計劃優化模型在煉化企業生產管理中的應用

劉玉芹，安金海，孫向文，徐金文

(正和集團股份有限公司，山東 東營 257342)

為了更加準確的統籌測算企業的生產加工成本，某公司于2012年引進了GRTMPS計劃優化模型，應用生產經營過程中，用以規范編制生產計劃，優化管理水平，提高企業經濟效益。

1 GRTMPS計劃優化模型

煉化生產計劃優化的軟件開發與應用發源于20世紀50年代的LP(Linear programming,線性規劃)。該模型經過30多年的升級演化，20世紀80年代被應用于全美及歐洲各國的石油行業戰略規劃管理領域。20世紀90年代，Exxon與Mobile、BP與Amoco公司合并戰略規劃中也采用了此模型，此后，模型得到了進一步標準和規范，并在世界范圍內大面積推廣和應用。

目前，國內應用的計劃優化模型從空間上有單廠物料傳輸和多廠物料傳輸，從時間上為單周期模型和多周期模型，可以單獨運行，也可以同一系統內聯合運行。它的應用，可以優化企業內部的物料流向，合理測算原油原料與產品的盈虧平衡點，為企業生產經營決策提供了可靠的數據支撐。

2 計劃優化模型的建立

2013年11月,由南京富島科技開發的G4軟件正式投用于某公司的原油采購、計劃優化、生產方案優化、油品調和等方面，可以對收率進行準確預測，應用過程中，用戶可定義切割點和混煉比，從而生成整個原油中任意餾分產品的評價，同時通過模擬原油蒸餾塔，計算并創建其他應用所需的接口文件，結合線性規劃進行過程模擬，最終生成電子數據表和數據庫。模型框架結構圖如圖1所示，單廠模型的功能框架圖如圖2所示。

圖1 G4系統的框架圖

圖2 單廠模型的功能框架圖

從圖1中可以看出，該模型分為六大模塊，運用四項工具，對原油庫的建立、原油信息的錄入及切割等進行測算。主要功能為原油采購優化、工藝操作參數優化、中間原料優化、產品結構優化、庫存優化。在模型應用過程中，企業在原料采購方面，實現了從原料運輸、原料采購，供常減壓和二次裝置加工；生產層面上，模擬測算出煉廠全流程的裝置生產及公用工程消耗；同時兼顧成品油調合及其他產品調合，直至終端的產品銷售。模型通過整合煉廠實際各種約束條件，建立一個巨大的LP方程組，最后以全廠效益最大化為目標。

該模型包括單一原油、多種原油兩種模式，內容包括原油采購量，各裝置加工量及產品產量、產品收率，公用工程消耗，最終產品的產量及質量指標，信息以報表的形式輸出。原油保本價格及綜合效益更是模型輸出的重點。模型能夠幫助企業選擇最優的原油、燃料油，制定全廠加工方案，優化方案，實現監控功能，與實施數據庫、ERP數據進行對比。

3 計劃優化模型的實際應用

2013年11月，企業正式投用了計劃優化模型，綜合運用了常減壓模擬切割和校核、Delta-Base結構、全廠硫分布預測、油品調和、多周期模型等技術，配合項目開發的計劃優化報表及計劃管控的所有信息，能夠在微機上模擬企業真實的生產運行情況。

企業將G4模型運行列入每周效益測算常態，即在模型中，將常減壓裝置每周加工的原料油品種、加工模式按實際工況固定，二次加工裝置負荷自由選擇，原料及產品價格按當前實際數據更新后運行，所得最佳裝置加工負荷、油品調和比例等指標與實際數據分析、比對，及時在次周生產方案中優化糾偏，指導實際生產運營。

同時在一般原油優化選擇基礎上，實現了利用模型外購中間物料的優化選擇，即固定加工某種進口原油甩常渣，固定需外購蠟油、渣油數量后，設定兩套生產方案，分別將不同外購物料性質、價格根據采購部提供數據導入模型，運行后進行比對，選擇加工收益高者購買。

系統應用后，既可以測算原料油的加工效益情況，為原料油的采購提供參考；也可以根據原料的特性，對生產方案進行優化，實現效益的最大化，為企業決策層提供更科學、更全面的決策依據。

2014年至今，借助該軟件，某公司每年都要進行原料尋源測算30余次，生產裝置綜合效益測算52次，油品調和效益測算50余次，生產方案優化測算20余次,有效提高了加工利潤。

4 結論

計劃優化模型的應用，實現了原油保本價測算，給海外公司原油采購提供技術支持，90%上原油都是通過G4模型優選；實現了裝置操作參數優化，體現在“常減壓切割方案優化”和“催化裝置摻渣率優化”和“焦化裝置加工負荷”三個方面，提高了企業的效益；實現了汽、柴油成品油的優化，既生產出了高規格的產品又提高了效益，一舉兩得。