MES公用工程系统的设计与应用

1 系统模块分析

    通过对以装置为单位的公用工程信息的集成、统计与分析，建立装置、分厂、区域及至分公司的能源信息流、能源平衡等子系统，为企业开展全局的节能降耗、优化用能流程，分析用能问题提供决策依据，从而全面提升中国石油各企业的能源管理水平。系统主要包括4个模块：

    1.1 信息集成

    主要以信息数据库为载体，构建企业公用工程物理模型，集成整个公司管网的能源信息(用能节点、能流路由、能源介质、采集方案以及购、产、耗等数据)。

    1.2 计量监控

    主要提供生产、计量、调度部门关键计量点的数据监控，并生成日常计量管理业务所需要的日计量报表。

    1.3 统计平衡

    主要构建平衡统计模型，提供系统能源的平衡、统计核算，可以实现不同系统如区域、分厂、装置的平衡，也可以实现不同时段如月、旬、日的平衡，以及不同能源之间的平衡。

    1.4 能源结算

    主要完成数据发布日常计量管理业务，例如日计量报表，计量月报等，并将平衡数据提供给ERP系统进行财务结算。

2 系统构架

    根据系统要求和系统模块分析，确定系统流程，见图1。

    在录入阶段对数据的合法性已进行了初步检查，但仅仅检查录入的是否为数字，而对具体的量未做相应确认，故还需要计量管理人员依据经验，判断装置录入量是否合适，进一步审核数据并对通过审核的数据进行勾选，以便利用数据做平衡；如果输入的量有出入，可做相应备注，并通知操作工去查看，然后计量管理人员和操作工都可以把正确的值录入进去。在系统设计的时候对有明显错误的数据，如日量为负数的数据，做醒目的标示，以引起计量管理人员的注意，从而提高计量工作的效率。数据审核保证了录入数据的正确性。只有经过审核的数据。才能用来做平衡。

    2.3 计量监控

    由于公用工程包括供电系统、蒸汽系统、化学水系统、空分系统、供水系统、燃料气系统和污水系统，可细分为十几个能源品种，要完成各个工作区域的数据采集操作与数据监控显示，需根据用户的习惯设计各种筛选功能。筛选设计将依照以下原则：按能源品种进行筛选，由于各自的管理职责不同需要对不同的能源品种进行管理；按接供单位进行筛选，对一个系统而言，供入该系统或接该系统转出各种能源的关联单位并非单一，而是存在几个或十多个，需要对不同关联分别管理，对系统的供人供出能源进行综合监控与操作。

    2.4 能源平衡

    根据用户已经建立好的平衡流程，基本按照加权平均的方法来分摊差量。但还有两类比较特殊的能流，不能直接按照公式计算，需要特别处理。一种是蒸汽，由于蒸汽经过管道传输的时候，损耗比较大，为此系统专门设计了一个损耗系数，用户可根据自身情况来确定。平衡时，录入数据乘以该系数后再按公式分摊；另一种情况是，两个分厂之间合同约定某个量不参与分摊，系统为此设计了一个单选按钮，由用户来决定是否分摊。

    2.5 能源统计

    通过统计组态配置，用户可以查看到本月各种介质的消耗情况，显示格式与分厂的计量月报格式基本一样。用户看到的是统计以后的量，还可查看显示各量的计算方法。

    2.6 能源核算

    能源核算模块可以对关键装置的能耗做测算。用户只要输入其装置的主要产品的产量，系统根据该装置在这段时间内消耗各种能源的量就会自动计算出这段时间该装置的能耗。

    2.7 统计报表及数据传输

    统计报表模块主要是生成各种计量报表。数据传输模块主要将最终数据导入到统计平台，并最终导入到ERP系统，为财务结算提供依据。导入的方式主要是以交换文本文件来实现。

    2.8 算法配置

    算法配置模块主要为系统计算的计量点提供依据。用户可根据自己的实际情况，配置相应的计量点算法。算法配置模块的流程为：首先选择计算点，然后为该计算点配置公式即可。虽然在流程上比较简单但是在程序处理上有一定的难度，主要难点是如何把用户配置好的公式转换成为计算机可以识别的公式。解决算法思路为：首先，公式用两个属性来表示，一是公式的描述，即用户能看到的公式；二是公式的编码，即真正的公式，这个公式用户无法看到，为方便将来解析，可在这个层面上约定一些符号。公式解析后，再用动态查询语句得到计算结果。

