唐鋼冷軋廠信息化MES系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

文/王欣，華北理工大學(xué)；信息工程學(xué)院

唐鋼冷軋MES 系統(tǒng)是在認(rèn)真吸取國(guó)內(nèi)外鋼鐵企業(yè)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合唐鋼的實(shí)際情況，建立起來(lái)的一套生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括生產(chǎn)、物流、質(zhì)量、軋輥、庫(kù)存等管理內(nèi)容，同時(shí)接收SAP系統(tǒng)下發(fā)的生產(chǎn)訂單信息、APS下發(fā)的計(jì)劃信息、ODS系統(tǒng)下發(fā)的訂單設(shè)計(jì)信息，滿足了信息化整體架構(gòu)中各系統(tǒng)要求，并為物流、計(jì)質(zhì)量、熱軋 MES、高強(qiáng)板MES等系統(tǒng)提供支撐。通過(guò)該系統(tǒng)的升級(jí)改造，提升了唐鋼冷軋廠的生產(chǎn)流程效率，提高了生產(chǎn)執(zhí)行率，同時(shí)規(guī)范了質(zhì)量管理，建立了一套有效的技術(shù)規(guī)范體系，保證了冷軋廠的精細(xì)化生產(chǎn)要求。

MES；信息化；生產(chǎn)管理

概述

新世紀(jì)以來(lái)，黨中央提出了關(guān)于信息化的一系列重大戰(zhàn)略部署，從“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展”到“以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化”等都為鋼鐵工業(yè)信息化建設(shè)指明了方向，中國(guó)鋼鐵工業(yè)的信息化在新世紀(jì)拉開(kāi)了序幕。本文是在唐鋼進(jìn)行企業(yè)整體信息化五期的背景下，在對(duì)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀研究和系統(tǒng)需求進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，詳細(xì)研究了唐鋼冷軋 MES 系統(tǒng)改造的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過(guò)該系統(tǒng)的升級(jí)改造，提升了唐鋼冷軋廠的生產(chǎn)流程效率，提高了生產(chǎn)執(zhí)行率，同時(shí)規(guī)范了質(zhì)量管理，建立了一套有效的技術(shù)規(guī)范體系，保證了冷軋廠的精細(xì)化生產(chǎn)要求。

1 整體設(shè)計(jì)

通過(guò)配套唐鋼整體信息化項(xiàng)目的高標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)一冷軋MES系統(tǒng)配進(jìn)行改造和完善，以滿足APS系統(tǒng)全覆蓋的需求，充分實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間信息的共享與聯(lián)動(dòng)，并考慮未來(lái)新功能的擴(kuò)展。主要實(shí)現(xiàn)一冷軋 MES 與高級(jí)排產(chǎn)（APS），訂單質(zhì)量設(shè)計(jì)（ODS）及 ERP 系統(tǒng)的對(duì)接改造工作，通過(guò)與APS、ODS、ERP 及計(jì)質(zhì)量等系統(tǒng)的信息交互，為實(shí)現(xiàn)全流程的生產(chǎn)自動(dòng)排程提供數(shù)據(jù)支持，并實(shí)現(xiàn)基于ODS 質(zhì)量設(shè)計(jì)的按單判定。系統(tǒng)功能架構(gòu)圖如下所示。

圖1 功能架構(gòu)圖

2 功能介紹

根據(jù)對(duì)冷軋廠的需求調(diào)研，對(duì)系統(tǒng)的需求進(jìn)行了詳細(xì)的分析和總結(jié)，將系統(tǒng)分為7大功能模塊；生產(chǎn)管理、物料管理、質(zhì)量管理、軋輥管理、成本管理、通訊管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

2.1 生產(chǎn)管理

生產(chǎn)管理包括作業(yè)計(jì)劃的修改、執(zhí)行件此計(jì)劃的功能。件此計(jì)劃是指APS系統(tǒng)對(duì)各個(gè)產(chǎn)線所創(chuàng)建的基于具有物料件此的生產(chǎn)序列。獲取計(jì)劃為相應(yīng)的產(chǎn)線準(zhǔn)備物料，將物料移動(dòng)到產(chǎn)線前。物料生產(chǎn)完成后，進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)績(jī)信息錄入，包括產(chǎn)線的產(chǎn)出、能源消耗數(shù)據(jù)，缺陷等信息。

