新鋼中厚板產品生產的突出特點是產品結構多樣化，具體表現(xiàn)為有800多個牌號的鋼種、(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)，同時產品倉儲受堆疊限制、鐵路發(fā)運緊張、客戶個性化需求多等因素的影響。在這種條件下實行按訂單生產，容易出現(xiàn)命中率問題，即每個工序環(huán)節(jié)一旦發(fā)生未命中現(xiàn)象，將導致作業(yè)計劃的重排以及成品在倉庫中滯留(待未命中產品補軋完畢后才能發(fā)運)，以至于發(fā)生脹庫現(xiàn)象。結合這些特點，新鋼公司于2008年將MES技術和產銷一體化技術應用到新鋼厚板產銷中，有效地支撐了公司的生產管理及新產品開發(fā)和技術創(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1 400余臺，服務器20余臺。主要的服務器為IBM P系列小型機，操作系統(tǒng)為，數(shù)據(jù)庫為Oracle9i。網絡基礎設施建設是信息化工作的基礎，沒有這個基礎，信息化工作無法推進。為此，自2003年以來，新鋼公司開始擴建計算機網絡系統(tǒng)，截止2005年，累計完成光纜敷設80 km，網絡帶寬1 000MHz。2006年，新鋼公司采用環(huán)網技術，新增光纜20 km，進一步提高了網絡可靠性。新鋼現(xiàn)有主干網絡系統(tǒng)已頗具規(guī)模，覆蓋全公司所有單位。經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)信息化應用系統(tǒng)。同時，各業(yè)務部門基于各自的業(yè)務建立了部門的業(yè)務系統(tǒng)。這些信息系統(tǒng)在新鋼的管理和生產中發(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、產銷系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、用友咫網絡版系統(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企業(yè)，是新鋼公司的主導產品，產量、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)經濟的支柱產品。
新鋼中厚板產品結構復雜，交貨狀態(tài)和工序環(huán)節(jié)多，同時產品倉儲受堆疊限制、鐵路發(fā)運緊張、客戶個性化需求多等因素的影響。厚板MES在復雜條件下的生產中發(fā)揮了重要的作用。首先，保證了厚板生產能夠正常有序地進行。第二，滿足了客戶個性化的要求，實現(xiàn)了按訂單生產。第三，減少了非計劃品的產生。第四，通過套材技術提高了非計劃品的利用率。新鋼厚板MES有效地支撐了新鋼厚板生產管理及新產品開發(fā)和技術創(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、品質管理、生產計劃編制、生產管制、進程管理、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；訂單結算功能；發(fā)貨及質證書數(shù)據(jù)的Internet查詢功能；發(fā)貨數(shù)據(jù)自動進入用友財務系統(tǒng)發(fā)票開具功能。品質管理提供品質設計功能(產品標準、判定標準、制造標準的代碼化)和品質判定功能(試片組編制、試驗管理、綜合判定)。
圖1 新鋼信息系統(tǒng)架構
生產計劃管理提供訂單所需的板坯設計功能；編制和下達轉爐爐次計劃和澆次計劃功能；編制和下達軋制日計劃功能。
生產管制提供煉鋼管制功能(出鋼參數(shù)管理、出鋼時間表的調整和指示)和熱軋管制功能(坯料和作業(yè)現(xiàn)狀分析、軋制計劃編制調整和指示)。進程管理提供訂單或材料進程的管理功能；異常材管理功能和訂單充當功能。煉鋼作業(yè)管理提供相關工序作業(yè)指示、相關工序作業(yè)實績收集和板坯倉庫管理功能。熱軋作業(yè)管理提供相關工序作業(yè)指示、相關工序作業(yè)實績收集和成品倉庫管理功能。發(fā)貨管理提供發(fā)貨計劃制定功能；下達裝車指示功能；出庫作業(yè)管理功能。
