1. 炼化行业信息化概述
国内炼化企业的信息系统建设起步较早,信息系统建设处国内较为领先地位。现有的FR-CIMS系统中模块的成功应用为各个新项目的实施提供了大量的数据和经验,因此在新建项目的设计和实施中要充分考虑集成现有模块的大部分功能,这项工作仅仅依靠软件供应商是无法做到的,需要信息技术人员大量工作。现有FR-CIMS系统中的大部分模块都是以自行开发为主,针对不同的生产和管理需要,针对性较强因此适用的范围就比较窄。随着生产规模的扩大有些模块需要更新甚至重新设计。原先采用的CIMS信息系统架构已不再适合合营公司的管理需求。
随着竞争加剧,单纯依靠企业规模和企业资产的优势,已不能实现企业的继续发展的要求,借助信息化实现跨越式发展成为目前炼化企业的有效手段。随着企业信息化应用的不断深入,电子商务系统、CRM系统、ERP系统以及财务管理系统已初步建成;近期,决策支持管理系统逐步实施,使企业逐步走向科学决策之路。
炼化企业在信息需求方面及其自身工艺技术、产品结构、生产组织、企业结构方面存在的特殊性。但是,由于炼化企业对生产组织的要求较高,信息集成的复杂性和实时性也较其它企业高。从炼化行业近十年的发展来看,针对提高产能、降低消耗、提高产品实物质量等方面,企业不断地进行技术改造,形成了以基础自动化和过程自动化为代表的企业信息化发展格局。与其它企业相比,炼化企业生产过程具有相当强的连续性,流程化特点十分明显,因此炼化企业自动化技术和控制技术多样性特别明显,这就决定了炼化企业所建的ERP必须具备快速处理和交换信息的能力、演算复杂数学模型的能力。满足这些,必须要有可靠、稳定的网络平台支撑。
目前炼化企业信息化系统功能涵盖企业经营管理、产品制造、供应链管理、办公自动化、基础自动化等所有方面。随着各系统的不断完善,需要更加稳定、可靠、安全的网络来支撑,同时借助视频监控等IP新技术,实现其各功能分系统的数据采集和自动化控制,保障企业快速的发展。
2. 建设目标
炼化企业的信息化建设以国际先进而成熟的软件为主,以国内成熟软件为辅,配以适宜的网络基础设施,建设以下四大信息化系统,以实现从原料选择、采购、进厂、计量、加工、调和到出厂的全过程管理。在生产装置稳定运转与优化操作的基础上,为公司的高层决策、生产经营管理提供安全可靠的信息化支撑平台,提高企业的综合竞争力。
建设信息管理系统基础设施(Infrastructure System,简称IS),以支持工厂的所有应用系统。IS主要以工厂网络系统为主。
建设生产运行管理系统, 即MES系统,以实现以效益最大化为目标的生产计划的优化、生产调度的优化,生产操作与状态的跟踪以及报警,生产数据统计与分析(收率,物料平衡,能耗,计量),油品调和与储运自动化,实验室信息管理与共享,及时掌握生产绩效等。必要时,建立原油采购的优化系统。
建设生产经营管理系统,即ERP系统,以实现依托信息技术,集成ERP管理理念与炼油厂业务实践,建立以财务为核心的物流、资金流和信息流高度集成的一体化经营管理平台,为企业的采购、生产、库存、销售、财务等业务人员提供一个统一的操作平台,为预算管理、资金运作、成本控制等提供必要手段,为企业管理人员经营决策、优化生产、绩效考核等提供信息支撑。同时,通过ERP系统的实施,吸取国际先进的管理理念,规范业务流程。
建设综合信息管理系统,以实现工厂建设数据向工厂信息系统的转移,实现高效地管理工厂的设计数据和文档、设备材料等维护信息,提高工厂的运行维护效率,减少经济损失;实现各种文档的有效管理,提高工厂运维效率;建立办公自动化系统,提高办公效率;根据管理人员不同角色的需求,进行相关信息整合,进行个性化定制,使得各层管理人员可以方便地浏览所需信息。
