李志清 陸偉宏

(江西銅業(yè)加工事業(yè)部， 江西 南昌 330096)

0 前言

銅加工企業(yè)一直是能耗大戶，能耗過高成為制約銅加工企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”。而且在全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，能源問題已成為國內(nèi)外企業(yè)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，特別是近年來，銅加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)普遍不太樂觀，利潤空間狹小，成本卻居高不下，企業(yè)舉步維艱。傳統(tǒng)的生產(chǎn)能源管理工作存在工作量大、不靈活、效率低、信息共享分析難、運(yùn)行成本高等問題[1]。某銅管公司針對(duì)這些問題創(chuàng)建了新的生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)，借助精細(xì)化管理和信息化手段對(duì)企業(yè)生產(chǎn)工藝流程及能耗進(jìn)行管理，可為全面預(yù)算管理提供數(shù)據(jù)支持。該系統(tǒng)是全面預(yù)算管理的重要組成部分和各模塊的運(yùn)行基礎(chǔ)，也是推行清潔生產(chǎn)、創(chuàng)建資源節(jié)約型企業(yè)的必然要求，它對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程管控起到了重要作用。全面預(yù)算平臺(tái)及生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)相結(jié)合，可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提升銅管產(chǎn)品質(zhì)量，減少人為操作失誤，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，滿足企業(yè)生產(chǎn)能源的集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、用能優(yōu)化與節(jié)能降耗需要[2]，促使企業(yè)技術(shù)裝備轉(zhuǎn)型升級(jí)和效益提升，從而大幅提升企業(yè)的核心競爭力。

1 生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)的技術(shù)方案和總體架構(gòu)

1.1 技術(shù)方案

以完善某銅管公司信息化建設(shè)為基礎(chǔ)，生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)建設(shè)需要依次經(jīng)歷監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)分析、實(shí)時(shí)優(yōu)化和經(jīng)營模式變革[3]。創(chuàng)建生產(chǎn)能源管控平臺(tái)，對(duì)企業(yè)各生產(chǎn)工藝進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、流程化管理，約束各崗位嚴(yán)格按生產(chǎn)管理規(guī)范進(jìn)行輸入輸出；創(chuàng)建數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)交接、數(shù)據(jù)發(fā)布審核機(jī)制，保證每條數(shù)據(jù)的嚴(yán)肅性、可靠性及可追溯性；數(shù)據(jù)中心可支持20年以上的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)災(zāi)難損失數(shù)據(jù)≤24 h，數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)間<24 h。

1)構(gòu)建生產(chǎn)能源管控平臺(tái)，通過信息化手段對(duì)生產(chǎn)工藝、流程、數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化管理。

2)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)分廠、銷售部門提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)。

3)避免手工操作失誤，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性，提高工作效率。

4)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，為生產(chǎn)單位和管理者提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和決策支持。

綜上所述，該系統(tǒng)主要包括生產(chǎn)管理、產(chǎn)品質(zhì)量管理、條碼掃描管理、模具管理及能源管理等應(yīng)用模塊。通過使用生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)，可將產(chǎn)品和流程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行文檔化，并對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果進(jìn)行采集，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行全面分析和管控。

1.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)

某銅管公司生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)總體構(gòu)架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

1)開發(fā)語言的選擇。某銅管公司全面預(yù)算管理系統(tǒng)是在C#語言環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)的，為了與公司現(xiàn)有系統(tǒng)無縫對(duì)接，減小其他開發(fā)程序語言所帶來的兼容性的復(fù)雜度，同時(shí)由于生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)集中在數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、查詢等具有大量的數(shù)據(jù)庫操作的業(yè)務(wù)上，因此系統(tǒng)的開發(fā)采用了在數(shù)據(jù)庫處理方面具有巨大優(yōu)勢(shì)的C#程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行開發(fā)。

2)數(shù)據(jù)架構(gòu)的選擇。根據(jù)該系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)內(nèi)容，系統(tǒng)總體架構(gòu)采用了C/S 的分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，將數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、用戶接口層分層次實(shí)現(xiàn)，既可在客戶端進(jìn)行大量的業(yè)務(wù)邏輯涉及的數(shù)據(jù)計(jì)算操作，又可提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理性能[4]。

3)數(shù)據(jù)庫的選擇。采用功能強(qiáng)大的Oracle數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)平臺(tái)，可充分滿足該系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)處理、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)備份等各方面的現(xiàn)有的和將來潛在的業(yè)務(wù)需求。

2 生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的收集、記錄方式

長期以來，該公司車間生產(chǎn)過程中各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息的記錄、收集皆采用紙質(zhì)方式，并設(shè)有專門的崗位即數(shù)據(jù)錄入操作員。采用人工方式記錄、統(tǒng)計(jì)、分析生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，不能進(jìn)行有效傳遞和及時(shí)分享，作業(yè)強(qiáng)度大，繁瑣且效率低，時(shí)效性差，而生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)能有效解決以上難題。