3 系統(tǒng)技術特點
(1)建立產品規(guī)范體系和冶金規(guī)范體系，實現(xiàn)按用戶需求進行產品設計
為貫徹一貫質量管理理念，需要建立產品規(guī)范管理體系及冶金規(guī)范管理體系；產品規(guī)范支持銷售系統(tǒng)訂貨處理，并規(guī)范產品的品名、標準、牌號、表面特性等，確保從合同到標簽、質保書的統(tǒng)一引用。建立企業(yè)產品規(guī)范管理體系及冶金規(guī)范管理體系，是實現(xiàn)一貫質量管理的關鍵技術。
(2)實現(xiàn)自動的合同處理與設計技術
合同處理在產品規(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)生產的用戶合同進行產品的質量設計和生產設計，設計合同的加工工藝途徑及合同產品從材料準備、生產、檢驗、發(fā)貨、出廠等全過程的工序工藝控制參數(shù)、檢化驗要求等作業(yè)指令，以及各工序的物料重量和合同的工序欠量，實現(xiàn)全自動的合同處理技術。
(3)實現(xiàn)產品質量判定的自動處理技術
冶金規(guī)范對于產品的最終放行條件作了規(guī)定，對于同一種產品，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)了按用戶進行質量管理模式。根據(jù)質量設計結果的放行標準和對產品的檢化驗實績，實現(xiàn)對產品實物的自動質量判定。
(4)實現(xiàn)實時動態(tài)的合同執(zhí)行進程跟蹤管理技術
根據(jù)合同處理結果及生產實績的實時合同拋賬作業(yè)，對合同各工序生產欠量進行動態(tài)平衡，實時監(jiān)控合同進度，動態(tài)反映合同的欠量、通過量，合同跟蹤從銷售、質量、生產、出廠直到財務結算為止，真正實現(xiàn)實時動態(tài)的合同跟蹤。
4 系統(tǒng)創(chuàng)新
4.1 系統(tǒng)集成技術
自主開發(fā)了MES與各種異構環(huán)境下的過程控制系統(tǒng)(PCS)之間的集成技術，包括硬件、軟件平臺、通信規(guī)范及網絡安全等。其中主要集成了：中冶賽迪(轉爐和軋鋼精整)、達涅利(連鑄)、奧鋼聯(lián)(軋機)、北科大(層流冷卻)、丹麥Magnemag(標印機)、日本鳥津(光譜儀)等公司(或機構)的控制系統(tǒng)，使得生產計劃信息自動傳人PCS，工序作業(yè)完成后，將生產實績信息自動傳入MES。
4.2 產品設計與生產制造一體化技術
對800多個牌號的產品標準、判定標準、制造標準進行代碼化設計，形成冶金規(guī)范數(shù)據(jù)庫。用戶訂單接受后，首先對訂單進行質量設計，形成質量設計關鍵字(Design Key)，通過該關鍵字匹配成份標準、性能標準、交貨狀態(tài)標準、公差標準、外觀標準和制造標準，在制造標準中又定義了各工序作業(yè)要領，當物料進入某工序時，相應的作業(yè)要領進入該工序的PCS系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了產品設計與生產制造一體化。
4.3 生產狀況的可視化技術
新鋼公司處于鐵礦資源貧乏的地域，原料的不穩(wěn)定導致了鐵水成分的波動，進而使得鋼后工序命中率不穩(wěn)定，異�，F(xiàn)象頻出。生產狀況可視化對處理異�，F(xiàn)象具有重要意義。新鋼煉鋼及中板MES主要對三個方面進行了可視化：即生產設備運行狀態(tài)的可視化，它用圖形化的界面表述了設備當前的運行狀況、重要的運行參數(shù)、產品的工藝路徑等信息；二是生產計劃執(zhí)行情況甘特圖，它的橫軸是時間，縱軸是工序，甘特圖描述了每個物料對象(計劃)處在的工藝位置與時間的關系、描述了物料對象的各種屬性，通過鼠標拖動這個對象可調整作業(yè)計劃的執(zhí)行時間，直觀的操作使得工序更為緊湊；三是在成品和原料(板坯)倉庫實現(xiàn)了三維立體的倉儲管理，有利于產品的吊裝，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)定而產生的非計劃品，節(jié)約了成本，減少了補軋量，縮短了交貨期。
