新鋼中厚板產(chǎn)品生產(chǎn)的突出特點(diǎn)是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化，具體表現(xiàn)為有800多個(gè)牌號的鋼種、(6—160 mm)×(1 500—3 600mm)×(6 000—18 000mm)的成品規(guī)格、多種交貨狀態(tài)和工序環(huán)節(jié)，同時(shí)產(chǎn)品倉儲受堆疊限制、鐵路發(fā)運(yùn)緊張、客戶個(gè)性化需求多等因素的影響。在這種條件下實(shí)行按訂單生產(chǎn)，容易出現(xiàn)命中率問題，即每個(gè)工序環(huán)節(jié)一旦發(fā)生未命中現(xiàn)象，將導(dǎo)致作業(yè)計(jì)劃的重排以及成品在倉庫中滯留(待未命中產(chǎn)品補(bǔ)軋完畢后才能發(fā)運(yùn))，以至于發(fā)生脹庫現(xiàn)象。結(jié)合這些特點(diǎn)，新鋼公司于2008年將MES技術(shù)和產(chǎn)銷一體化技術(shù)應(yīng)用到新鋼厚板產(chǎn)銷中，有效地支撐了公司的生產(chǎn)管理及新產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新。

1 新鋼MES簡介

    1.1 新鋼信息化現(xiàn)狀

    新鋼公司目前擁有微機(jī)1 400余臺，服務(wù)器20余臺。主要的服務(wù)器為IBM P系列小型機(jī)，操作系統(tǒng)為，數(shù)據(jù)庫為Oracle9i。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是信息化工作的基礎(chǔ)，沒有這個(gè)基礎(chǔ)，信息化工作無法推進(jìn)。為此，自2003年以來，新鋼公司開始擴(kuò)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，截止2005年，累計(jì)完成光纜敷設(shè)80 km，網(wǎng)絡(luò)帶寬1 000MHz。2006年，新鋼公司采用環(huán)網(wǎng)技術(shù)，新增光纜20 km，進(jìn)一步提高了網(wǎng)絡(luò)可靠性。新鋼現(xiàn)有主干網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已頗具規(guī)模，覆蓋全公司所有單位。經(jīng)過新鋼公司信息化工作者多年來的努力，目前新鋼信息化具備了一定的水平。通過自主研發(fā)與合作開發(fā)，建成一系列企業(yè)信息化應(yīng)用系統(tǒng)。同時(shí)，各業(yè)務(wù)部門基于各自的業(yè)務(wù)建立了部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。這些信息系統(tǒng)在新鋼的管理和生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。

    已投入使用的信息系統(tǒng)主要有：煉鋼MES、中厚板MES、產(chǎn)銷系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、用友咫網(wǎng)絡(luò)版系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、醫(yī)保管理系統(tǒng)。在建的有煉鋼一薄板MES。

    1.2 新鋼厚板MES的地位與作用

    新鋼厚板廠是全國中厚板骨干生產(chǎn)企業(yè)，是新鋼公司的主導(dǎo)產(chǎn)品，產(chǎn)量、銷售收入、利潤分別占全公司的比例為45％，50％，80％，是江西省冶金乃至全省工業(yè)經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)品。

    新鋼中厚板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，交貨狀態(tài)和工序環(huán)節(jié)多，同時(shí)產(chǎn)品倉儲受堆疊限制、鐵路發(fā)運(yùn)緊張、客戶個(gè)性化需求多等因素的影響。厚板MES在復(fù)雜條件下的生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用。首先，保證了厚板生產(chǎn)能夠正常有序地進(jìn)行。第二，滿足了客戶個(gè)性化的要求，實(shí)現(xiàn)了按訂單生產(chǎn)。第三，減少了非計(jì)劃品的產(chǎn)生。第四，通過套材技術(shù)提高了非計(jì)劃品的利用率。新鋼厚板MES有效地支撐了新鋼厚板生產(chǎn)管理及新產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新。

