1 引言
MES系統一般稱為制造執行系統，在制造業企業整體信息化架構中起著非常重要的作用。近年來各行各業的MES系統紛紛建設，其中尤以鋼鐵企業的實施最有特點。
在“十五”和“十一五”期間，我國的鋼鐵工業取得了舉世矚目的成績，鋼鐵企業的信息化投資和建設也超過了歷史上任何時期。以往企業一般都只是重視基礎自動化和過程自動化的建設，對于MES沒有深刻的認識。但是隨著高端產線的大規模建設，產品的特殊要求以及市場等外部條件的變化，使得各個企業都開始重視信息化系統的建設，其中的代表就是MES系統的建設。
鋼鐵企業MES系統最有特點的當屬板材的產線。萊鋼4300mm寬厚板生產線在建設之初其產品定位就是該領域的高精尖產品。MES系統正是為解決生產管理的種種問題而被采用。
2 系統覆蓋范圍
萊鋼寬厚板MES覆蓋寬厚板生產的整個流程。覆蓋的業務范圍包括從生產訂單接收、訂單檢查與確認、合同處理、原料申請、作業計劃編制、現場作業、質檢判定、成品發貨，直至合同結案為止完整的業務流程。
所涉及的主要業務部門包括銷售、技術研發、生產管理、煉鋼廠、寬厚板廠、品保部等。其中，煉鋼區域管理對象及流程包括從混鐵爐鐵水預處理開始，經轉爐、精煉(LF/RH)、連鑄、到板坯切割；然后根據板坯供料去向，分別向下游機組(大型H型鋼、寬帶軋線、寬厚板軋機)供料為止所有的物流。寬厚板軋鋼區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、質量管理、生產計劃、煉鋼作業計劃、寬厚板作業計劃、物料跟蹤與實績管理、倉庫管理、出廠管理以及設備管理等。分別介紹如下：
1)銷售管理 銷售管理是寬厚板軋鋼MES系統管理的起始端．生產訂單管理負責接收從銷售系統下達的生產訂單信息，并對接收到的生產訂單信息進行檢查與確認，同時將經過確認的生產訂單下發到質量管理模塊，然后組織生產，直至合同結案完畢，即整個寬厚板銷售合同生命周期的起始和終止端。
2)質量管理 質量管理在生產過程中占有極為重要的地位。MES系統中的質量管理遵循并且強化了一貫質量管理、“標準+α”的原則，使得專業工程師能夠根據用戶的不同需求，對煉鋼、軋鋼的各工序進行一貫質量設計，全面跟蹤產品質量形成過程，在各個生產階段對產品進行檢驗和判定，為用戶提供所需的產品及相應的質量保證書。
3)生產管理 生產管理貫徹“按合同組織生產”的管理模式，實現合同精細化管理和動態實時跟蹤，最終實現產能、交貨期、資源利用率、收得率、余材利用等達到綜合效益最大化。涉及的模型有組板、組爐、組澆模型。
4)作業計劃管理 現場的作業管理嚴格按合同組織生產，并遵循所規定的工序計劃日期編制作業計劃。作業計劃的編制對象為爐次、板坯、鋼板，其目標為實現平衡物流、控制庫存、降低成本。作業計劃形成的流程大體相同，都必須經過建池、形成與追加、計劃編輯、計劃確定等過程。特別地，加熱軋制計劃在編制的過程中需要進行計劃內規程檢查；在計劃確定后，需要進行同一配輥號下計劃間的規程檢查。
5)物料跟蹤與實績管理 物料跟蹤與實績管理的主要目的是對物料及庫存的動態跟蹤與管理，起到實時掌握庫存信息，達到降低庫存、確保物流暢通的目的。
6)倉庫管理 倉庫管理主要負責寬厚板軋鋼區域所有的庫區。管理的主要目標是：減少庫存，加快物流，快速準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，支持清盤庫業務。
7)出廠管理 出廠管理主要功能包括：產成品物料管理、出廠計劃管理、發貨管理等。發貨作業的對象為寬厚板成品、外賣普通板坯。
8)煉鋼出鋼計劃管理 采用煉鋼出鋼計劃模型，根據連鑄預計劃，編制出鋼計劃，根據連鑄預計劃指令，結合設備運行情況、現場各工序實際事件信號，科學、合理地安排每個制造命令從轉爐、精煉，一直到連鑄的開始作業時刻、作業時間、結束作業時刻，從而合理、最有效地解決設備沖突，合理調配設備資源，充分發揮最大的設備生產產能，減輕人工調度工作量，避免人工調度效率的不確定性。
9)煉鋼綜合管理 生產管控，收集生產線生產信息，包括設備、安全、質量、產量等信息，對生產情況進行全方位跟蹤，并出具各生產情況報表；成本管控，按煉鋼爐號和工藝環節收集生產線生產消耗原料信息，并通過原料價格、計劃原料消耗等系統維護后，得出各爐及生產環節的計劃生產成本、實際消耗成本信息，供使用人員掌握并監控生產成本情況；安全管控，主要為安全部門發布生產相關安全規程、法律法規等公告，并發布廠內安全生產學習等各類環境及安全信息資料；技術管控，系統維護生產線部分生產環節經濟參數，并采集現場實際使用參數與經濟參數比較，發現并調整生產環節各參數；設備管控，設備及原料出入庫管理、庫存管理，跟蹤設備及物料庫存情況，制定設備檢修計劃，記錄設備故障及維修記錄。
