石油化工行业制造执行系统发展趋势浅析

徐博文

(中国昆仑工程有限公司，北京 100037)

制造执行系统MES(manufacturing execution systems)概念最早由美国先进制造研究中心(Advanced Manufacturing Research，Inc．)提出。制造执行系统协会(MESA)于1997年提出了MES功能组件和集成模型[1]。MES用于链接企业资源计划系统层(ERP)和过程控制操作系统层(PCS)，解决了企业管理与车间生产中间的生产管理、数据监测、决策实施等问题，在企业信息化建设中起到承上启下的作用[2]。

石油化工属于典型的流程工业体系，由于行业生产特性，在20世纪就采用了分散控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)等控制系统用于装置生产，拥有较好的数据基础。经过多年的发展，行业主要企业(如BP，埃克森美孚，壳牌)已经在实际生产中实现了大部分的MES功能。中国石化也在国家“863”计划的支持下于2003年研发推出了国内首款MES： SMES[3]，部分解决了企业管理与车间生产间的信息孤岛和环链缺失问题。

近年来，随着工业4.0、中国制造“2025”等第四代工业技术战略的兴起[4]，人工智能AI(artificial intelligence)、智慧化工厂(smart factories)[5]、工业物联网IIOT(industry internet of things)、信息物理系统CPS(cyber-physical systems)[6]等新兴技术与概念已经逐渐由概念变为现实。石油化工等流程工业企业在变革的背景下也面临着日益激烈的商业竞争、社会以及环境的挑战，传统的生产执行层MES已经不能够满足企业的需求，必须在概念和技术层面上进行升级、补充或者重构。

本文将重点关注国内外MES或生产执行层相关概念和技术的最新的发展趋势，重点研究石油化工这个特定流程行业。将在第一章对当前石油化工行业生产执行层面的需求和挑战进行分析，梳理出主要的功能需求；……