MES在煉鋼生產中的應用分析*

鄒 珺，梅江為，吳 婷

(江西現代職業技術學院信息工程分院，江西 南昌 330095)

鋼鐵企業產品市場競爭激烈、價格波動較大，傳統的生產方式通常會造成產品積壓、產能無序、生產計劃跟不上市場節奏，致使企業競爭力下降［1］.而MES系統可以彌補這方面的缺點，所以現在越來越多的現代企業加快了信息化的進程，越來越多的企業采用了MES作為生產管理的新一代信息系統.在MES系統中通過訂單編制生產計劃，通過對訂單跟蹤，及時掌握訂單完成率，根據生產情況以及訂單交貨期和庫存可發資源，指導發運部門制定發運計劃組織發運.

以產品規范、冶金規范為基礎.通過質量設計，在產品規范和冶金規范的支撐下，把客戶計劃需求轉化為生產指令傳遞到相關生產部門進行指導和監控.綜合判定合格方可發貨，并向用戶提供質保書，達到“質保書隨貨同行”.

以庫存管理為樞紐.確定鋼坯庫存的緩沖作用，協調原料與鋼鐵產品的合理配比，實現成品庫存緩解生產計劃與物流之間的矛盾.

以生產計劃與生產管制為核心.遵守“調度指導下的生產”的原則，以調度計劃來提高計劃執行率，以生產管制來提高計劃執行的準確性.

以規范質量標準和成本運營為目標.通過采用PDCA循環，保證質量可靠性.通過匯總階段計劃報表，實現過程成本控制.

1 系統組成

對于該企業的生產需求和業務流程，MES產銷一體化系統劃分為銷售、計劃、生產、質量、庫存等幾個子系統，系統結構如圖1所示.

主要組成部分功能設計如下:

(1)銷售管理:以企業銷售部門為主體，實現客戶管理、訂單管理、結算管理、資源分配及發運管理、價格管理等功能.

(2)計劃管理:分為中長期計劃、生產訂單管理、坯料設計管理、煉鋼計劃管理、彈扁計劃管理、高線計劃管理、棒材計劃管理等.計劃管理原則是根據前期銷售情況、設備情況和各產線產能情況召開會議，制定各產線全年、季度的產能計劃，錄入系統.

圖1 系統結構

(3)庫存管理:庫存管理分為以下幾項，倉庫基礎信息管理、鋼坯庫管理、彈扁成品庫管理、高線成品庫管理、棒材成品庫管理、煉鋼原輔料庫管理.保持合理庫存，對企業正常的現金流有重要的作用.所以庫存管理是MES系統的重要組成部分.

(4)質量管理:根據生產要求，產品從冶煉、軋制、精整到包裝等一系列工序進行一貫質量設計.通過質量管理功能可以在生產過程中完整跟蹤產品，在各個生產的各個環節對產品進行檢測，并隨時根據檢測數據，判定在生產過程中產品的質量異常，并提供分析報告和檢測證明，在產品銷售時提供質量保證書.質量管理其模塊分為:標準管理、檢化驗管理、煉鋼質量管理、成品質量管理、質量設計、質保書管理.

(5)權限管理:其模塊功能是根據部門、崗位、職能來設定用戶權限.權限不同，用戶看到的界面、擁有的權利不同.

在該煉鋼企業考慮到各個分廠和部門的地理位置和網絡設備情況，決定在各分廠生產現場操作層采用C/S客戶機方式并按客戶端的分布設置二級服務器.在行政管理層采用B/S方式允許進行信息瀏覽和查詢服務.MES整體系統架構結合實際情況采用了三層結構，后臺以核心機房的Oracle數據庫服務器和小型機存儲系統作為支撐環境，整個系統采用C#開發語言［2］.系統網絡結構如圖2所示.