2 系統(tǒng)主要功能

    新鋼厚板廠MES主要包括以下功能：銷售管理、品質(zhì)管理、生產(chǎn)計(jì)劃編制、生產(chǎn)管制、進(jìn)程管理、煉鋼作業(yè)管理、熱軋作業(yè)管理和發(fā)貨管理。銷售管理提供客戶訂單輸入功能；訂單結(jié)算功能；發(fā)貨及質(zhì)證書數(shù)據(jù)的Internet查詢功能；發(fā)貨數(shù)據(jù)自動進(jìn)入用友財(cái)務(wù)系統(tǒng)發(fā)票開具功能。品質(zhì)管理提供品質(zhì)設(shè)計(jì)功能(產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、判定標(biāo)準(zhǔn)、制造標(biāo)準(zhǔn)的代碼化)和品質(zhì)判定功能(試片組編制、試驗(yàn)管理、綜合判定)。

圖1 新鋼信息系統(tǒng)架構(gòu)

    生產(chǎn)計(jì)劃管理提供訂單所需的板坯設(shè)計(jì)功能；編制和下達(dá)轉(zhuǎn)爐爐次計(jì)劃和澆次計(jì)劃功能；編制和下達(dá)軋制日計(jì)劃功能。

    生產(chǎn)管制提供煉鋼管制功能(出鋼參數(shù)管理、出鋼時(shí)間表的調(diào)整和指示)和熱軋管制功能(坯料和作業(yè)現(xiàn)狀分析、軋制計(jì)劃編制調(diào)整和指示)。進(jìn)程管理提供訂單或材料進(jìn)程的管理功能；異常材管理功能和訂單充當(dāng)功能。煉鋼作業(yè)管理提供相關(guān)工序作業(yè)指示、相關(guān)工序作業(yè)實(shí)績收集和板坯倉庫管理功能。熱軋作業(yè)管理提供相關(guān)工序作業(yè)指示、相關(guān)工序作業(yè)實(shí)績收集和成品倉庫管理功能。發(fā)貨管理提供發(fā)貨計(jì)劃制定功能；下達(dá)裝車指示功能；出庫作業(yè)管理功能。

3 系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

    (1)建立產(chǎn)品規(guī)范體系和冶金規(guī)范體系，實(shí)現(xiàn)按用戶需求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)

    為貫徹一貫質(zhì)量管理理念，需要建立產(chǎn)品規(guī)范管理體系及冶金規(guī)范管理體系；產(chǎn)品規(guī)范支持銷售系統(tǒng)訂貨處理，并規(guī)范產(chǎn)品的品名、標(biāo)準(zhǔn)、牌號、表面特性等，確保從合同到標(biāo)簽、質(zhì)保書的統(tǒng)一引用。建立企業(yè)產(chǎn)品規(guī)范管理體系及冶金規(guī)范管理體系，是實(shí)現(xiàn)一貫質(zhì)量管理的關(guān)鍵技術(shù)。

    (2)實(shí)現(xiàn)自動的合同處理與設(shè)計(jì)技術(shù)

    合同處理在產(chǎn)品規(guī)范系統(tǒng)和冶金規(guī)范系統(tǒng)的支持下，自動對銷售下發(fā)生產(chǎn)的用戶合同進(jìn)行產(chǎn)品的質(zhì)量設(shè)計(jì)和生產(chǎn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)合同的加工工藝途徑及合同產(chǎn)品從材料準(zhǔn)備、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、發(fā)貨、出廠等全過程的工序工藝控制參數(shù)、檢化驗(yàn)要求等作業(yè)指令，以及各工序的物料重量和合同的工序欠量，實(shí)現(xiàn)全自動的合同處理技術(shù)。

    (3)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量判定的自動處理技術(shù)

    冶金規(guī)范對于產(chǎn)品的最終放行條件作了規(guī)定，對于同一種產(chǎn)品，可以針對不同的用戶、不同的用途分別制定不同的放行條件，真正體現(xiàn)了按用戶進(jìn)行質(zhì)量管理模式。根據(jù)質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)果的放行標(biāo)準(zhǔn)和對產(chǎn)品的檢化驗(yàn)實(shí)績，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品實(shí)物的自動質(zhì)量判定。

    (4)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動態(tài)的合同執(zhí)行進(jìn)程跟蹤管理技術(shù)

    根據(jù)合同處理結(jié)果及生產(chǎn)實(shí)績的實(shí)時(shí)合同拋賬作業(yè)，對合同各工序生產(chǎn)欠量進(jìn)行動態(tài)平衡，實(shí)時(shí)監(jiān)控合同進(jìn)度，動態(tài)反映合同的欠量、通過量，合同跟蹤從銷售、質(zhì)量、生產(chǎn)、出廠直到財(cái)務(wù)結(jié)算為止，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動態(tài)的合同跟蹤。

