1 引言

    MES系統(tǒng)一般稱為制造執(zhí)行系統(tǒng)，在制造業(yè)企業(yè)整體信息化架構(gòu)中起著非常重要的作用。近年來各行各業(yè)的MES系統(tǒng)紛紛建設(shè)，其中尤以鋼鐵企業(yè)的實(shí)施最有特點(diǎn)。

    在“十五”和“十一五”期間，我國的鋼鐵工業(yè)取得了舉世矚目的成績，鋼鐵企業(yè)的信息化投資和建設(shè)也超過了歷史上任何時(shí)期。以往企業(yè)一般都只是重視基礎(chǔ)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化的建設(shè)，對于MES沒有深刻的認(rèn)識(shí)。但是隨著高端產(chǎn)線的大規(guī)模建設(shè)，產(chǎn)品的特殊要求以及市場等外部條件的變化，使得各個(gè)企業(yè)都開始重視信息化系統(tǒng)的建設(shè)，其中的代表就是MES系統(tǒng)的建設(shè)。

    鋼鐵企業(yè)MES系統(tǒng)最有特點(diǎn)的當(dāng)屬板材的產(chǎn)線。萊鋼4300mm寬厚板生產(chǎn)線在建設(shè)之初其產(chǎn)品定位就是該領(lǐng)域的高精尖產(chǎn)品。MES系統(tǒng)正是為解決生產(chǎn)管理的種種問題而被采用。

2 系統(tǒng)覆蓋范圍

    萊鋼寬厚板MES覆蓋寬厚板生產(chǎn)的整個(gè)流程。覆蓋的業(yè)務(wù)范圍包括從生產(chǎn)訂單接收、訂單檢查與確認(rèn)、合同處理、原料申請、作業(yè)計(jì)劃編制、現(xiàn)場作業(yè)、質(zhì)檢判定、成品發(fā)貨，直至合同結(jié)案為止完整的業(yè)務(wù)流程。

    所涉及的主要業(yè)務(wù)部門包括銷售、技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)管理、煉鋼廠、寬厚板廠、品保部等。其中，煉鋼區(qū)域管理對象及流程包括從混鐵爐鐵水預(yù)處理開始，經(jīng)轉(zhuǎn)爐、精煉(LF/RH)、連鑄、到板坯切割；然后根據(jù)板坯供料去向，分別向下游機(jī)組(大型H型鋼、寬帶軋線、寬厚板軋機(jī))供料為止所有的物流。寬厚板軋鋼區(qū)域管理對象及流程包括：板坯入庫、加熱、軋制、鋼板剪切、熱處理，一直到最終寬厚板成品發(fā)貨所有的物流。

3 主要功能

    萊鋼寬厚板MES的主要功能模塊包括：銷售管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)計(jì)劃、煉鋼作業(yè)計(jì)劃、寬厚板作業(yè)計(jì)劃、物料跟蹤與實(shí)績管理、倉庫管理、出廠管理以及設(shè)備管理等。分別介紹如下：

    1)銷售管理 銷售管理是寬厚板軋鋼MES系統(tǒng)管理的起始端．生產(chǎn)訂單管理負(fù)責(zé)接收從銷售系統(tǒng)下達(dá)的生產(chǎn)訂單信息，并對接收到的生產(chǎn)訂單信息進(jìn)行檢查與確認(rèn)，同時(shí)將經(jīng)過確認(rèn)的生產(chǎn)訂單下發(fā)到質(zhì)量管理模塊，然后組織生產(chǎn)，直至合同結(jié)案完畢，即整個(gè)寬厚板銷售合同生命周期的起始和終止端。

