图1 SCM中的物流。

中海壳牌石油化工有限公司（以下简称CSPC）每年共生产230万t产品。其液态和固态产品的储运均由日本横河电机储运自动化系统(以下简称MAS)进行控制和管理。MAS是物流作业的重要组成部分，在CSPC，每天要进行250辆卡车的货物装载/卸载，每个月要装/卸载60艘货船，同时还要将各种产品通过OTF 管线销售至各OTF 公司。CSPC有效的物流管理及完全优化的物流作业得益于MAS独特的设计，满足了设备及产品多样性和销售复杂性的工程需求。MAS及其与企业资源规划系统(以下简称ERP)的无缝对接使得CSPC能够有效地进行各种产品/原料的装载/卸载，同时使企业满足了最佳成本要求。

物流及供应链管理中的MAS

当今，复杂商务供应链的高效管理不仅要求有“第三方物流”（以下简称TPL）的支持，还需要有一个有力的程序化“运作管理”系统。而供应链管理系统（以下简称SCM）要成功地进行有效的成本优化、高效的运作处理以及订单快速递送，关键还取决于与ERP系统通信界面无缝对接的硬件结构的高度智能化以及所有相关工厂的生产系统。随着SCM中TPL的日益增多，物流要素的成本降低也显得越发重要，因为高效而优化的物流作业有利于商业竞争。在产品种类多、复杂性高及产品销售范围广的石油化工行业，覆盖从原料到产品、物流及销售的强大供应链管理系统是降低单位成本的最主要商业原动力。

图2 产品移动
 

图1 所示为一典型供应链系统的SCM商业运作流程，这里将供应链的整个商务运作流程看成一个系统。在供应链中，物流要素构成了供应链活动的主要部分，在供应链活动中，通过软、硬件来提高及优化供应链交易，从而有效地实现成本优化。在当今SCM系统中，通过尖端工业IT技术（既有软件方面的，也有硬件方面的）的应用，同时辅助以工厂自动化系统的智能处理能力，供应链管理系统能力得到了大大的增强，进而提高了运作效率，促进了商务成本的优化。供应链系统中，物流要素是构成SCM 的重要部分，而物流成本总计占世界GDP 的12%左右。

图3 操作类型。
 

在石油化工领域，储运自动化系统是物流体系中的一个重要组成部分，每天自动处理产品储运商务流程的运作，自动控制着原料进厂和产品出厂，同时实现对产品从销售到送达客户整个过程的连续监控。由MAS控制的运作流程包含以下几个方面：

