MES系统在企业能源计量管理中的应用

宋茜茜（中国石化上海石油化工股份有限公司，上海200000）

0 引言

上海石化现行生产执行系统（MES）中已包含能源管理模块，但由于在建设初期各类条件的限制，该模块基本上没有发挥应有的作用。为满足企业不断提升的能源精细化管理要求，提高信息化应用水平，上海石化于2018 年6 月开始建设新的MES能源管理系统，目前已进入运行阶段。

1 MES能源管理系统建设特色

该系统以“能效最大化，能流可视化，在线可优化”为目标，贯穿能源管理的全流程，为公司能源产耗提供数据支持，基本实现了能耗管理“说得清”“管得住”“省得下”。

1.1 明确目标，确立适合的建设方案

MES能源管理系统通过能源计划、能源计量、能源统计、能源消耗分析、重点能耗单元管理等多种手段助力企业能源管理。通过能耗模型计算能源消耗的分布，分析节能潜力，合理控制能源供应和能源消耗，及时发现能源消耗中的异常问题，并采取措施进行改进调整，同时降低能源管理成本，对企业的能源成本比重和发展趋势准确的掌握及预测，并将企业的能源消耗计划任务分解到各个单位，使节能工作责任明确，促进企业健康稳定发展。

为实现上述目标，我们通过深入公司各管理部门、装置进行现状排摸，在充分剖析上海石化自身能源管理的全过程、各环节的状况、目前存在的短板和瓶颈后，确定了适合上海石化特色的MES 能源管理系统的方案，即以中央实时数据库为基础，配合合理的计算规则，建设以区域、介质、时间为层次的能源管理系统。旨在通过系统的投入使用有效降低能源的耗损量、提升能源的生产量、同时提升企业的整体管理水平,有效实现企业节能减排的目的。

1.2 对标先进，创新MES开发思路

上海石化由生产处（能源办公室）牵头，通过会议宣贯、系统培训等，将能源管理系统的理念、建设目标、系统应用等各个知识点传递给上海石化的各级关键用户,形成统一的开发思路及目标。能源管理需要统筹安排，科学管理。以水务集中管理业务整合为例，集中管理改变了原先分散的管理模式，使上海石化可以统一管理循环水场的运行情况，对相关设施进行集中巡检，通过数据的汇总及时的发现问题，迅速排除故障。水务集中管理仅是能源管理的一个方面，仅基础管理方式的转变，就让上海石化看到了转型带来的利好。未来通过智能化MES能源管理系统的上线运用，将会极大的提高能源管理的效率，适时转变能源供给模型，提高能源输送的利用率。

1.3 激发潜力，锤炼高素质应用人才

一个系统的利用程度与开发人员及关键用户对业务流程的熟悉程度有非常大的关系。尤其项目关键用户要通过对业务流程的深度了解和梳理，详细与开发人员进行方案与流程的对接，才能确保搭建的模型与现场实际情况相一致。上海石化在项目建设整个过程中，立足挖掘内部潜力，激发人才的工作内力与发展动力，通过项目进程的不断推进，使员工在参与项目的同时建立系统性思维的能力，为项目后期有效利用打下良好的基础。

1.4 分层管理，提高精细化管理水平

MES能源管理信息系统建立了两大运行模块，分别是能源运行和能源统计。其中能源运行管理是能源管理系统的最基础应用，用户可以通过能源运行模块对各基础装置的仪表数据分时间粒度进行查询，同时可以查看能源生产消耗的变化情况。能源统计功能是能源运行管理水平的直接体现，通过一定的平衡规则，对能源运行数据进行科学的统计核算，形成的各类能耗指标为节能降耗提供数据支撑。

1.5 清晰界面，统一配置管理模型

为保证MES能源管理信息系统数据流程的畅通，除了基础资料的完整性，模型搭建的准确性，计算原则的合理性以外，更重要的是建立中央大调度。其中的运维人员负责通过权限的配置保证每个人的管理界面清晰；指导各环节的操作人员明确自身的工作内容；积极参与生产运行的变化，根据生产运行、项目的新增完善及时矫正算法模型，使能源管理从基础设施、计量数据、统计核算、能源平衡、报表出具全过程受控。