    2)質(zhì)量管理 質(zhì)量管理在生產(chǎn)過程中占有極為重要的地位。MES系統(tǒng)中的質(zhì)量管理遵循并且強(qiáng)化了一貫質(zhì)量管理、“標(biāo)準(zhǔn)+α”的原則，使得專業(yè)工程師能夠根據(jù)用戶的不同需求，對煉鋼、軋鋼的各工序進(jìn)行一貫質(zhì)量設(shè)計(jì)，全面跟蹤產(chǎn)品質(zhì)量形成過程，在各個(gè)生產(chǎn)階段對產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)和判定，為用戶提供所需的產(chǎn)品及相應(yīng)的質(zhì)量保證書。

    3)生產(chǎn)管理 生產(chǎn)管理貫徹“按合同組織生產(chǎn)”的管理模式，實(shí)現(xiàn)合同精細(xì)化管理和動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能、交貨期、資源利用率、收得率、余材利用等達(dá)到綜合效益最大化。涉及的模型有組板、組爐、組澆模型。

    4)作業(yè)計(jì)劃管理 現(xiàn)場的作業(yè)管理嚴(yán)格按合同組織生產(chǎn)，并遵循所規(guī)定的工序計(jì)劃日期編制作業(yè)計(jì)劃。作業(yè)計(jì)劃的編制對象為爐次、板坯、鋼板，其目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)平衡物流、控制庫存、降低成本。作業(yè)計(jì)劃形成的流程大體相同，都必須經(jīng)過建池、形成與追加、計(jì)劃編輯、計(jì)劃確定等過程。特別地，加熱軋制計(jì)劃在編制的過程中需要進(jìn)行計(jì)劃內(nèi)規(guī)程檢查；在計(jì)劃確定后，需要進(jìn)行同一配輥號(hào)下計(jì)劃間的規(guī)程檢查。

    5)物料跟蹤與實(shí)績管理 物料跟蹤與實(shí)績管理的主要目的是對物料及庫存的動(dòng)態(tài)跟蹤與管理，起到實(shí)時(shí)掌握庫存信息，達(dá)到降低庫存、確保物流暢通的目的。

    6)倉庫管理 倉庫管理主要負(fù)責(zé)寬厚板軋鋼區(qū)域所有的庫區(qū)。管理的主要目標(biāo)是：減少庫存，加快物流，快速準(zhǔn)確地跟蹤所管理的物料。倉庫管理包括板坯庫管理、中間庫管理、成品庫管理及行車管理，支持清盤庫業(yè)務(wù)。

    7)出廠管理 出廠管理主要功能包括：產(chǎn)成品物料管理、出廠計(jì)劃管理、發(fā)貨管理等。發(fā)貨作業(yè)的對象為寬厚板成品、外賣普通板坯。

    8)煉鋼出鋼計(jì)劃管理 采用煉鋼出鋼計(jì)劃模型，根據(jù)連鑄預(yù)計(jì)劃，編制出鋼計(jì)劃，根據(jù)連鑄預(yù)計(jì)劃指令，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行情況、現(xiàn)場各工序?qū)嶋H事件信號(hào)，科學(xué)、合理地安排每個(gè)制造命令從轉(zhuǎn)爐、精煉，一直到連鑄的開始作業(yè)時(shí)刻、作業(yè)時(shí)間、結(jié)束作業(yè)時(shí)刻，從而合理、最有效地解決設(shè)備沖突，合理調(diào)配設(shè)備資源，充分發(fā)揮最大的設(shè)備生產(chǎn)產(chǎn)能，減輕人工調(diào)度工作量，避免人工調(diào)度效率的不確定性。

