大庆石化MES的实施阶段与过程
发布于:2009-4-11 已被阅读: 次 
本文通过回顾大庆石化MES实施过程中各阶段的工作内容和工作成果,旨在通过对MES实施过程的总结,形成规范的MES实施方法,从而规避MES实施风险,提高实施效率。

1. 引言

    大庆石化公司是中国石油天然气股份有限公司下属的地区公司,是以大庆油田原油、轻烃和油田气为主要原料,从事炼油、化工、化肥、化纤生产的特大型石油化工联合企业。公司按分布式三级管理模式组织生产、经营活动。

    大庆石化分公司MES项目于2006年1月25日正式启动,在中国石油信息管理部的统一领导下,组建了由大庆石化公司、毕博管理咨询公司、霍尼韦尔公司和中国石油内部实施单位等多方人员共同组成的实施团队。在MES实施过程中,严格遵循大型信息集成系统的项目阶段及过程管理,经历了如项目启动、现状及需求分析、详细设计、系统配置及客户化、系统测试及用户培训、系统上线及上线后支持等几大实施阶段与过程(见图1)。

 
图1    大庆石化MES实施阶段与过程

2. 启动阶段

    MES启动阶段的工作关系到项目能否取得预期效益,如果处理不当,会导致在项目实施过程中无法满足企业管理的需求,最终使得实施效益出现严重偏差,并导致企业领导、各层管理人员及业务人员对MES系统失去信心,甚至出现排斥心理。在这个阶段,需要进行的工作如下:

    2.1. 确定实施组织

    根据中国石油信息管理部的统一安排,以毕博管理咨询公司专业人员为主的实施顾问到达企业后,马上就和企业一起建立了MES实施的组织机构,确定了项目指导委员会、项目经理部、项目实施组领导名单,确定了以生产调度的业务模式来带动MES实施的项目管理策略,形成了生产运行处主导项目、科技信息处和其他部门配合的管理模式,并且根据项目计划,陆续抽调8名企业人员全职参加项目实施团队的工作。

    2.2. 安排集中办公室

    为了便于管理、方便工作开展,专门安排一处可容纳30-40人的办公场所供实施团队使用,不仅保证每个人都有工作卡位,而且还提供交流和会议区间,同时还搭建了局域网络,配备了打印机、复印机、文档服务器等必要的办公设备。

    2.3. 制定制度

    实施团队是在项目实施周期内由多方单位组成的一个临时性的队伍,为了形成统一的规范和纪律,项目组制定了统一的实施团队管理制度,包括与企业同步的作息时间、项目成员请假制度、安全条例、工作职责等规定。另外还制定了统一的文档管理制度,下发统一的文档模版和文件命名规范,并建立文档服务器的规范存储目录和相应的版本控制机制。

    2.4. 编制实施计划

    根据中国石油信息管理部对实施进度和里程碑时间的统一要求,考虑规避风险以及项目沟通和质量审核的时间约束,项目组对每一个实施阶段的任务进行工作内容分解,并进行相应的人员和时间分配。

    细化的实施计划经过充分的沟通和确认后,编制成《MES实施计划说明书》,同时将实施进度计划公布给每个项目成员,并刊登在项目办公室的墙报上。

    为了保证实施计划能够切实可行,在编制之前,首先进行了以下的工作:
    1) 建立沟通机制:确定项目组的汇报机制与例会制度,项目任务下达方式和反馈方式,项目组成员之间以及与企业相关部门和关键用户的联系方式等。
    2) 分析和识别项目风险:了解企业的概况后,组织召开项目风险分析会,充分论述已识别出的项目风险,并划分风险等级,探讨这些风险的规避和应对方法。
    3) 质量审核机制:确定每个实施阶段审核内容、审核方式、审核人员以及结果确认方式。

    2.5. 召开启动大会

    作为MES实施里程碑的启动大会,每一个环节都必须认真对待。要使这次会议能够达到事半功倍的效果,应该提前:

    1) 确定参加启动会人员、确定会议地点、时间;

    2) 确定启动会议程;