4 系統(tǒng)創(chuàng)新

    4.1 系統(tǒng)集成技術(shù)

    自主開發(fā)了MES與各種異構(gòu)環(huán)境下的過程控制系統(tǒng)(PCS)之間的集成技術(shù)，包括硬件、軟件平臺、通信規(guī)范及網(wǎng)絡(luò)安全等。其中主要集成了：中冶賽迪(轉(zhuǎn)爐和軋鋼精整)、達(dá)涅利(連鑄)、奧鋼聯(lián)(軋機(jī))、北科大(層流冷卻)、丹麥Magnemag(標(biāo)印機(jī))、日本鳥津(光譜儀)等公司(或機(jī)構(gòu))的控制系統(tǒng)，使得生產(chǎn)計(jì)劃信息自動傳人PCS，工序作業(yè)完成后，將生產(chǎn)實(shí)績信息自動傳入MES。

    4.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造一體化技術(shù)

    對800多個(gè)牌號的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、判定標(biāo)準(zhǔn)、制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行代碼化設(shè)計(jì)，形成冶金規(guī)范數(shù)據(jù)庫。用戶訂單接受后，首先對訂單進(jìn)行質(zhì)量設(shè)計(jì)，形成質(zhì)量設(shè)計(jì)關(guān)鍵字(Design Key)，通過該關(guān)鍵字匹配成份標(biāo)準(zhǔn)、性能標(biāo)準(zhǔn)、交貨狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)、公差標(biāo)準(zhǔn)、外觀標(biāo)準(zhǔn)和制造標(biāo)準(zhǔn)，在制造標(biāo)準(zhǔn)中又定義了各工序作業(yè)要領(lǐng)，當(dāng)物料進(jìn)入某工序時(shí)，相應(yīng)的作業(yè)要領(lǐng)進(jìn)入該工序的PCS系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造一體化。

    4.3 生產(chǎn)狀況的可視化技術(shù)

    新鋼公司處于鐵礦資源貧乏的地域，原料的不穩(wěn)定導(dǎo)致了鐵水成分的波動，進(jìn)而使得鋼后工序命中率不穩(wěn)定，異常現(xiàn)象頻出。生產(chǎn)狀況可視化對處理異常現(xiàn)象具有重要意義。新鋼煉鋼及中板MES主要對三個(gè)方面進(jìn)行了可視化：即生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的可視化，它用圖形化的界面表述了設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀況、重要的運(yùn)行參數(shù)、產(chǎn)品的工藝路徑等信息；二是生產(chǎn)計(jì)劃執(zhí)行情況甘特圖，它的橫軸是時(shí)間，縱軸是工序，甘特圖描述了每個(gè)物料對象(計(jì)劃)處在的工藝位置與時(shí)間的關(guān)系、描述了物料對象的各種屬性，通過鼠標(biāo)拖動這個(gè)對象可調(diào)整作業(yè)計(jì)劃的執(zhí)行時(shí)間，直觀的操作使得工序更為緊湊；三是在成品和原料(板坯)倉庫實(shí)現(xiàn)了三維立體的倉儲管理，有利于產(chǎn)品的吊裝，特別是余材與訂單自動化匹配，或訂單所需板坯的自動化匹配有效地利用了由于命中率不穩(wěn)定而產(chǎn)生的非計(jì)劃品，節(jié)約了成本，減少了補(bǔ)軋量，縮短了交貨期。

5 MES技術(shù)應(yīng)用效果

    (1)解決了煉鋼工序問的協(xié)調(diào)問題

    當(dāng)某工序出現(xiàn)異常時(shí)，勢必造成生產(chǎn)計(jì)劃和作業(yè)計(jì)劃的全面調(diào)整，協(xié)調(diào)運(yùn)輸、合同、動力系統(tǒng)和前后道生產(chǎn)工序，并將調(diào)整后的生產(chǎn)計(jì)劃、作業(yè)計(jì)劃下達(dá)到各工位上。項(xiàng)目實(shí)施前，煉鋼廠的二級系統(tǒng)僅在煉鋼廠小范圍內(nèi)協(xié)調(diào)，是一個(gè)封閉的二級系統(tǒng)，不具備整體協(xié)調(diào)功能。
 