    9)煉鋼綜合管理 生產(chǎn)管控，收集生產(chǎn)線生產(chǎn)信息，包括設(shè)備、安全、質(zhì)量、產(chǎn)量等信息，對生產(chǎn)情況進(jìn)行全方位跟蹤，并出具各生產(chǎn)情況報(bào)表；成本管控，按煉鋼爐號(hào)和工藝環(huán)節(jié)收集生產(chǎn)線生產(chǎn)消耗原料信息，并通過原料價(jià)格、計(jì)劃原料消耗等系統(tǒng)維護(hù)后，得出各爐及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的計(jì)劃生產(chǎn)成本、實(shí)際消耗成本信息，供使用人員掌握并監(jiān)控生產(chǎn)成本情況；安全管控，主要為安全部門發(fā)布生產(chǎn)相關(guān)安全規(guī)程、法律法規(guī)等公告，并發(fā)布廠內(nèi)安全生產(chǎn)學(xué)習(xí)等各類環(huán)境及安全信息資料；技術(shù)管控，系統(tǒng)維護(hù)生產(chǎn)線部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)經(jīng)濟(jì)參數(shù)，并采集現(xiàn)場實(shí)際使用參數(shù)與經(jīng)濟(jì)參數(shù)比較，發(fā)現(xiàn)并調(diào)整生產(chǎn)環(huán)節(jié)各參數(shù)；設(shè)備管控，設(shè)備及原料出入庫管理、庫存管理，跟蹤設(shè)備及物料庫存情況，制定設(shè)備檢修計(jì)劃，記錄設(shè)備故障及維修記錄。

4 MES系統(tǒng)的軟件架構(gòu)

    萊鋼寬厚板MES系統(tǒng)平臺(tái)采用三層架構(gòu)技術(shù)，由后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和前臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器及其相對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫軟件和應(yīng)用軟件組成高可靠、高性能和擴(kuò)展性強(qiáng)的系統(tǒng)，以確保MES系統(tǒng)在使用中的穩(wěn)定性和快速響應(yīng)。相應(yīng)結(jié)果如圖1所示。

圖1 三層架構(gòu)

    1)交易中間件 交易中間件采用的是Tuxedo，它能有效地整合企業(yè)異構(gòu)C/S系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的關(guān)鍵業(yè)務(wù)處理和分布式事務(wù)管理，從而為企業(yè)提供一個(gè)可靠、高性能和易維護(hù)的三層分布式計(jì)算機(jī)環(huán)境。一個(gè)基本Tuxedo系統(tǒng)的組成和工作原理，如圖2所示。

圖2 通訊中間件原理

    ①Client向System/T發(fā)出查詢請求，以找到Server消息隊(duì)列的地址。

    ②Client根據(jù)找到的入口地址，將請求發(fā)送到Server的消息隊(duì)列。

    ③Server處理請求，并將結(jié)果返回給Client的消息隊(duì)列。

    其中，ATMI(Application Transaction Monitor Intefface)是一種簡單且容易定義的API接口，它是BEA Tuxedo提供的一個(gè)基于C語言的編程接口，以便用于開發(fā)客戶程序和服務(wù)程序。

    System/T是Tuxedo的系統(tǒng)核心，它實(shí)現(xiàn)了Tuxedo的所有功能和特征，如C/S數(shù)據(jù)流管理、服務(wù)請求的均衡、全局事務(wù)管理、同步/異步服務(wù)請求、兩階段提交等。Systenu/T提供了一個(gè)類似公告欄的服務(wù)，它發(fā)布C/S計(jì)算機(jī)環(huán)境中所有服務(wù)器、服務(wù)、客戶機(jī)的信息，供其他分布式計(jì)算的參與者使用。

    2)通訊中間件 為了提高軟件的復(fù)用度和降低模塊間的耦合度，開發(fā)出一套建立在TCP/IP Socket上的通信中間軟件，通過它可以在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。

    作為通信中間件，對上層的應(yīng)用程序提供了統(tǒng)一的編程接口。對用戶來說，即使不具備Ethernet和TCP/IP的知識(shí)，只要掌握了簡單的API接口，就可以和對方的應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

5 系統(tǒng)硬件

    1)網(wǎng)絡(luò)方案 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選取百兆/千兆的以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，選用國際知名品牌的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為組網(wǎng)設(shè)備。