    3) 准备启动会资料。

3. 现状调研及需求分析阶段

    在进行信息化项目建设中,必须首先要搞清楚“必须做什么、应该做什么和可以做什么”的需求问题。虽然中国石油MES在总部层面对这些问题有所规定,但在具体实施过程中,这些问题仍然存在,因此必须高质量的完成现状及需求分析阶段的工作。

    现状调研及需求分析可以分成四个步骤:
    1). 企业现状调研:这部分的工作包括:
    a. 根据企业基本情况编制访谈计划和访谈问卷;
    b. 对生产相关部门和主要生产车间进行访谈;
    c. 访谈完成后编制访谈纪要和主要业务流程;
    d. 与有关部门进行流程确认。

    2). 开展业务分析、数据源分析和现有系统分析等评估性工作。

    3). 根据企业现状和业务需求,结合软件系统功能,确定出MES的功能需求。

    4). 对照中国石油MES大连试点的情况,结合自身的功能需求,找出存在的差异。

    在这个阶段,收集了“企业组织机构及层级关系”和“装置生产情况”信息、收集并评估了“企业现有信息系统状况”、掌握了“企业网络状况”和“企业DCS接口现状”。为了做好需求分析和初步数据收集工作,实施顾问除了对企业实施人员和关键用户进行MES概念、实施方法、功能架构和应用效果的培训外,还在实施团队内部开展了项目管理、流程图绘制和文档编制模版的培训工作。

4. 系统设计阶段

    针对大庆石化管理模式、组织结构、业务流程和生产装置的具体情况,在总结大连石化MES试点实施经验和借鉴国际上先进石油化工企业MES实施经验的基础上,遵循国际先进的炼油与化工运行系统标准ISA-95,对大庆石化MES进行概要设计,并在概要设计确认后进行各子系统的详细设计工作。

    4.1. 系统概要设计

    为支持系统概要设计报告的编制,该阶段主要开展了以下的实施工作:
    1). 确定MES的总体实施范围为大庆石化公司级生产相关部门,以及炼油厂、化肥厂、化工一厂、化工二厂、塑料厂、腈纶厂等六个生产分厂;

    2). 通过前一阶段对业务用户的需求调研,根据试点项目的子系统功能,重新整理MES各子系统的功能,列出大庆石化的MES实施的功能清单;

    3). 根据试点项目的服务器架构方案,结合大庆石化的实施范围和业务特点,对大庆石化的服务器架构进行了集中式、分布式、混合式的方案设计和比选,最终选定了混合式的服务器架构方案;

    4). 根据现状分析阶段对企业现有信息系统评估结果,召集有关人员进行企业现有系统的集成替代方案比选,最终确定MES将替代生产工艺技术平台系统,集成炼油厂油品调度系统、集成公司生产成本核算系统;

    5). 根据前一段收集的企业基础信息,按照总体项目组的统一编码规则,进行MES信息编码设计;

    6). 按总体项目的规范格式及内容要求编写《MES系统概要设计报告》。

    4.2. 各子系统详细设计

    相对系统概要设计,各子系统的详细设计报告则要明确界定各子系统的实施范围和实施策略,以及子系统功能的处理方式、系统接口方案、模型的建模策略等内容。为支持各子系统详细设计报告的编制,需要开展以下工作:

    1). 各子系统数据收集:对企业关键用户进行数据收集培训,讲解各子系统数据收集模版的填写方式,制定数据收集工作计划,并对数据收集工作遇到的问题进行支持,确保在系统设计阶段完成各子系统的数据收集工作。

    2). 生产数据流转模式确认:以企业的生产统计、生产调度、生产计量的生产报表为主线,了解和确认企业各生产报表项目的数据来源和去向、生产报表的生成方式及用途等内容。

    3). 各子系统实施范围确定:在各子系统数据收集同时确定MES各子系统的实施范围。实时数据库、实时数据库应用、运行管理等基础模块的实施范围为已经具备OPC接口和即将进行DCS改造后具备OPC接口的生产装置,总共为38套生产装置。LIMS的实施范围包括6个生产分厂所属的化验车间,以及炼油厂的水质车间、公司的原材料监测中心,共8个化验车间。物料移动及物料平衡的实施范围为六个生产分厂的54套生产装置和24个罐区。炼油生产调度主要在炼油厂排产岗位实施,化工生产调度主要在塑料厂调度室实施。生产报表主要实现六个生产分厂的调度日报功能和公司生产运行处的调度日报功能。

