现炼油企业生产经营结果，反映企业运作水平与状态，同时也是进行专业评价的主要依据。近年来，随着各企业精细化管理要求不断提高，管理层对生产运行指标越来越关注，此外，在炼油行业大力发展信息化的今天，生产执行系统(MES)正被越来越多的企业所重视。作为企业生产执行层面的信息系统，MES集成了过程控制层面的实时数据，以及生产层面的物耗和能耗数据。如今，借助／VIES系统的实施与应用，通过建立基于MES的炼油生产运行指标评价方法，使管理层及时获取生产运行指标并进行对比分析提供了可能。
2 原有炼油生产绩效指标评价方法及其不足
从企业整体层面看，原有的炼油生产绩效指标主要基于企业月统计数据，为了满足财务核算而进行物耗和能耗的关键指标计算。例如，在炼油专业的评价考核中，有4项较具代表性的绩效指标：(1)轻质油收率(％)=(石油产品轻质油产量／原料油加工量)X 100；(2)综合商品率(％)=(石油产品商品量／原料油加工量)×100；(3)加工损失率(％)=(原油加工损失总量／原料油加工量)×100；(4)炼油综合能耗(kg／t)=(原油加工综合能源消耗量／原料油加工量)X 1000。
从装置层面看。主要关注装置的物耗、能耗数据以及装置运行平稳情况，这些都基于月统计数据计算得到。装置的物耗指标主要指装置的产品收率，装置的能耗指标主要指装置的公用工程实物量消耗和单耗。装置平稳率考核则是每月月底前由车间工艺员根据装置操作台帐记录，按照每天每班的数据颗粒度摘录装置主要工艺参数值。并根据工艺卡片判断各指标的偏差情况，计算出每个指标的月平稳率，通过算术平均得出该装置的月平稳率。
原有的炼油生产绩效指标评价主要基于月统计数据，它虽然满足了财务核算的需要，但在实际应用过程中仍存在以下几方面的不足：
(1)原有的绩效评价主要针对统计层面，每月核算一次，实效性较差，不能满足炼化企业生产调度层进行生产实时监控和计划跟踪对比分析的需要。调度生产一方面要保证生产平稳安全运行，另一方面要能够按月度计划制定每日的生产方案并跟踪计划完成情况。
(2)原有的大多数企业进行月绩效指例--讲亥算时，通常还是采用月末手工平衡的做法，部分企业也在尝试开发应用数据校正软件，但手工调整的过程仍然不能完全避免，这样难以保证数据有较高的真实性和准确性。同时各个炼厂并无一套统一的数据整合系统及核算标准，由此产生的绩效指标缺乏横向对比的可靠性，不能及时地发现集团内部各炼油企业间的绩效差距，企业自身的增效潜力没有被深入地挖掘。
(3)原有的装置平稳率考核由于依靠人工记录工艺参数，尽管记录频率达到小时级，但记录结果是不连续的，装置平稳率考核无法体现偏差的持续时间，导致偏差一个小时的指标和偏差十分钟的指标其考核结果是相同的，这样的结果缺乏合理性。
3 基于MEs的炼油生产运行指标评价方法
MES在炼油企业的普遍应用为建立实时、高效、统一的炼油生产运行指标评价体系提供了基础，使调度管理层能够每日对生产情况进行指标评价提供了可能。
炼油生产运行指标评价方法内部应当是一系列有一定的联系，能够提供定量化的信息，并为管理者决策提供帮助的指标体系的组合，因此，指标的选取应当符合一定的规则。
(1)科学性原则。指标体系必须建立在科学的基础之上，在理论上有科学根据，在实践上切实可行，以保证评价结果的真实可靠性。
(2)实用性原则。指标体系的设计必须考虑到目前的科技水平和人员素质，应该具备可查性，易操作。评价指标应该继承原有的统计指标，方便计量和考评。另外，指标应该尽可能的简单清晰、便于理解。
(3)统一性与灵活性相结合原则。指同一指标的涵义计算口径和方法，计算时间和空间范围都应该是统一的，便于进行企业间的比较；但是也要考虑到不同个体活动的特殊性，指标体系应当尽量适用于炼油行业，但也应当根据各企业的特殊性设置辅助指标。
(4)完整性原则。指标必须能完整地反映实际情况。
3.1 评价方法的建立
3.1.1 企业级评估模型
企业级评估模型力求将原有的炼油绩效指标进行整合，通过统一运算规则得到一个综合分值来评价企业生产情况，并对企业生产运行情况的好坏进行排序。
假设企业有i个评价单元j个评价指标进行综合评价。要通过一个综合数值体现各企业生产情况的优劣，但由于以往各指标的量纲不同，需要进行相应的数值变换，使之成为可以统一运算的无量纲指标值。根据统一的算法规则，将指标量相对于目标量的实现程度转化成得分的形式，同时根据需要设置两级指标及其权重，如表1所示，使不同企业间能够进行相同指标的比较。
表1 企业级评估模型指标体系及指标权重设计
变换方法是运用公式对每个二级指标进行量化，量化的结果使每个指标可以用得分值表示，称其为该项指标的指标值。相应地，称每个指标的实际值为指标量。指标值的大小是用来反映该项指标的水平高低，是指标量的转换结果。则计算准则及表达式如下：
