石油化工行业制造执行系统发展趋势浅析

主要内容：梳理了制造执行系统（ＭＥＳ）在石油化工行业的发展历程，重点介绍了在工业4.0背景下石油化工行业对于生产执行层面的控制需求。并以此为出发点，分析了当前国内外ＭＥＳ的研究和应用成果，介绍了人工智能、工业物联网、信息物理系统（ＣＰＳ）等新兴技术，结合对石化产业的理解和经验，探讨了未来石油化工领域ＭＥＳ的发展方向，分析了ＭＥＳ在石油化工行业的应用特点，肯定了ＭＥＳ在未来流程行业的发展前景。

关键词：制造执行系统；石化行业；工业4.0；信息物理系统；智慧化工厂

制造执行系统ＭＥＳ（ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｅｘｅｃｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ）概念最早由美国先进制造研究中心（ＡｄｖａｎｃｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ，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。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。

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，人工智能ＡＩ（ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）、智慧化工厂（ｓｍａｒｔｆａｃｔｏｒｉｅｓ）、工业物联网ＩＩＯＴ（ｉｎｄｕｓｔｒｙｉｎｔｅｒｎｅｔｏｆｔｈｉｎｇｓ）、信息物理系统ＣＰＳ（ｃｙｂｅｒｐｈｙｓｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓ）［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