2 系统对于能源计量管理的作用

2.1 依托项目，改善能源计量器具配置情况

借助本次MES能源管理系统的建立契机，我们对上海石化能源网络（水、电、气、风）进行了系统梳理，对于在能耗核算中采用估值推算、人工抄录结算、流程不规范的情况，由计量人员、工艺人员、统计人员、仪表人员一同参与，结合计量工作的基本要求、统计核算原则、装置运行情况，依据GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》列出计量器具完善计划，旨在填补能源计量的空缺。将已配置到位并经过认可的计量器具出具的数据，作为唯一的结算数据上传至MES能源管理信息系统，以此提升上海石化能源计量管理硬件基础和信息化应用水平。

2.2 夯实基础，确保多渠道数据来源质量

针对目前已经实现数据自动采集功能的仪表，由对应装置班组人员通过实时数据库获取能源产耗的数据，没有数采的仪表通过人工录入、预计值等方式获取数据，然后根据配置的工厂模型（产能装置模型、用能装置模型、能源互供模型、能源进出厂模型）计算各个节点量，这些数据经过上海石化统计中心（计量职能部门）计量人员的确认，最终反映能源产耗的实际情况。此外通过模型运算结果，对当期的能源运行情况进行分析跟踪，有效发现异常情况，便于及时整改完善。

2.3 多维展示，实现能源计量在线实时监控

以“公司—工厂—装置”层级为空间视角，以日、月为时间粒度分析视角，对建立的能源工厂及下属装置的计量仪表的数采、预计值、人工录入三种情况，虚表的人工录入、预计值的两种情况以及仪表的完善更新情况进行分类展示，为用户提供及时全面的能源仪表计量信息，为仪表改造工作提供数据支持。

2.4 分析比对，计量统计数据处理一条龙实现

通过MES 平台-统计平衡每月数据比对分析，发现数据异常，第一时间联系管理部对生产状况、表计运行情况进行确认并对数据进行修正，保证数据的有效性。系统设置的报警模型，对异常数据可进行颜色识别，进行可视化提醒，在人员日益减少的情况下既减轻了工作量，又提高了分析精度。

3 系统实施的初步成效

3.1 精准统计，高效实现各类能源指标的核算

在一定的结算周期内，经过计量基础数据的核准，由统计人员对所属能源装置、区域、管网分能源介质种类，对照系数、权重等平衡规则，对管网的外购、外售、供入、供出、区域收、区域付、自产、消耗、自用、损失、不平衡量的数据进行平衡操作，并完成对管网平衡的模型验证。主要验证各平衡项下节点完整性，以及按权重或系数分摊的准确性。当固有的平衡被打破时，统计人员也可以及时的发现工艺流程的变化，变信息收集的被动状态为主动解决问题。MES 能源管理信息系统改变了原有计量、统计人员依据单一excel 进行结算分摊的方式，使能源数据能够统一调整，减少了上下游某一个环节错误导致的数据不准，及耗时费力检查的陋习。同时也将原有的计量信息系统、综合统计系统、线下报表进行多元化的整合，规避了人工干预的风险，提高了工作效率。

3.2 数据共享，打造能源管理大数据中心

通过MES能源管理信息系统的管理模式优化，降低了人员劳动强度，提高了工作效率。全流程的统一管理，不仅集合了多系统的内容，有效减少了工作人员多系统操作的压力，保证数据的一致准确，同时还能使数据互通有无，高效共享。此外，通过数据报表的自定义功能，还可以对能源管理进行个性化分析。能源管理系统中配置指标核算及报表展示环节，包括装置综合能耗、能源核算报表等，能源数据均在线上操作，开放权限，不仅能为领导决策提供第一手基础资料，还可为能源管理人员提供方便精准的海量数据。

4 结语

MES 能源管理系统能够满足不同层级用户对于能耗数据的管理需求，能够及时地发现企业用能问题，有效地提高能耗管理的精准度。作为该系统的基础支撑，计量器具配置和能源计量数据管理可依托该系统实现之前没有机会实现的一些管理需求，使MES为提升能源计量管理水平做出贡献。