    4). 系统接口方案设计:对企业现有系统和MES的集成方案进行设计,最终进行了炼油厂油品调度系统将通过中间表的接口形式为MES提供罐存数据的接口方案设计,确定了MES通过PHD的OPC接口为公司生产成本核算系统提供实时数据的接口方式和工作步骤。

    5). 实施策略讨论与决策:为支持各子系统的详细设计,实施成员还对各子系统功能进行了有针对性的实施策略讨论,针对大庆石化各分厂生产班组轮班形式不同,运行管理子系统实施组进行了班组转换方案的讨论和确认。物料移动及物料平衡子系统实施组确定了在各分厂调度室分别建立分厂物料平衡模型,统一物料平衡时间截止点为凌晨6点的实施策略。在确定各种实施策略时,项目组实施顾问和各级生产业务部门进行充分讨论,共同决策,树立了务实的工作作风。

    在各种方案确认后,通过对实施策略和子系统功能实现方式的研究和探索,实施人员编制了各子系统的《详细设计报告》,并召开了由分厂MES实施负责人参加的详细设计评审会。根据会议的评审意见,实施人员对详细设计报告进行了修改完善,在计划时间内交付审核。

    4.3. 系统设计阶段其它工作

    由于大庆石化现有的信息基础与MES实施所要求的信息基础条件存在着一定的差距,因此为保障MES在后续的实施阶段顺利开展工作,在系统设计阶段的早期就进行了以下了信息基础方案的设计工作。

    1). 在对企业生产控制系统调研基础上,编制了DCS改造方案,在生产运行处的主导下和科技信息处、机动设备处及各生产分厂进行了方案确认,方案得到了中国石油信息管理部的批复;

    2). 与中国石油广域网项目组一起编制了大庆石化网络改造方案,该方案也得到了中国石油信息管理部的批复;

    3). 在确定各子系统实施范围后,编制了《MES工作站和交换机需求方案》,该方案向公司主管领导进行了汇报,得到了资金批复;

    4). 为了贯彻公司领导在项目初期对建立新服务器机房的批复,确保MES的服务器能够稳定安置和安全运行,在系统设计阶段,公司机房的装修及改建工程也紧锣密鼓地进行着;

    5). 在MES系统设计的同时,在中国石油信息管理部的统一部署下,大庆石化MES项目组人员赴锦州、北京、兰州等地参加了由软件商统一提供的实的各子系统软件配置集中培训,其间大庆石化还承办了第一期物料平衡PB软件的培训班,培训人员返回后积极承担起对其他项目组成员培训的任务,起到了良好的效果。

5. 系统配置及客户化阶段

    这个阶段进行的工作包括硬件环境的搭建、软件安装和配置以及系统数据配置,同期还开展了客户化开发工作。这些活动有的要分先后进行,也有的可以并行,主要开展的工作内容如下:

    1). 各子系统配置数据整理:配置阶段数据整理工作是将前一阶段收集的数据按照系统数据配置模版进行归并和梳理、并在配置数据的形成过程中和各子系统关键用户,以及各生产车间的技术负责人对每一项数据进行仔细的清理和核对,通过人工方式检查数据的一致性,确保配置到系统中的数据具有较高的准确性。某些子系统需要到生产车间逐个核对数据,还有一些子系统需要将各车间工艺员召集在某一办公室集中核对数据,工作量非常巨大,该项工作是和服务器安装调试以及软件安装并行开展的工作。

    2). 服务器的安装和调试:在本阶段之前应该预先检查空调、电源及承重等机房条件是否符合MES服务器安装的条件,并在服务器到货前做好相应的准备,服务器到货后需在机柜上安置相应的服务器,并检验服务器是否正常,然后安装相应的操作系统及防病毒软件。

    3). MES软件安装与配置:在服务器操作系统安装完成之后的软件安装步骤是Oracle Server、 PHD Server、WEB服务器、OM服务器、PB服务器和PS服务器安装,并在安装过程进行相应的系统参数配置。LIMS的数据库和自动调度应用也在不同的服务器上进行了单独安装。