3.数字化炼化解决方案
炼化企业信息化的发展,离不开信息化的逐步实施和不断完善,华三通信公司针对炼化行业的特点和未来发展的趋势,提出了“数字炼化”多业务承载的网络建设模式。
如何实现“数字炼化”,就是要满足炼化目前系统和未来信息化的要求,结合未来网络发展趋势——可控网络的思想,实现一个可控的、安全的、可靠的网络平台,并借助IP在语音、视频的技术,满足炼化安全生产、科学管理、优质服务等的要求。
数字炼化企业园区网的拓扑图如下:
如上图,由于炼化企业大多厂区覆盖面积广,集中生产,因此数字炼化解决方案主要是园区网设计,包括数据中心、分厂、二级单位、总部机关、设计院和外地分支机构等单位。考虑到炼化工业对网络平台可靠性和安全性的要求,在骨干网上,我们为炼化设计了RPR环网结构,通过RPR环网设计,保证环网在出现故障时50ms自愈,同时提高网络高带宽的传输能力;各个分厂、二级单位和机关单位采用双星型结构设计,保证接入的可靠性。为了安全,不被病毒、流氓程序等软件攻击,我们设计了IPS入侵防御和EAD端点准入防御系统,保证网络的整体安全。同时方案还涉及了存储、视频、语音、监控等方面的设计,为炼化企业建设一个可靠、安全、多业务承载的网络平台。
3.1.信息系统平稳运行——可靠的网络设计
信息系统的使用,自动控制系统的运行,保证炼化企业快速健康的发展,由于市场竞争的加剧,如何提高整体竞争力——信息化建设成为炼化行业首选目标,CRM、SCM、ERP、MES等系统得建设,使炼化企业的竞争力大大的提高了,也更加离不开信息系统,对网络的要求也越来越高,如何保证信息系统的可靠、平稳运行,成为当前需要考虑的首要问题?
网络冗余设计——骨干网RPR环型网络结构保障网络可靠性
炼化企业网络分为生产MES网和办公网,两个网络统一承载在一个平台上,骨干网的可靠性和快速故障恢复就显得更加重要。近几年炼化企业ERP、MES系统的建设,不仅加快了企业前进的节奏,增强了核心竞争力,也增加了系统运行的风险,要求网络一刻都不能停止,以保证系统的在线运行。
如何保证系统的稳定运行? 首先骨干网的可靠性就显得至关重要,华三通信公司根据炼化网络的特点,厂区集中,分布范围大得特点,采用RPR技术,组成环型网络,以保证网络的冗余备份。
RPR与SDH拓扑结构类似,RPR为互逆双环拓扑结构,环上的每段光路工作在同一速率上。
H3C RPR技术采用双环逆向拓朴结构,外环和内环同时可传送数据和控制信息,具有完全分布式的访问控制方法,实现电信级故障自动保护倒换IPS功能,业务倒换时间小于50ms;拓朴收集自动完成,能自动选择业务最优路径;利用RPR-Fa公平算法,环网带宽动态调整,实现带宽全局公平和局部最优利用;实现流量等级保证QOS,支持带宽预留的业务;继承传统Ethernet概念,支持所有Ethernet上层协议和业务。带宽平滑扩展,1G-10G,甚至40G。且具有完善的操作和维护平台,具有可运营、可管理的能力。
建成后的核心层主要负责核心业务处理、跨区域业务量疏通、及与其它网络互联互通,同时可作为P设备,配合汇聚层PE设备,完成MPLS VPN业务的部署,将炼化企业内不同业务进行隔离,保证各个业务在同一网络平台上运行、互不影响。
3.2.从网络到数据,无微不至的安全保护
炼化行业信息化程度高,企业很早就把计算机技术应用到生产的各个环节,而且运用相当广泛,具有数量<