    在Oracle数据库开发PL／SQL块中使用的SQL分为静态SQL语句和动态SQL语句。所谓静态SQL是指在PL／SQL块中使用的SQL语句在编译时是明确的，执行的是确定对象。而动态SQL是指在PL／SQL块编译时SQL语句是不确定的，如根据用户输入的参数不同而执行不同的操作。编译程序对动态语句部分不进行处理，只是在程序运行时动态地创建语句、对语句进行语法分析并执行该语句。

    2.9 平衡流程配置

    平衡组态模块的数据流程并不是很复杂，主要要求用户对业务和管道的情况非常熟悉，如厂里的管道情况、接转供情况以及各个量如何与别人分摊，才能正确地做出平衡流程，得到正确的平衡数据。平衡组态模块的流程：首先，用户找到被分摊的能流，可能是一条或多条管道，然后，再找出要分摊的能流，也可能是一条或多条管道。这样将被分摊的能流和分摊的能流做对应，就建立起一个平衡组。其他介质的平衡流程建立方法基本相同。

    2.10 统计流程配置

    在能流组态时，可以表示一条能流的进或出的属性。但由于公用工程管道很复杂，不可能只根据组态信息来计算一些装置的自用量、外购量以及转供量。在统计流程配置模块中，用户按照计量月报来决定外购量、自产量、转供量或自用量，用户组态以后，就可生成计量月报。该模块同平衡组态模块一样，要求用户对业务非常熟悉，才能确保组态的正确性。

    2.1 1 结算日期配置

    每个月的结算日期一般约在26日，但有时还是有区别，为了满足用户这个需求，需进行结算日期配置。由于每个月的结算13期是由计量部来确定的，因此这个模块只有计量部的人才有操作权限。

3 软件系统的实现

    鉴于公用工程数据信息来源渠道多样化，且存在多层级管理模式，每一层级管理对数据信息的关注点不同，而MES系统的UniforInance数据平台可以帮助解决这些问题，因此该系统的数据库采用了这个平台上的一部分数据表。软件设计采用了基于MES系统的Uniformance数据平台，这就需要完成与Uniformance数据平台的接1：3程序。同时系统采用了B／S架构设计，通过WEB浏览器方式就可以实现各级信息的采集、确认、查询、统计和生成报表等功能。

    MES公用工程系统采用三层体系结构(见图3)，是在客户端与数据库之间加入了一个“中间层”，也叫商业逻辑层，或事务处理层。三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。通常情况下，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过COM／DCOM通信与中间层建立连接，再经由中间层与数据库进行交互。

图3 系统三层架构示意

    采用三层结构，对用户界面的修改不会影响到逻辑层，而逻辑层也可以充分利用COM／DCOM的优点，集中进行业务处理，所有的数据库访问操作工作，则提交给数据库，由数据库来完成。系统将数据库访问操作工作集成在一个Oracle包中，中间层通过调用这个包访问数据库，并直接得到数据库处理的结果。

4 结束语

    从企业的综合信息化建设角度出发，全面分析了企业MES建设期间对于公用工程信息的需求，为企业设计和实现统一的企业信息化建设平台，高度集成了企业的生产、管理信息，满足包括公用工程’在内的各种不同的应用对于数据源的要求。

    为企业公用工程系统的深化应用建设提供全面的思路和方法，指导企业开展相关的开发应用工作，满足企业建设公用工程系统的要求。