1)建立唯一標(biāo)識(shí)IDNO。車間各工序每個(gè)機(jī)臺(tái)都配有終端機(jī)、打印機(jī)、條碼掃描槍等硬件設(shè)備，為每一件產(chǎn)品建立唯一標(biāo)識(shí)IDNO，即采用一串?dāng)?shù)字來唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體，對(duì)銅加工生產(chǎn)過程中的跟蹤數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、生成及數(shù)據(jù)的反查至關(guān)重要。IDNO定義為熔鑄工序首次在整個(gè)工藝過程中明確了十位IDNO值，如1809103301的前六位為日期，后四位的3、3分別為班次、鑄造孔號(hào)，01為該孔當(dāng)天鑄造的第1根產(chǎn)品。

2)采用條形碼掃描技術(shù)。生產(chǎn)過程中，每道工序是連續(xù)的，前一道工序產(chǎn)品成為下道工序原料，但各工序之間又相互獨(dú)立。采用條形碼掃描技術(shù)，通過ID可追溯每一道工序環(huán)節(jié)每一件產(chǎn)品留向，各工序生產(chǎn)主控界面實(shí)時(shí)呈現(xiàn)生產(chǎn)執(zhí)行過程，通過工序管理、進(jìn)度查詢等不斷加速實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程可視化、透明化，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的全方位實(shí)時(shí)在線跟蹤與管控。

2.2 訂單計(jì)劃跟蹤管理

訂單計(jì)劃跟蹤管理是生產(chǎn)管理的核心內(nèi)容。生產(chǎn)訂單是定義物料質(zhì)量和數(shù)量的工廠內(nèi)部訂單，由訂單基本信息、物料概覽、工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和訂單步驟組成，系統(tǒng)使用生產(chǎn)訂單生命周期組件進(jìn)行訂單計(jì)劃管理，將訂單跟蹤流程從計(jì)劃制定、計(jì)劃釋放、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)執(zhí)行、質(zhì)量檢測(cè)到生產(chǎn)完成、發(fā)貨的全過程以訂單的方式串聯(lián)在一起，從而實(shí)現(xiàn)了訂單計(jì)劃跟蹤全流程管理。整個(gè)訂單計(jì)劃跟蹤流程如圖2所示。

圖2 訂單計(jì)劃跟蹤流程

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量管理

產(chǎn)品質(zhì)量是加工類企業(yè)核心競爭力，是企業(yè)的生命線，該系統(tǒng)通過信息技術(shù)優(yōu)化質(zhì)量管理流程、整合分廠資源，可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量信息的實(shí)時(shí)記錄、傳遞、預(yù)警，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管理的協(xié)同運(yùn)作和質(zhì)量數(shù)據(jù)的科學(xué)分析。檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、完整的錄入，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷及異常情況，系統(tǒng)預(yù)警機(jī)制可在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，控制不合格品、待檢品的誤流轉(zhuǎn)，有效地防范了批量質(zhì)量事故的發(fā)生；同時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)錄入、收集，擺脫了之前手工統(tǒng)計(jì)、分析的繁復(fù)，使管理者可實(shí)時(shí)掌控銅加工生產(chǎn)過程中產(chǎn)品成品率的動(dòng)態(tài)，適時(shí)追蹤產(chǎn)品質(zhì)量情況。

2.4 模具管理

結(jié)合生產(chǎn)加工過程自身的特性，生產(chǎn)過程中使用到的模具數(shù)量大、種類繁多，為了規(guī)范模具的入庫、出庫管理，使模具管理及維護(hù)更加標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、清晰化，提高模具完好率，特納入生成能源管控系統(tǒng)子模塊進(jìn)行集中統(tǒng)一記錄、管理。

1)創(chuàng)建模具信息資料庫。該系統(tǒng)針對(duì)模具庫所有模具進(jìn)行重新梳理和整合，健全模具的帳卡制度，采用條形碼管理模式，為每一件模具編號(hào)，以進(jìn)行集中編碼管理；建立和完善模具信息資料庫，模具帳卡的建立包括一副模具從入庫開始直至報(bào)廢為止，任何時(shí)期的狀態(tài)均需進(jìn)行記錄，通過其可查詢?nèi)?、可用、正常、新模、退模、?bào)廢、封存的所有模具信息。