(1)如图1所示，当实际指标量Iij等于目标指标量Tij时得分最高，此时表达式为：
图1 企业级评估模型计算准则示意图一
(2)如图2所示，当实际指标量只有下限和目标指标量，且实际指标量越大其得分值越高时，其表达式：
图2 企业级评估模型计算准则示意图二
(3)如图3所示，当实际指标量只有上限和目标指标量，且实际指标量越小其分值越高时，其表达式：
图3 企业级评估模型计算准则示意图三
通常指标的量化采用分段函数的形式，可以是上述三种情况的组合，根据企业的具体情况进行细化制定。各级各项指标在评价中的作用是不同的，可以通过对各指标的权重分配来表示。权重设计可以应用AHP法具体确定权重值。
对一、二级指标按顺序确定各级指标的初级权重wi、wij，且满足Σwi=1，Σwj=1。由于权重计算受主观因素的影响，而权重对最终计算结果有直接影响，不同企业在确定生产运行评价指标权重时，应组织相关专家进行多次修订和评价，力求权重设计客观、准确。
3.1.2 装置级描述模型
装置级描述模型力求基于MES的实时数据库和关系数据库，以实时的方式评价装置的操作水平(—般关注到日或班数据)，为装置的优化操作提供指导。装置级描述模型基于装置工艺流程开发，以web形式在网页上发布，主要体现以下几方面内容：(1)原料与公用工程的当日实际消耗量、月累计消耗量、比进度超欠量(指到该日的累计量比计划进度消耗量超欠的数量)；(2)产品与副产品的日产量、日收率、月累计产量、比进度超欠量；(3)装置当日负荷、当日平稳率、月初到该日的平稳率。如图4所示。
在装置描述模型中，原料加工和产品生产数据取自物料平衡数据，公用工程消耗数据取自公用工程计量统计数据。对装置平稳率的计算进行了改进，主要基于MES的实时数据和关系数据，通过统计指标偏差持续时间来计算装置平稳，使偏差时间长短不同的工艺指标通过考核系统得出的平稳率结果也不同，从而保证了平稳率计算结果的合理性。统计时间的单位可根据企业具体考核的需要。定义为按小时统计或按分钟统计。
图4 装置级描述模型示例
3.2 炼油生产运行评价系统功能设计
企业级评估模型和装置级描述模型都力求以较细的时间粒度对炼油生产进行评价，以期及时地发现生产上的问题或瓶颈，合理地进行生产调整和指挥。根据上面的原理和方法，设计了基于MES的炼油生产运行评价系统，其具体功能架构如图5所示。
(1)参数配置。对于企业级评估模型，需要配置各级指标的上下限、指标量的计算公式、指标得分的计算公式、指标权重等静态信息。对于装置级描述模型，需要配置装置的物料和能源侧线信息、平稳率考核的位号静态信息等。
(2)逻辑计算。根据参数配置信息，进行逻辑计算，得到各指标数值或得分。
(3)权限管理。为不同的用户角色分配相应的权限，满足其配置或查询的不同需求。
(4)综合查询。系统默认查看当日的企业级评估指标和装置级描述指标。用户根据需求可以查询计算任意时间段内的企业级生产运行指标的数值，并根据指标得分对不同企业进行比较和排名，分析企业生产运行情况的优劣。用户也可以根据需求查询计算任意时间段内的装置生产指标，及其与计划进度的对比情况。
(5)统计报表。根据用户需求生成运行指标评价报表，包括企业整体生产运行指标的完成情况及其比较、装置物料和能耗的投入产出、装置负荷及其平稳率等。
4 结论
通过建立基于MES的炼油生产运行指标评价方法，能够有效地利用MES中的实时数据和关系数据，将炼油生产运行情况及时准确地以分值的形式进行展现，便于进行本企业的同期纵向比较或各企业间的横向比较。管理人员既可以通过企业级模型对整体情况进行评估，又可以通过装置级模型对生产细节有所掌握，尤其是调度人员能够直观地及时地判断生产运行情况的好坏，并依此制订更加合理优化的生产方案。
图5 炼油生产运行评价系统功能架构图
符号说明
Fe——指标Iij等于目标指标量时的目标得分，在此设为100。
Fp——指标Iij等于指标量的上限或下限的合格得分，在此设为60。
Iij——第i类第j项指标的实际指标量。
Iijmax-一指标Iij的指标量的上限。
Iijmin——指标Iij的指标量的下限。
SR——装置平稳率。
Sij——根据指标Iij计算得到的指标得分。
Tij——指标Iij的目标指标量。
t0——总的工艺指标参与考核时间累计，指所有参与考核的工艺指标的考核时间累计。
t1——工艺指标偏差时间累计，指在考核时间范围内超出工艺约束条件的工艺指标偏差时间累计。
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本文标题：基于MES信息系统的炼油生产运行指标评价方法的建立
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