    建筑物之間采用光纜作為傳輸介質(zhì)，建筑物內(nèi)部采用超五類雙絞線傳輸信息，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)采用雙鏈路互聯(lián)提供了冗余性和可靠性。采用層次化組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，把寬厚板軋鋼MES主機(jī)房作為網(wǎng)絡(luò)核心層節(jié)點(diǎn)，煉鋼區(qū)域設(shè)置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點(diǎn)，其余各節(jié)點(diǎn)作為接入層節(jié)點(diǎn)。各層節(jié)點(diǎn)之間互聯(lián)傳輸介質(zhì)為光纜。

    2)硬件配置 主節(jié)點(diǎn)選取MES主機(jī)所在機(jī)房。選用2臺(tái)互為熱備的核心交換機(jī)。

    匯聚節(jié)點(diǎn)交換機(jī)利用兩路光纖分別上連到機(jī)房的兩臺(tái)主節(jié)點(diǎn)交換機(jī)。匯聚節(jié)點(diǎn)配置1臺(tái)WS-C3750-24-FS-S，利用Cisco 3750系列強(qiáng)大的32G背板能力組成匯聚層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。同時(shí)配置2塊單模千兆適配器GLC-LH-SM，以上連到主節(jié)點(diǎn)交換機(jī)上。

    銷售部、國貿(mào)公司、生產(chǎn)部、品質(zhì)保證部、技術(shù)資源部、技術(shù)研發(fā)中心、煉鋼廠部、板帶廠部分別配置1臺(tái)WS-C2960-24TC-L交換機(jī)，該設(shè)備上的24個(gè)10/100BASETX端口為樓內(nèi)L3用戶提供接入，配置兩塊GLC-LH-SM模塊，利用單模光纖上連到主機(jī)房主交換機(jī)。每個(gè)現(xiàn)場操作室均作為接入節(jié)點(diǎn)，各放置1臺(tái)Catalyst 2940交換機(jī)作為用戶接入層交換機(jī)。

    3)運(yùn)行環(huán)境要求 系統(tǒng)采用成熟的三層架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫采用穩(wěn)定的Oracle 10g數(shù)據(jù)庫，前臺(tái)開發(fā)工具采用主流的VS.net 2008，數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用服務(wù)器均采用IBM的Aix操作系統(tǒng)。交易中間件采用Tuxedo處理業(yè)務(wù)邏輯。通訊中間件采用自主研發(fā)的socket技術(shù)。

6 系統(tǒng)運(yùn)行效果

    系統(tǒng)自2009年11月投入運(yùn)行以來，運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了鋼板從訂單接收到最終發(fā)貨為止的全流程跟蹤管理，解決了上下工序間協(xié)調(diào)運(yùn)作、生產(chǎn)信息及時(shí)傳遞、質(zhì)量信息與生產(chǎn)緊密結(jié)合、成本分析細(xì)化的問題，有利于生產(chǎn)管理綜合平衡職能的發(fā)揮，建立了一個(gè)有集中、共享、統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的生產(chǎn)線管理體系。

    該系統(tǒng)目前已成為各級(jí)管理人員有力的助手，大大降低了管理成本，提高了管理效率。

7 結(jié)語

    致力于“信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化”，萊鋼寬厚板MES系統(tǒng)的建設(shè)歷程證明，堅(jiān)持自主創(chuàng)新、勇于實(shí)踐將給企業(yè)帶來巨大的效益，在鋼鐵行業(yè)的競爭日益激烈的今天，作為低成本投入、低成本運(yùn)行、高度系統(tǒng)集成、高度靈活可擴(kuò)展的MES系統(tǒng)，完全可以滿足企業(yè)信息化建設(shè)個(gè)性化的需要，使信息化更好地貼近和服務(wù)于企業(yè)實(shí)際，全面提升企業(yè)競爭力。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：萊鋼寬厚板MES/ERP的開發(fā)與應(yīng)用

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