    4). 各子系统数据配置:在软件安装完成,系统配置数据整理工作也完成后,可以开始MES的系统数据配置。从项目整体考虑,配置的顺序为:实时数据库位号、设备及设备层级关系(包括组织机构)、OM数据配置、PB数据配置、客户化程序的数据配置。同期还应进行LIMS数据配置、PS数据配置等工作。

    5). 客户化程序开发:该项工作是在系统配置和客户化配置阶段持续进行的工作,并和以上四项工作并行开展。是在系统详细设计阶段完成了客户化程序的设计基础上进行的程序改进和开发工作。在试点项目基础上改进了装置质量计算、罐量计算、物料路由开关、电子操作记录等程序,使其满足分布式管理和大庆石化特定的业务需求。并新开发了手动位号录入、油品调度系统接口、调度交接班日志等客户化程序。在同期项目组还共同确定了生产报表开发的技术路线为VBA +.NET。

    在服务器操作系统安装完成,以及相应的MES软件系统安装完成、以及每个子系统配置工作结束后都需要对每台服务器的操作系统和软件系统进行镜像备份,以便在任何配置阶段出现问题都可回退到前一阶段,确保配置成果、及时查找问题原因。

6. 系统测试及用户培训阶段

    6.1. 系统测试

    大庆石化MES项目经过现状调研、需求分析、概要设计、详细设计、数据配置及组态和客户化开发等实施阶段以后,就可以对配置完成的系统进行测试工作。MES的系统测试主要包括:
    1). 通过演示和操作系统功能,确保系统达到设计功能的要求,可以正常进行相关的业务处理;
    2). 通过一定的数据集成和数据输入,验证系统不存在配置错误,并且能够通过可视化的方式向用户和其他系统传递正确的结果;
    3). 通过所设计的有可能操作错误的模拟手段,可以来验证系统操作在一些特殊情况下的正确性,确保系统在要求的硬件和软件平台上工作正常。
    只有通过了这些测试,系统才可以向生产环境中移植,开始其后的系统试运行、交接和实际应用,因此,系统测试在MES实施过程中是一个必不可少的环节,是需要花大力气认真对待的。

    6.2. 最终用户培训

    和系统测试齐头并进的工作是最终用户的培训,这是MES项目实施以来规模最大、范围最广、持续时间最长的一次项目培训,培训方式包括课堂讲解、上机练习以及问题解答等。集中分批次的培训内容主要涉及实时数据库及运行管理系统、实验室信息管理系统、物料移动及物料平衡系统培训,详细内容如下:
    1). 实时数据库及运行管理系统的培训内容包括操作监视、操作指令、操作日志的应用,以及工艺流程图、生产过程控制、客户化开发应用程序等实时数据库应用;
    2). 实验室管理系统的培训内容包括LIMS 基本概念及特点,化验室操作流程和三级管理流程的应用,报表的生成和格式转换;
    3). 物料移动及物料平衡系统的培训内容包括PB应用框架介绍,装置质量计算应用,罐量录入、开关管理、PB WEB移动录入模块应用。

    由于大庆石化应该参加用户培训的多达5000余人,单纯依赖实施团队是无法达到培训目标的,因此培训的组织工作由企业生产运行处和科技信息处负责,这样以来,各个生产车间的主任都选派了车间人员参加,并安排各车间技术员负责所管理的生产操作班组的培训质量。

    这项培训工作采用的是将采取集中并分批次培训的方式,每批可用机器数为15-20台。分子系统分别进行培训,每次培训时每个操作班组使用一台机器。由于主要用户在车间操作班组,让所有人员脱岗参加培训是不可能的,因此参加培训的绝大多数都是生产操作班班长(或班长指定一名专门人员),他们在培训结束后负责指导本班其他人员应用相关功能。由于用户角色层次的不同,培训过程中有针对性的安排了不同的培训课程。