2)創(chuàng)建模具管理流程機(jī)制，包括模具領(lǐng)用、發(fā)放、維修、回收直至報(bào)廢等所有環(huán)節(jié)的管控。模具庫操作員對(duì)模具合格品物料等的發(fā)放和回收，均由掃描槍掃描模具實(shí)物上配帶的條形碼標(biāo)簽，實(shí)施快速、準(zhǔn)確發(fā)放和回收操作步驟。

通過創(chuàng)建模具信息資料庫、記錄模具維護(hù)、管理的全過程，可追溯至每一件模具的存放位置、當(dāng)前狀態(tài)、對(duì)應(yīng)的產(chǎn)量、模具歷史維修與保養(yǎng)記錄，真正實(shí)現(xiàn)了模具生命周期管理的全過程監(jiān)控。

2.5 能源數(shù)據(jù)管理

對(duì)能源數(shù)據(jù)的管控，是整個(gè)生產(chǎn)過程管控中不可缺失的部分。

1)系統(tǒng)控通過與智能電表數(shù)據(jù)庫的對(duì)接，借助接口技術(shù)，在程序上實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)采集能源消耗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在能耗數(shù)據(jù)監(jiān)控采集的基礎(chǔ)上，以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的能耗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行深入設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)能源消耗過程的信息化、可視化。

2)將這些能耗數(shù)據(jù)與相對(duì)應(yīng)的設(shè)備、車間、班組生產(chǎn)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了按車間、工序、班組、機(jī)臺(tái)進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)，可在指定時(shí)間段內(nèi)生成各種能耗、能效數(shù)據(jù)報(bào)表以及能耗、能效曲線，并對(duì)能耗水平進(jìn)行診斷、評(píng)估，找出影響能耗的主因，分析節(jié)能潛力，再提出節(jié)能降耗措施。

3)從節(jié)能降耗、提高原材料利用率的綜合控制指標(biāo)出發(fā)，以三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型為控制手段，可提升銅加工自動(dòng)化生產(chǎn)過程的信息化管理水平，促進(jìn)節(jié)能降耗目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.6 金屬平衡管理

金屬平衡管理是生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)的重要內(nèi)容，是衡量生產(chǎn)、技術(shù)和經(jīng)營管理水平的重要標(biāo)志。系統(tǒng)以生產(chǎn)過程中產(chǎn)品數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄、收集及檢驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用計(jì)量、盤點(diǎn)一體化的數(shù)據(jù)集成方式，減少了數(shù)據(jù)傳遞中的人工記錄可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤，提升了工作效率，實(shí)現(xiàn)了車間級(jí)和工序級(jí)金屬平衡報(bào)表高效的智能化輸出和管理，

綜上所述，生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)的成功上線，可摒棄各工序手工記錄本，無需再設(shè)置數(shù)據(jù)錄入員崗位，既可保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，又可擺脫生產(chǎn)數(shù)據(jù)繁瑣的記錄、統(tǒng)計(jì)及分析工作。由此加強(qiáng)了對(duì)在制品數(shù)量的管控，提高了訂單交付率，通過對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的可視化、透明化實(shí)時(shí)跟蹤及對(duì)金屬平衡數(shù)據(jù)的管控，可將在制品數(shù)量由原1 200～1 300 t/月降至800～1 000 t/月，杜絕了庫存浪費(fèi)，盤活了流動(dòng)資金，合格率亦較去年平均水平有所提高；依據(jù)生產(chǎn)訂單號(hào)，對(duì)訂單計(jì)劃做到全方位追溯、精細(xì)化管控，訂單交付率由原95%提升至98%。

3 結(jié)束語

生產(chǎn)實(shí)踐證明，作為某集團(tuán)公司加工企業(yè)中首個(gè)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、錄入，成本分解至最小單元的單位，某銅管公司生產(chǎn)能源管控系統(tǒng)是成功的，為同行業(yè)樹立了標(biāo)桿，也為同行業(yè)信息化發(fā)展道路指引了方向。系統(tǒng)通過信息化手段對(duì)生產(chǎn)業(yè)務(wù)、流程、數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化管理，形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心，對(duì)所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)，以便進(jìn)一步進(jìn)行質(zhì)量、生產(chǎn)等技術(shù)分析與追蹤，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)分廠、管理部門提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)，減少手工操作，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性，提升工作效率；同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，為生產(chǎn)單位和管理者提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和決策支持；通過量化管理，管理部門對(duì)企業(yè)生產(chǎn)能源利用狀況實(shí)施實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)監(jiān)管，做到“掌握情況、摸清規(guī)律、系統(tǒng)診斷、合理用能”，杜絕能源浪費(fèi)，高效回收利用能源，能快速、高效、經(jīng)濟(jì)地管理能源和提高生產(chǎn)作業(yè)效率，讓生產(chǎn)過程、用能管理更加科學(xué)化、透明化、可控化，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗、提質(zhì)增效的目的[6]。