隨著現代石油工業的發展，越來越多的國家和領導人對世界石油的加工清潔化、智能化、高附加值的問題提到很高的高度，從2000年的世界石油大會上就提出來怎么樣來保護我們的環境，保護我們的地球，需要清潔。另外從我們節能的角度來說，也要使得我們能夠滿足節能的要求。

所以信息技術的發展，也使得我們有條件來對我們的石化企業煉廠出現管控的一體化，提高我們的生產管理和控制水平，所以現在石油石化突出的表現，從國外大公司來說就是講究環保、講究低能耗、講究智能化的控制和管理。

國外的煉廠圍繞著低能耗、清潔化、智能化的目標，越來越多的煉廠在實施DCS、APC智能化的基礎上大規模實施MES系統，來降低能耗、優化產品結構、提高產品的附加值。像國外大公司如ExxonMobil BP、CITCO、Shell等等，并且他們對MES系統每年的效益都有個統計，降低裝置能耗1％，提高產品收益率0.5％，減少產品缺陷18％，這是一個很好的效果。

對于我國的石化企業來說，其核心業務流程復雜，是典型的流程型企業，要實現生產過程優化、節能降耗等目標，MES必不可少。并且在整個企業信息整體構架中處于承上啟下的作用，如下圖所示：

石化行業是一個典型的流程型行業，其核心業務流程涉及原油儲運、油品加工和產品發運三個主要業務，其中油品加工涵蓋將原油加工成產品的整個過程，也是石化企業生產管理業務的重點。整個過程涉及油品的多次流轉及物性的改變，從原油運輸進廠，到輸入一次加工裝置（以物理反應過程為主）、二次加工裝置（以化學反應過程為主）、精制裝置等進行油品加工，然后輸出到罐區進行油品調和，直至產品合格。在這一系列油品加工移動過程中，涉及大量過程數據的實時采集與分析、生產現場設備與物料的監控、生產調度優化以及能源合理供應等問題，迫切需要利用信息技術，實現石化企業生產管理的優化，其核心需求如下圖所示：

MES在石化行業的應用概況

由于石化企業核心業務流程的復雜性，信息系統的建設面臨如下挑戰。

1.過程優化困難

石化企業MES的決策具有混雜性，不僅包括連續過程變量，而且包含離散過程變量。為了對生產過程及產品質量進行控制，必須建立反映連續過程主要物理、化學變化過程的過程模擬模型，并將過程模型與優化模型結合起來。

2.生產操作復雜

石化企業生產環境苛刻，生產過程包含復雜的物理、化學過程及各種突變和不確定性因素。特別是裝置啟動、停機和應急處理等暫態過程的各項操作，不僅影響生產效率，而且存在著安全隱患。因此，操作管理是石化企業MES的一項重要任務，它負責監督在所執行的每一項操作中遵守操作步驟和規范，在連續、混合及間歇生產環境下為操作員提供流程啟動、平穩運行及停機等過程的標準操作指令。

3.能耗高、污染重

能耗成本占原油加工成本的70%以上，因此石化企業信息化不僅要集成信息流和物料流，還要考慮能量流的集成，使調度決策功能能夠對物料和能量提供最佳控制策略，不僅達到提高生產效率和降低生產成本的目標，而且實現節省能源、減少污染等目標。

從20世紀90年代末開始至今，MES產品已由單一的MES功能模塊發展到整體解決方案，國內外很多著名的公司都推出了面向石化行業的MES，如美國Honeywell公司的MES方案、美國Aspen Tech公司的MES方案和德國西門子公司的MES方案，以及中國石化牽頭，由石化盈科、浙江中控、中科院軟件所和北京時林公司共同開發的石化企業MES解決方案。

石化行業作為典型的流程行業，由于信息化與自動化基礎較好，其對MES的需求迫切，國內外石化行業都非常關注MES的建設，通過MES將生產經營管理和生產操作集成起來，用來支持整個企業的供應鏈優化，并從中受益。如BP、ExxonMobile、ChevronTexaco、Shell等國際知名公司都已在美國和歐洲的企業實施了MES系統的大部分功能。

作為我國石油化工行業的兩個主要企業，中國石化和中國石油在MES的實施策略上有所不同: 中國石化在國家863計劃的支持下，以自主知識產權的MES產品SMES研發與實施為主；而中國石油則以美國Honeywell公司的MES產品為主。

石化行業MES的發展趨勢

隨著信息技術和企業管理思想的進一步發展，MES 技術也將會得到不斷提升。從目前的發展現狀來看，生產過程優化問題是我國MES研究中的弱項之一。另外，目前的MES在生產過程管理方面僅僅為生產管理人員提供了一個操作平臺，生產操作決策人員仍然要憑借個人經驗進行操作決策，如何將優秀生產管理者的經驗固化在MES系統中，目前還沒有涉及。面向未來，今后石化行業MES的發展將主要體現在以下幾方面。

1．功能完善的可視化建模。MES是以生產過程模型為核心的。在每個企業實施 MES 時都需要對其生產過程進行建模。直觀而豐富的建模手段能夠有效的簡化建模過程，縮短MES實施周期，降低 MES實施風險，提高MES實施的成功率。

2．實時操作智能與可視化。實時數據庫系統的應用使得MES實現了從生產現場直接采集數據，進而提高了數據采集的質量和效率；此外，通過將各類生產運行數據進行實時集成和整合，形成面向生產管理的企業生產運行數據庫，為企業生產經營管理優化提高了數據基礎。另一方面，隨著數據的逐年積累，大量的生產現場數據為我們尋找產品生產過程的內在規律提供了可能。人們將能夠對大量歷史數據進行挖掘，發現生產過程內在規律或知識，并以直觀的形式展現給決策者，進而制定科學正確的決策方案，實現生產管理及操作的在線優化。

3．MES集成與信息展示平臺。MES的核心是生產過程集成優化與可視化。實時數據庫系統技術的應用實現了企業范圍內各種不同廠家、各種不同設備的控制系統數據的實時集成，提供了企業范圍生產過程現狀的快照，為生產過程的實時集成提供了數據與事件管理基礎。基于實時數據庫與關系數據庫的MES集成平臺將實現生產現場過程數據與管理信息的有機整合，為生產過程的集成優化提供有效的工作平臺。另一方面，由于石化企業生產過程復雜，完全自動化不可能，需要專業人員的操控。然而，生產現場過程數據量大，如何將這些數據中隱含的有用信息提取出來，并以有效的方式展現給專業人員也是我們需要考慮問題。隨著認知科學理論與人機交互技術的發展，在不久的未來將會出現高效實用的信息展示平臺。

4．不斷擴展的應用深度和廣度。一方面，多數已實施MES系統的企業只實施了MES的主要模塊，如罐區管理、裝置生產管理、進出廠管理、油品移動管理和物料平衡應用較多，計劃優化、調度優化及裝置成本管理應用較少，石化MES還有較大的應用深度；另一方面，認識到MES重要性的企業越來越多，需要實施MES系統的石化企業將逐年增加，MES應用的廣度也將不斷擴展。

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