4 MES系統的軟件架構
萊鋼寬厚板MES系統平臺采用三層架構技術，由后臺的數據庫服務器和前臺應用服務器及其相對應的數據庫軟件和應用軟件組成高可靠、高性能和擴展性強的系統，以確保MES系統在使用中的穩定性和快速響應。相應結果如圖1所示。
圖1 三層架構
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異構C/S系統，實現大規模的關鍵業務處理和分布式事務管理，從而為企業提供一個可靠、高性能和易維護的三層分布式計算機環境。一個基本Tuxedo系統的組成和工作原理，如圖2所示。
圖2 通訊中間件原理
①Client向System/T發出查詢請求，以找到Server消息隊列的地址。
②Client根據找到的入口地址，將請求發送到Server的消息隊列。
③Server處理請求，并將結果返回給Client的消息隊列。
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提供的一個基于C語言的編程接口，以便用于開發客戶程序和服務程序。
System/T是Tuxedo的系統核心，它實現了Tuxedo的所有功能和特征，如C/S數據流管理、服務請求的均衡、全局事務管理、同步/異步服務請求、兩階段提交等。Systenu/T提供了一個類似公告欄的服務，它發布C/S計算機環境中所有服務器、服務、客戶機的信息，供其他分布式計算的參與者使用。
2)通訊中間件 為了提高軟件的復用度和降低模塊間的耦合度，開發出一套建立在TCP/IP Socket上的通信中間軟件，通過它可以在網絡上實現計算機之間的數據通信。
作為通信中間件，對上層的應用程序提供了統一的編程接口。對用戶來說，即使不具備Ethernet和TCP/IP的知識，只要掌握了簡單的API接口，就可以和對方的應用程序進行數據通信。
5 系統硬件
1)網絡方案 整個網絡系統將采用星型網絡拓撲結構，選取百兆/千兆的以太網技術進行組網，選用國際知名品牌的網絡設備作為組網設備。
建筑物之間采用光纜作為傳輸介質，建筑物內部采用超五類雙絞線傳輸信息，關鍵節點采用雙鏈路互聯提供了冗余性和可靠性。采用層次化組網結構，把寬厚板軋鋼MES主機房作為網絡核心層節點，煉鋼區域設置一個網絡匯聚節點，其余各節點作為接入層節點。各層節點之間互聯傳輸介質為光纜。
2)硬件配置 主節點選取MES主機所在機房。選用2臺互為熱備的核心交換機。
匯聚節點交換機利用兩路光纖分別上連到機房的兩臺主節點交換機。匯聚節點配置1臺WS-C3750-24-FS-S，利用Cisco 3750系列強大的32G背板能力組成匯聚層網絡節點。同時配置2塊單模千兆適配器GLC-LH-SM，以上連到主節點交換機上。
銷售部、國貿公司、生產部、品質保證部、技術資源部、技術研發中心、煉鋼廠部、板帶廠部分別配置1臺WS-C2960-24TC-L交換機，該設備上的24個10/100BASETX端口為樓內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房主交換機。每個現場操作室均作為接入節點，各放置1臺Catalyst 2940交換機作為用戶接入層交換機。
3)運行環境要求 系統采用成熟的三層架構，數據庫采用穩定的Oracle 10g數據庫，前臺開發工具采用主流的VS.net 2008，數據庫和應用服務器均采用IBM的Aix操作系統。交易中間件采用Tuxedo處理業務邏輯。通訊中間件采用自主研發的socket技術。
6 系統運行效果
系統自2009年11月投入運行以來，運行穩定，實現了鋼板從訂單接收到最終發貨為止的全流程跟蹤管理，解決了上下工序間協調運作、生產信息及時傳遞、質量信息與生產緊密結合、成本分析細化的問題，有利于生產管理綜合平衡職能的發揮，建立了一個有集中、共享、統一、協調的生產線管理體系。
該系統目前已成為各級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 結語
致力于“信息化帶動工業化，以工業化促進信息化”，萊鋼寬厚板MES系統的建設歷程證明，堅持自主創新、勇于實踐將給企業帶來巨大的效益，在鋼鐵行業的競爭日益激烈的今天，作為低成本投入、低成本運行、高度系統集成、高度靈活可擴展的MES系統，完全可以滿足企業信息化建設個性化的需要，使信息化更好地貼近和服務于企業實際，全面提升企業競爭力。
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