5 MES技術應用效果
(1)解決了煉鋼工序問的協(xié)調問題
當某工序出現(xiàn)異常時，勢必造成生產計劃和作業(yè)計劃的全面調整，協(xié)調運輸、合同、動力系統(tǒng)和前后道生產工序，并將調整后的生產計劃、作業(yè)計劃下達到各工位上。項目實施前，煉鋼廠的二級系統(tǒng)僅在煉鋼廠小范圍內協(xié)調，是一個封閉的二級系統(tǒng)，不具備整體協(xié)調功能。
通過實施MEs后，突破了這個封閉小系統(tǒng)，使整個產線上的各工序狀況一目了然，有利于各工序的全面協(xié)調。其中也包括解決煉鋼廠的化驗數(shù)據(jù)滯后于生產節(jié)奏的問題。
(2)解決了工藝標準的執(zhí)行問題
項目實施前，工藝標準執(zhí)行情況缺乏實時監(jiān)控，在品種開發(fā)過程中缺乏化學、力學、金相等資料的集成。產品的質量問題難以追溯，這些問題與工藝標準執(zhí)行缺乏實時監(jiān)控有很大關系。通過實施MES，在線監(jiān)控生產的全過程，實現(xiàn)生產過程中工藝標準和實際工藝參數(shù)的比對與提示，從而能更及時有效控制中間產品成分，提高品種材的命中率。同時利用MEs實現(xiàn)的物流、信息流的同步，使產品質量問題不易追溯的問題得到解決。
(3)解決了因產銷銜接不暢而不能及時對市場的變化和需求做出響應的問題
產銷銜接雖不是MES要完成的事情，但它是產銷信息系統(tǒng)的基礎工程。項目實施前，反饋速度慢(如，中板：銷售部一旬一次將訂單報往生產處匯總，生產處每2d下達一次計劃；線材：銷售部一旬一次報訂單到生產處匯總，生產處每10d下達一次計劃)。
通過實施MES，將生產流程中的庫存、訂單執(zhí)行情況快速反饋到銷售。反過來，訂單需求計劃亦可快速反饋到生產處，制定生產計劃，并下達到各生產廠執(zhí)行。
(4)優(yōu)化信息管理架構，達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)。計劃處、企管處、技術中心、生產處、銷售部等部門也可以從MEs獲取所需數(shù)據(jù)，使管理職能圍繞產銷流程這個中心來進行，提高企業(yè)整體運行的效率。
(5)實現(xiàn)信息的高度共享
將計劃、訂單、生產、發(fā)貨、發(fā)票等信息連接為一體，形成整個產銷過程中完整的信息流。另外，將自動化系統(tǒng)、計質量系統(tǒng)、檢化驗系統(tǒng)、網上信息系統(tǒng)、財務(用友)系統(tǒng)進行集成。從而實現(xiàn)信息的高度共享。
(6)經濟技術指標得到改善
新鋼公司實施精品戰(zhàn)略過程中，品種由300個牌號增加到837個牌號，生產管理日趨復雜，由于系統(tǒng)的實施，合同兌現(xiàn)率由9l％提高到了99％，余材充當由無到1．5萬t／a，僅此一項取得直接效率1 500萬元／a。
6 結束語
對于鋼鐵企業(yè)來說，寬厚板的生產工藝復雜，生產組織困難。另外，各個鋼鐵企業(yè)都有著自身的特點。因此，鋼鐵企業(yè)在實施MES的過程中，必須針對自身的實際情況創(chuàng)造性的開展工作，這樣才能使建立的MES有效地運行。新鋼創(chuàng)造性地將MES技術和產銷一體化技術應用到新鋼厚板產銷中，有效地支撐了公司的生產管理及新產品開發(fā)和技術創(chuàng)新。
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本文標題：MES技術在新鋼厚板產銷中的應用
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