    对于单岗位使用的应用子系统如工厂基础信息管理、物料平衡、生产计划与排产、生产报表等子系统则采取了一对一的培训方式,即项目组实施顾问对一个或几个最终用户手把手的教授系统的使用方法,有些系统如物料平衡以及生产计划与排产子系统则需要从项目一开始就由用户搭建自己分厂的模型,确保以后这些用户能够自己完善和改进自己使用的模型配置。

    为了保证培训效果,对所有参加培训人员进行考核(笔试及上机操作),并将考核结果提交给大庆石化人事管理部门。培训结束后,以操作班组为单位进行小组考核评比,以车间为单位进行各车间的考核评比。

7. 系统上线及上线后支持

    7.1. 系统迁移

    前阶段的工作完成后,大庆石化MES实施的“集结号”就吹响了。首先要把这个系统从开发测试环境中迁移到生产环境中,这项工作包括:
    1). 检查生产环境中操作系统和软件系统运行的正确性;
    2). 按照数据配置步骤在生产环境服务器中进行各子系统配置,并在配置阶段之间进行系统镜像备份;
    3). 按照系统测试步骤和方法,开展生产环境中的系统测试;
    4). 确认生产环境下系统稳定运行后,通知最终用户改变登录地址。

    7.2. 系统试运行

    为了保证上线成功,大庆石化提前一个多月进行了试运行。根据项目组制定的试运行方案,公司专门召开了试运行大会,实施人员分别下到生产车间保障系统运行,同时建立了热线支持电话,针对试运行中出现的问题给予及时解答。

    系统的试运行起到了以下的作用:
    1). 用户在日常的工作中利用培训得来的初步技能不断运用系统,提高了熟练掌握系统的能力;
    2). 系统的日常应用暴露了存在的问题,实施人员可以及时修正,实现对系统应用的不断完善;
    3). 对于MES物料平衡、生产报表、生产调度等高级应用子系统,因为提供了真实的生产基础数据源,所以通过调整可以保证系统的配置和开发更符合企业生产实际。

     7.3. 召开上线会

    “上线会”是大庆石化MES从实施到应用的一个里程碑。为了开好这次会议,相关人员进行了积极的筹备工作,主要内容包括:
    1). 确定上线日期和议程,通知相关领导;
    2). 准备上线会领导讲话稿和系统演示;
    3). 培训企业关键用户演示系统;
    4). 进行上线会的彩排。

    由于准备充分,大庆石化MES上线会取得圆满成功。

    7.4. 系统移交

    随着MES的投入使用,大庆石化实施团队即将解散,除了企业内部人员转变为MES运维人员外,实施顾问就要离开企业了。为了保证项目的连续性,外部的实施顾问和企业的运维人员进行了认真的工作交接,内容涉及:

    1). 确认运维人员已经掌握了各子系统实施方法,能进行系统的配置和扩展应用。]

    2). 确认运维人员已经能够处理常见的系统运行问题。

    3). 整理项目实施过程中的文档和交付品,并刻成光盘交给企业管理部门和运维负责人。这些文档主要包括:
    a. 项目管理和项目过程文档:方案研讨资料、培训资料、进度会汇报材料、会议纪要、周报;
    b. 各阶段文档交付品:《系统概要设计报告》、《各子系统详细设计报告》、《各子系统配置报告》、《项目总结报告》等文档资料;
    c. 各子系统数据配置模版表:最近的完整的子系统数据配置清单;
    d. 各子系统运行维护手册:包括系统巡检内容、主要配置工具安装方法、数据配置模版更新方法、常见问题处理方法等内容。

    4). 形成并提交《MES项目交接单》:记录各子系统安装、配置、开发方法和相关文档等的移交情况。

8. 结束语

    经过实施团队十五个月的共同努力,在充分研究大庆石化现状和需求的基础下,经过了一系列的实施过程,顺利完成了预定的项目实施目标。

    大庆石化MES的实施,不仅提高了大庆石化基础生产过程数据和质检数据的质量和集成度,加强了整个生产执行过程的监督和控制,而且还为企业培养了管理和技术人才,提升了企业信息化管理水平,促进了大庆石化生产精细化管理迈上新的台阶。


参考文献

[1]. 宗义山等. 炼化一体化企业MES实施的项目管理[J]. 项目管理技术, 2007, 1

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