原料的获取；

加工工厂原料的供给；

制成品由加工单元向产品储罐的输送；

生产组合产品所进行的多种物料的混合；

最终产品销售至客户，包括产品卸载配发或由卡车及货轮销售。

产品配发至客户以及所有必备产品的储运均由MAS 进行管理和控制。图2 详细表示了CSPC 产品的储运过程。

CSPC 公司所使用的MAS 系统包含如图3所示的产品储运操作类型。

陆运散装液态产品的装载：使用装载臂从产品储罐直接将液态产品装载到卡车上。

陆运散装聚合产品的装载：将聚合产品从储藏窖直接装载到卡车上。

陆运包装产品的装载：从仓库将存有液态产品的货物桶或存有聚合产品的货物袋直接装载至卡车中。

陆运散装液态原料的卸载：液态原材料采购及卡车卸载。

陆运ISO 容器的采购：货运卡车将存有像添加剂之类的液态原料容器配送到工厂，等这些液态原料完全用完之后，再由另一辆（或同一辆）卡车将空的容器罐收集运走。

陆运采购物料（其他）：由货运卡车采购的其他原料分类为采购原料（其他）。

船运散装液态产品的装载：通过装载臂（或软管）将液态产品从装货泊位处的产品储罐直接装载到货船上。

船运散装液态原料的卸载：液态原料购买并通过泊位处的卸载臂（或软管）将液态原料从货船卸载到原料储罐里。

批量管线销售/连续装载至OTF 客户方：通过管线将液态及气态产品输送至OTF客户方。

管线批量接收/从OTF 供货方连续卸载：通过管线由OTF客户方输入液态及气态原料。

储运自动化系统（MAS）

日本横河电机的储运自动化系统 （MAS） 是管理系统和控制系统的完美结合。具有客户机/服务器体系结构的管理系统通过其界面连接至CSPC的高级企业资源规划系统（ERP），支持着物流商务协调及监管活动。MAS 中所使用的控制系统为日本横河电机的集散式控制系统（DCS），该控制系统执行运作控制及对物流装载/卸载设备进行产品/原料的装载/卸载时的监视和控制。DCS的高可靠性，以其高达99.99999%的可用性（availability），使得DCS成为产品储运领域内用于控制系统的最佳选择。图4 为MAS 的系统构架图。

图4 MAS 系统构架 。
 

用于管理物流商务流的MAS数据交换流如图5所示。在前端子系统中， 数据交换处理传至MAS管理系统用于数据收集，此外，也用到其他一些子系统用于过程安全保护、火灾及气体检测、泵信号以及气象信息等等，这些系统分别是：

罐区数据采集系统（TDAS）；

计量系统 （CTMs）；

地秤系统 ；

仪表保护系统 （IPS）；

火灾及气体检测系统 （FGS）；

智能马达控制系统（IMCS）；

气象系统 。

MAS 系统的设计及工程考虑，从结构上基于CSPC如下一些基本要求，这些要求是：使各方的操作简单、轻松；用户友好型人机界面 （HMI）。

此外，MAS 系统设计准则还着重强调了如下一些关键字：

与EPR系统的通用接口；

物流协调及监管支持功能；

运作商务流的安全商务控制过程。

关键挑战

MAS 的设计和工程的关键挑战在于要在各种操作环境中应用以上关键字，从而使得系统功能易于适应不同操作人员。对于卡车装载/卸载陆运操作，上述关键字的各个方面必须纳入设计考虑之中。

图5 MAS 数据交换流
 

MAS用于陆运操作的覆盖范围

为了便于多样而复杂的陆运操作，满足CSPC处理日吞吐量达250~300辆卡车的业务，就要执行各种不同的操作功能并将其按照图6所示的陆运操作功能矩阵所定义的操作类型进行分类。大部分的散装液态产品装载及散装聚合产品的装载均通过MAS系统进行处理，因为这些操作活动需要MAS系统的装载控制，对于其他一些不需要MAS装载控制的操作活动，可以由人工进行处理。

使用适合的MAS系统，物流运作员工可以进行广泛管理，并通过MAS 对所有站点操作进行监控。提供“物流协调及监管支持功能”的MAS提供了物流管理工具，据此，CSPC可以完全控制所有运输卡车进入及驶离公司。

进门检查

对授权卡车司机及卡车进入CSPC的安全控制功能严格由MAS进行，以满足设计关键字“操作商务流中的安全商务控制过程”。

对于进门检查功能，MAS的设计充分考虑了安全性，以阻止无授权的卡车进入CSPC的物流现场。CSPC通过强化如下一些安全条件以保障授权卡车司机及授权卡车。

图6 陆运操作的功能矩阵
 

在进行货物装载时，只有持有CSPC合同的运载卡车才授权进入并允许进行产品运输。

每个运载司机均有一个永久ID卡，该卡由CSPC发放。来物流现场时，必须携带该卡以进行司机身份确认。

只有当委派卡车和司机由数据输入单元（DEU）的读卡器识别确认后，才可以操作装车。

对于其他要进入CSPC处理其他业务（装载业务以外）的卡车和司机的安全控制，运载司机要创建调度请求并将委派卡车、拖挂及司机的详细情况传真到物流现场。然后，将这种例外进门请求信息输入到MAS 中去，作为物流现场安全商务控制的一部分。