    通過實(shí)施MEs后，突破了這個(gè)封閉小系統(tǒng)，使整個(gè)產(chǎn)線上的各工序狀況一目了然，有利于各工序的全面協(xié)調(diào)。其中也包括解決煉鋼廠的化驗(yàn)數(shù)據(jù)滯后于生產(chǎn)節(jié)奏的問題。

    (2)解決了工藝標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行問題

    項(xiàng)目實(shí)施前，工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行情況缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控，在品種開發(fā)過程中缺乏化學(xué)、力學(xué)、金相等資料的集成。產(chǎn)品的質(zhì)量問題難以追溯，這些問題與工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控有很大關(guān)系。通過實(shí)施MES，在線監(jiān)控生產(chǎn)的全過程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中工藝標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際工藝參數(shù)的比對與提示，從而能更及時(shí)有效控制中間產(chǎn)品成分，提高品種材的命中率。同時(shí)利用MEs實(shí)現(xiàn)的物流、信息流的同步，使產(chǎn)品質(zhì)量問題不易追溯的問題得到解決。

    (3)解決了因產(chǎn)銷銜接不暢而不能及時(shí)對市場的變化和需求做出響應(yīng)的問題

    產(chǎn)銷銜接雖不是MES要完成的事情，但它是產(chǎn)銷信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)工程。項(xiàng)目實(shí)施前，反饋速度慢(如，中板：銷售部一旬一次將訂單報(bào)往生產(chǎn)處匯總，生產(chǎn)處每2d下達(dá)一次計(jì)劃；線材：銷售部一旬一次報(bào)訂單到生產(chǎn)處匯總，生產(chǎn)處每10d下達(dá)一次計(jì)劃)。

    通過實(shí)施MES，將生產(chǎn)流程中的庫存、訂單執(zhí)行情況快速反饋到銷售。反過來，訂單需求計(jì)劃亦可快速反饋到生產(chǎn)處，制定生產(chǎn)計(jì)劃，并下達(dá)到各生產(chǎn)廠執(zhí)行。

    (4)優(yōu)化信息管理架構(gòu)，達(dá)到高效化管理的目的

    例如，成本核算可從MES中直接獲取物料消耗、能源消耗的數(shù)據(jù)，減少中間環(huán)節(jié)。計(jì)劃處、企管處、技術(shù)中心、生產(chǎn)處、銷售部等部門也可以從MEs獲取所需數(shù)據(jù)，使管理職能圍繞產(chǎn)銷流程這個(gè)中心來進(jìn)行，提高企業(yè)整體運(yùn)行的效率。

    (5)實(shí)現(xiàn)信息的高度共享

    將計(jì)劃、訂單、生產(chǎn)、發(fā)貨、發(fā)票等信息連接為一體，形成整個(gè)產(chǎn)銷過程中完整的信息流。另外，將自動化系統(tǒng)、計(jì)質(zhì)量系統(tǒng)、檢化驗(yàn)系統(tǒng)、網(wǎng)上信息系統(tǒng)、財(cái)務(wù)(用友)系統(tǒng)進(jìn)行集成。從而實(shí)現(xiàn)信息的高度共享。

    (6)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)得到改善

    新鋼公司實(shí)施精品戰(zhàn)略過程中，品種由300個(gè)牌號增加到837個(gè)牌號，生產(chǎn)管理日趨復(fù)雜，由于系統(tǒng)的實(shí)施，合同兌現(xiàn)率由9l％提高到了99％，余材充當(dāng)由無到1．5萬t／a，僅此一項(xiàng)取得直接效率1 500萬元／a。

6 結(jié)束語

    對于鋼鐵企業(yè)來說，寬厚板的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)組織困難。另外，各個(gè)鋼鐵企業(yè)都有著自身的特點(diǎn)。因此，鋼鐵企業(yè)在實(shí)施MES的過程中，必須針對自身的實(shí)際情況創(chuàng)造性的開展工作，這樣才能使建立的MES有效地運(yùn)行。新鋼創(chuàng)造性地將MES技術(shù)和產(chǎn)銷一體化技術(shù)應(yīng)用到新鋼厚板產(chǎn)銷中，有效地支撐了公司的生產(chǎn)管理及新產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新。

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本文標(biāo)題：MES技術(shù)在新鋼厚板產(chǎn)銷中的應(yīng)用

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