生產(chǎn)訂單管理及生產(chǎn)訂單跟蹤功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)訂單的修改，以及訂單信息的歷史追溯。制造訂單管理主要實(shí)現(xiàn)上游系統(tǒng)下發(fā)的制造訂單信息管理功能。余才匹配管理主要實(shí)現(xiàn)APS系統(tǒng)下發(fā)的對(duì)MES系統(tǒng)中的余才進(jìn)行匹配掛單等操作。

2.2 物料管理

物料管理提供用戶查詢物料信息的平臺(tái)。它提供系統(tǒng)內(nèi)所有物料的相關(guān)信息，包括物料明細(xì)信息、擴(kuò)展屬性、物料時(shí)間、質(zhì)量缺陷、物料場(chǎng)內(nèi)移動(dòng)信息，生產(chǎn)實(shí)績(jī)信息、爐次化學(xué)成分信息、性能檢驗(yàn)結(jié)果等信息。

2.3 質(zhì)量管理

質(zhì)量管理模塊的目標(biāo)是建立一套以質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的集質(zhì)量判定、質(zhì)量分析于一體的持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量保障系統(tǒng)，為企業(yè)提高和改進(jìn)質(zhì)量系統(tǒng)提供一套完整的體系結(jié)構(gòu)。主要包括檢查成品的成分組織、性能、表面檢驗(yàn)、外觀檢驗(yàn)。物理檢驗(yàn)判定是在質(zhì)量設(shè)計(jì)過(guò)程中產(chǎn)生。物理檢驗(yàn)系統(tǒng)收集實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)、對(duì)實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析并吧整理和分析的結(jié)果送給MES系統(tǒng)。

物料封閉釋放管理，如果物料上線前出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，操作人員對(duì)其需要進(jìn)行封閉。確定物料去向后，可以選擇正常放行、返修、退料等釋放去向。封閉釋放的信息可以查詢。

2.4 軋輥管理

包括新輥入庫(kù)登記、領(lǐng)用與投入管理；軋輥磨削管理；配輥和換輥計(jì)劃于換輥實(shí)績(jī)管理等。

2.5 成本管理

收集各個(gè)工序的成本信息，上傳ERP系統(tǒng)，把成本按照訂單歸集，形成每天的BOM投料成本、副產(chǎn)品收貨成本、原料成本、成品成本、運(yùn)輸成本等。

2.6 通訊管理

查看MES與各個(gè)系統(tǒng)的通訊情況。

2.7 統(tǒng)計(jì)報(bào)表

查詢MES系統(tǒng)計(jì)劃信息、實(shí)績(jī)信息、物料信息綜合查詢、物料移動(dòng)查詢，生產(chǎn)報(bào)表、質(zhì)量報(bào)表、綜合報(bào)表查詢。

3 實(shí)施效果

唐鋼冷軋MES系統(tǒng)是唐鋼整體信息化系統(tǒng)中的一部分，對(duì)冷軋廠管理起著輔助作用，對(duì)唐鋼整體公司級(jí)的管理起著支撐作用。作為對(duì)企業(yè)計(jì)劃管理執(zhí)行和生產(chǎn)車間生產(chǎn)控制落地的重要作用。通過(guò)本次升級(jí)，MES系統(tǒng)能夠接收高級(jí)排程系統(tǒng)APS下發(fā)的計(jì)劃信息，實(shí)現(xiàn)APS系統(tǒng)與MES系統(tǒng)間的信息共享與聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)全流程的生產(chǎn)自動(dòng)排程功能，滿足業(yè)務(wù)單位對(duì)全局生產(chǎn)計(jì)劃管控的需求。MES系統(tǒng)能夠接收訂單設(shè)計(jì)系統(tǒng)ODS下發(fā)的質(zhì)量相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)按單判定的質(zhì)量設(shè)計(jì)理念實(shí)現(xiàn)新的判定流程。MES系統(tǒng)能夠?qū)⒏鬈堜摴ば虻淖鳂I(yè)計(jì)劃及生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和工藝質(zhì)量要求下傳到二級(jí)L2系統(tǒng)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)組織生產(chǎn)。MES系統(tǒng)升級(jí)改造，提升了唐鋼冷軋廠的生產(chǎn)流程效率，提高生產(chǎn)執(zhí)行率，同時(shí)規(guī)范了質(zhì)量管理，建立了一套有效的技術(shù)規(guī)范體系，保證了冷軋廠的精細(xì)化生產(chǎn)要求。