圖2 系統網絡結構

這種網絡結構的本質在于通過對服務器的地理分布實現負載均衡和減少系統的反應時間.客戶機主要實現現場操作，接收、處理用戶數據，生成數據庫服務請求，并回給用戶.客戶端不直接讀取數據庫，所有的業務處理都放在了中間層的應用服務器上，應用服務器有緩存的作用.當數據庫結構或業務邏輯發生變化時，只需要修改相關的業務組件，無需改動客戶端［3］.

2 系統功能特點

2.1 訂單轉換

在排產會議確定下月排產計劃后，銷售部門根據市場情況將排產計劃量分配到各個片區和子公司.操作人員則依據資源分配量和意向訂單量與客戶溝通，修改正式訂單需求量，并按照排產會議制定的生產輪數將意向訂單拆分成多個交貨批次，錄入不同的交貨期.

2.2 采用甘特圖進行生產排程

其主要特點是為各分廠生產調度人員進行生產排程，實時監控生產進度，調整作業路線，快速解決生產過程中現場的生產難題.本系統采用多模態甘特圖這種圖形化方式，大大簡化了生產調度人員生產排程和生產實時調度的工作難度，使系統排產方案、調度決策更科學合理，極大提高了生產效率.

2.3 質量設計

根據訂單的牌號、標準號、產品形態、規格、客戶參數號等基本信息，系統從標準庫中搜索相應的成分、性能與金相、制造、公差等標準，能夠完全匹配上標準的訂單，設計結果置為合格，由人工對設計結果確認后，將結果返回給訂單管理模塊;對于未能完全匹配到標準的訂單，設計結果置為不合格，同時返回不合格的原因，提交給客戶進行人工處理.

2.4 標準管理

制造標準，主要應用于對煉鋼和軋鋼各崗位的工藝標準統一管理，并形成一套完整的煉鋼工藝和軋鋼工藝.

成分標準，主要是用于對內控標準的成分數據進行統一管理，可以按牌號、標準號來進行查詢，可以一次性增加、修改同一產品形態、牌號、標準號或同一客戶名稱等信息下的多個元素標準值、信息工序與工藝參數管理，主要用于對煉鋼和軋鋼各個工序、工藝參數項進行統一編碼管理，同時對各個工序中對應的工藝參數項進行維護，也可以對相應的參數進行過濾查詢.

性能與金相標準(國標)，性能與金相標準主要是用于對性能與檢測項國家標準的數據進行統一管理，可以按產品形態、牌號、標準號、用途來進行查詢，可以一次性增加、修改同一產品形態、牌號、標準號、規格上下限信息下多個檢驗項目標準值、信息判定順序管理，主要用于對鋼坯成分判定時的牌號改判順序數據進行統一管理.

3 總結

采用MES系統的目的在于在企業生產過程中提高生產效率、穩定產量、保障質量、降低成本［4］.通過采用MES系統不僅能夠解決煉鋼企業內部生產數據的流通、監控，而且幫助煉鋼企業實現從人工粗放式管理到系統精細化管理，將有限的資源合理配置使用以最大程度地實現生產制造效益，同時能夠提供及時準確的市場信息給決策層供其進行正確的決策.MES使得企業生產和管理部門有效協調，可以說是提高企業的整體實力和綜合競爭力的催化劑［5］.在MES系統中創建的大型的基礎數據庫不僅僅能服務于現在的企業生產，更是為將來的綜合的信息化工程奠定了良好的基礎.

［1］王清渝.鋼鐵企業信息化中MES功能及其關鍵技術研究［J］.信息系統工程，2011，(10):121 －122.

［2］王敏，王江，李艷召.冶煉企業MES中生產管理模塊的分析與設計［J］.科技管理研究，2011，(6):137 －140.

［3］叢力群，畢英杰.打造數字化協同制造企業——MES未來發展的新方向［J］.自動化儀表，2010，(10):1 －4.

［4］李杏娟.湘鋼寬厚板 MES的應用［J］.冶金自動化，2011，(1):60.

［5］寇傳乾，蘇靜.鋼鐵行業面向敏捷制造的MES系統［J］.山東冶金，2011，(2):59 －61.