当进入的卡车数目很大时，可以在ERP系统中执行卡车调度模块来处理这些信息，并自动下载到MAS中去。这种由ERP到MAS的自动下载功能可以减轻物流操作人员繁重的手工键入工作，并避免由这种手工键入所引起的数据录入错误。

图7 带有卡阅读器的DEU
 

当卡车进入物流现场时，司机的ID卡由进门处的数据输入单元（DEU）卡阅读器进行扫描，如图7所示，扫描的ID卡号传送至MAS以进行确认。MAS 搜索与ID号相对应的订单，然后将卡车车牌号显示在DEU上。门入口的安防人员会查看该号码，如果确认号码为授权卡车和司机，便允许卡车进入。

这种用于监视检查每天250~300辆卡车“进门检查”的功能设计，用以提高和优化物流作业，其设计准则关键字为：“与ERP系统的通用接口”；“物流协调及监管支持功能”，“运作商务流的安全商务控制过程”。

自动装车场指示

CSPC物流现场的交通运输管理控制系统，每天要处理250~300辆卡车，其现场安装了4个自动化LSD（大屏幕显示）以指示司机及卡车列队进入正确装车场进行液态产品及固态产品的装载。自动装车场指示功能由MAS提供，将每一个装车场与每一个卡车牌号对应显示在大屏幕上，从而指示司机们进入正确的装车场。

图8 大屏幕显示LSD。
 

CSPC物流部门共有57个装车场，分别是：固态包装产品仓库的44个装车场；散装聚合产品装载的6个装车场，以及7个用以散装液态产品装载的装车场。

液态产品卡车装载时，MAS 将自动执行装车场分配工作；而对于固态产品的装载，是由仓库管理系统（WMS）完成对装车场的分配，同时将这种分配信息通过ERP系统由WMS传递至MAS。

所有具有“Q”标志的卡车均停放在停车区，停车区装有4个大屏幕显示设备。每辆装载卡车高效而快速的运转完全由MAS系统进行管理。

MAS系统在大屏幕（LSD）上自动显示卡车牌照号码及装车场号的同时，司机应当随时留意检查装车场的占位情况，当装车场空出时，应驶向该装车场。按照先进先出原理（FIFO）对每个装车场的装载任务进行分配。LSD（大屏幕）只显示将要驶向指定装车场的卡车牌照，当该卡车到达指定装车场时，装车场号和卡车牌照号（在DEU处扫描的司机ID卡）就会立即从大屏幕上消失。当装载/卸载操作完成后，装车场空出，于是下一辆“Q”标志卡车牌号就会显示在大屏幕上。

图9 装车场指示屏幕
 

除了LSD以外，物流操作人员也可以在MAS 系统屏幕上监控卡车装载操作的“Q” 状态，以跟踪卡车的等待状态“Q”。

图8显示了两种类型大屏幕显示内容，左边为固态产品装载操作显示，右边为液态产品装载操作显示。

MAS 系统中的自动装车场指示功能及其辅助的大屏幕显示板，实现了CSPC 物流部门卡车交通运输控制的有序管理。由MAS控制和管理的日吞吐量达250~300辆卡车的物流装载操作，实现了物流作业的高效和优化，进而提高单位成本的节省。这种装车场指示功能满足如下关键字所规定的设计准则及相关要求：“与ERP系统的通用接口”；“物流协调及监管支持功能”；“运作商务流的安全商务控制过程”。

结语

在当今的供应链管理中，商务运作管理中的物流运作要素实现了高效和优化运作，从而带来了可观的成本节省。所以，用于MAS系统的前端技术投资也要求有“深思熟虑”式的商务运作流及用于物流运作的强有力商务控制。物流配送中的“卓越运作”可以实现一些在运作效率及优化中的无形单位成本，减轻操作人员的劳动强度并有效减少人为错误。