ПРЕСС-ЦЕНТР

Эффективная MES-система в структуре управления Киришского НПЗ

Автоматизация и IT в нефтегазовом комплексе, 1/2010

Олег Анатольевич Безручко, начальник сектора ИТ, отдел АСУТП ООО «КИНЕФ», Надежда Александровна Куцевич, Технический директор АИУС, ЗАО «РТСофт»

Международная ассоциация MESA дает следующее определение MES-системы: это система, состоящая из набора программных и аппаратных средств, обеспечивающих функции управления производственной деятельностью, от заказа на изготовление партии продукции и до завершения производства. Учитывая непрерывность процесса нефтепереработки и современные российские экономические условия, это определение можно конкретизировать: MES-система состоит из набора программных и аппаратных средств, обеспечивающих функции управления производственной деятельностью, от получения задания на выработку партии продукции и до отгрузки партии потребителю.

Для создания эффективной MES-системы необходимы наличие большой исторической базы данных и возможность наблюдения за процессом в реальном времени. Другими словами, важна прозрачность производства, ведь контроль над производством продукции должен осуществляться постоянно и на всех стадиях. При этом его глубина должна быть исчерпывающей и позволять не только выявлять отклонения, но и вести архив технологических параметров для последующего анализа и «работы над ошибками». Кроме того, должны быть и рычаги для своевременного корректирующего воздействия на производственный процесс. И, пожалуй, самое главное, без чего невозможно внедрение MES-системы на любом предприятии, – это политическая воля руководителей производства.

Аналитическая поддержка принятия решений

 

avitng-2010-1-1.jpg

Рис. 1. Уровни информационной пирамиды управления

Аналитическая поддержка принятия решений выглядит по-разному для разных уровней управления. Для оператора – это прогноз качества и его текущее состояние, для диспетчера и производственного отдела – это матбаланс и выполнение плана. Поддержка принятия решений на операторском уровне осуществляется, как правило, системами усовершенствованного управления. На уровне управления производством этим занимается MES-система. Под поддержкой принятия решения в этом случае понимают набор приложений, который обеспечивает быстрый доступ к информации. При этом данные предоставляются в удобном для восприятия и анализа виде (тренды, гистограммы, сводные таблицы).

Достоверность и непротиворечивость предоставляемых сведений на разных уровнях управления – залог принятия правильных решений. При этом важно, чтобы источники информации об одних и тех же измерениях не дублировались. Например, если существует автоматический сбор данных по какому-либо параметру, то следует избегать внесения этих же сведений вручную.

Для принятия управленческих решений пользователям нужна информация из разных источников. Это и информация от датчиков, и лабораторные анализы, и информация ручного ввода. При этом желательно получить ее с помощью одного интерфейса, а не запускать отдельное приложение для каждого источника данных. Комбинирование в этом интерфейсе функций создания стандартных отчетов с гибкими аналитическими возможностями и возможностями импорта/экспорта данных позволяет удовлетворить требованиям самых разных групп пользователей.

Преобразование технологических данных в бизнес-информацию и бизнес-целей в оперативные команды

Диспетчерская занимает ответственное место в структуре системы управления производством. Здесь плановые задания преобразуются в конкретные команды и передаются на технологические объекты. Чтобы эти команды были актуальными и обоснованными, диспетчер должен обладать максимально полной информацией о любом отрезке технологической цепочки.

Контроль выполнения плановых заданий также возложен на диспетчера. И его осуществление будет невозможно без использования как агрегированной, так и текущей информации.

Этапы создания систем управления производством на Киришском НПЗ

Выбор пути: «сверху вниз» или «снизу вверх»? 

avitng-2010-1-2.jpg

Рис. 2. Первая схема сбора данных

В начале 90-х годов развитие систем АСУП-АСУТП на Киришском нефтеперерабатывающем заводе получило новый импульс. Несмотря на сложную экономическую ситуацию, руководство ООО «КИНЕФ» всерьез занялось переоснащением производства. На многих установках были внедрены информационные и распределенные системы управления. Параллельно развивалась сетевая инфраструктура предприятия и автоматизация бизнес-процессов. В частности, упор был сделан на автоматизацию учета отгрузки товара и расчетов с контрагентами.

Уровень MES-АСОДУ долгое время оставался практически не модернизированным. Толчком к его развитию послужило создание системы сбора и хранения технологической информации (АСУТП верхнего уровня). Потребность в ней возникла в связи с попытками автоматизации сведения материального баланса.

«Лоскутная» автоматизация, характерная для начала 90-х годов для многих предприятий, стала большой проблемой при создании общезаводской системы сбора и хранения технологических данных и для КИНЕФ. Проанализировав предложения нескольких системных интеграторов, руководство завода приняло решение реализовать этот проект в сотрудничестве с ЗАО «РТСофт».

Создание информационной платформы для MES

Изначально задача ставилась более узко, а именно: создать базу данных реального времени, доступную для большого числа пользователей, как в плане исторических, так и в плане текущих данных. В качестве ее основы были выбраны программные продукты компании Wonderware. Их гибкость и простота позволили большую часть работ выполнить собственными силами. Для ответственных комплексных работ, таких как внедрение Industrial SQL-сервера на кластерной платформе, привлекались специалисты «РТСофт».

С момента внедрения система претерпела довольно сильные изменения, направленные на повышение общей надежности функционирования, удобства обслуживания и расширения спектра сервисов, предоставляемых пользователям.

avitng-2010-1-3.jpg

Рис. 3. Текущая схема сбора данных

В настоящее время система сбора и хранения технологических данных, представляющая собой основу для построения MES-системы и функционирования аналитических приложений, работает на базе Industrial Application server 2.1. Сервер Industrial SQL реализован на отказоустойчивой аппаратной платформе Stratus.

Единая тематическая витрина данных

Для эффективного использования большого объема технологической информации потребовался гибкий инструмент, который бы обеспечивал доступ к информации из различных источников, помогал анализировать ее и предоставлять результаты в любом удобном для пользователя виде. Таким инструментом стала ЕТВД – единая тематическая витрина данных. Она ориентирована на широкий круг специалистов КИНЕФ – от начальников установок и цехов до инженеров техотдела и главного технолога. Также ею активно пользуются инженеры КИП и А, метрологи, механики, группа учета и другие подразделения НПЗ.

avitng-2010-1-4-1.jpg avitng-2010-1-4-2.jpg 

Рис. 4. Некоторые виды предоставления информации в ЕТВД

Основная задача данного приложения – интеграция информации и ее анализ во временном контексте. Среди других функций, реализуемых с помощью ЕТВД:
- сравнение различных периодов с помощью временных фильтров;
- построение математических моделей и ретроспективный анализ их работы;
- составление отчетов о работе технологических объектов, контроль соблюдения норм технологического регламента;
- построение кубов OLAP с возможностью представления всевозможных срезов данных различными типами и интервалами агрегации;
- учет и контроль состояния блокировок.

Система «Производственный учет»

В настоящее время с помощью системы «Производственный учет» ведется расчет двух видов баланса: оперативного и согласованного, основанных на данных, собираемых на Industrial SQL-сервере.

Оперативный материальный баланс предназначен для службы главного технолога и управления по производству продукции.

Согласованный материальный баланс формируется на основании оперативного баланса с учетом ограничений, связанных с наличием документов о поступлении сырья на завод и отгрузки продукции. Для сведения используется метод наименьших квадратов и данные о классах точности средств измерения.

Система производственного учета введена в опытно-промышленную эксплуатацию.

avitng-2010-1-5.jpg

Рис. 5. Система производственного учета