鋼鐵企業生產信息化系統的架構淺析

靳三峰

摘 要：本文以唐鋼公司信息化建設為背景，介紹了軋鋼車間信息化的設計思想和其實現中的幾個重要技術。系統以銷售訂單為主線，全流程解釋了銷售計劃、訂單設計、作業排產、生產跟蹤等架構，展示了基于產銷一體的生產信息化的主要功能，對企業構建高效的銷產轉換信息化平臺進行了初步的探討。

關鍵詞：信息化；產銷一體；銷售訂單；作業

中圖分類號：F426.31 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）02-0027-02

目前，鋼鐵市場競爭日趨激烈，在突如其來的全球經濟危機沖擊下，我國國內鋼材消費和出口市場需求均出現大幅萎縮，產能過剩問題日益突出。面對如此嚴峻的形勢，轉變生產組織、盡量滿足客戶的特殊需求、以優質的服務提高客戶滿意度，已逐漸被國內鋼鐵企業普遍認同。構建以銷售訂單為核心的銷產轉換信息化平臺，可以實現快速的市場響應和高效的銷產銜接，充分發揮信息化靈活、快速、遍歷、共享的特點。

1 信息平臺總體架構

生產信息化平臺位于ERP和L2的中間層，起著生產計劃與調度、質量控制、物流跟蹤等重要作用。MES從上層ERP接收主數據和計劃訂單，并向ERP返回訂單完成信息和物料信息，對從訂單下達到產品完成整個的生產過程進行控制與管理。另一方面，MES制定作業計劃并轉化為生產指令（PDI）下達到L2系統去執行，并收集L2上傳的各種生產實績信息，包括物料、質量等。

在生產計劃層，主要制訂生產和質量計劃，包含訂單管理、生產計劃管理。它是以銷售訂單為原始數據，經過質量設計和材料設計將其轉換為生產訂單，根據生產訂單交期、物料計劃和各主要生產工序的生產能力情況，制訂能力計劃和短期生產計劃。生產計劃層覆蓋所有產線，制定跨產線、跨工序的總體量的平衡計劃。

在作業計劃層，主要依據生產計劃層下達的生產計劃，進行各產線排程/排序，制定各產線的作業計劃。

在生產執行層，把產線作業計劃結果轉換為生產指令（PDI）向生產線L2下達，并收集各種生產實績信息。在生產執行層還包括質量管理，根據理化實驗室的檢驗結果進行質量判定。物流管理，將原料庫、半成品庫、成品庫及天車系統統一進行物流的協調與管理。成品庫管理根據ERP下達的發貨計劃進行配車和發貨。

2 信息平臺實現主要功能

2.1 訂單管理

訂單管理接收ERP的計劃訂單，經過評審和質量設計設計轉換為銷售訂單，并對訂單進行校驗和整個生命周期狀態進行管理和跟蹤。從ERP接受下達的計劃訂單，在系統中根據客戶提出的常規和非常規的工藝要求定義相應的參數，進行計劃訂單有效性和合理性效驗。對計劃訂單進行技術展開，產生生產訂單，生產訂單中包含為了生產計劃訂單中要求的產品所需的工藝路線，工藝參數（PDI），化學分析數據，物理性能測試數據等參數。

2.2 訂單跟蹤

根據生產計劃、生產實績以及訂單與庫存物料的匹配情況，自動進行生產訂單動態維護，并完成整個生產線的物流跟蹤功能。根據標準生產工期，按客戶，按產品管理作業狀況，從相關系統收集各作業進度信息進行管理和控制。根據生實際產生的訂單欠量并反饋到作業計劃，提供相應的措施保證訂單完成。

2.3 質量管理

通過質量標準體體系在對銷售訂單的設計過程中給出標準規定的訂單成分，性能的判定值及軋鋼的生產控制目標值及生產要求的軋制偏差、表面檢驗和外觀檢驗的尺寸偏差。

質量判定部門根據質量設計和生產規范設計結果進行判定存放質量標準數據，對訂單產品進行質量設計和工藝路線設計。收集產成品的成分、性能、表面以及外觀數據。表面檢測可借助于表面檢測設備自動檢測。收集實時檢測數據、對實時檢測數據進行整理和分析，并按照訂單質量設計進行判定。質量判定包含表面判定、外觀判定和最后的綜合判定。

2.4 產線序列管理

產線序列（作業計劃）管理包括創建、修改、執行產線序列的功能。產線序列對各個產線所創建基于具體物料件次的生產序列。產線序列通常是由銷售訂單和庫存資源轉換而成。

產線序列信息頭的主要屬性包括：序列ID、序列狀態、所屬產線、生產開始時間、計劃總生產時間、計劃總產量、描述。產線序列行項目的主要屬性包括：序列ID、序列行項目狀態、物料ID、物料重量、生產訂單號、生產工序號、物料序號、預計生產時間等。產線序列需下發到二級系統，并根據PDO反饋收集銷售訂單的執行情況。

2.5 生產管理

將產線前的物料放到產線上，鎖定上料物料的狀態，物料產出后通過二級系統的PDO信號收集各產線的生產實績，包括各產線的產出、能源消耗數據，缺陷等信息。把訂單設計中的檢驗需求委托實驗室進行質量檢驗，收集表檢設備的圖像自動生成報告，最終形成件次的判定質量數據。

2.6 倉儲管理

基于配置的倉儲庫位，庫位單元化分為：跨、區、行、位、層。并引入了“邏輯區”的概念，即把功能相一致的物理區整合在一起，方便庫管進行庫位管理。

庫存信息查詢顯示實時庫存信息，并對查詢結果進行數據統計。條件中加入銷售訂單號，運輸方式和卸貨地點等信息，方便庫管更加合理的安排庫位。

2.7 成品發運

接收ERP的發貨計劃，根據計劃進行鋼卷和汽車的匹配，根據配車的結果，系統把鋼卷從庫中的鞍位轉移到匹配的汽車上；發送裝車或卸車指令給天車，在天車執行完成操作后，返回信息給MES系統后信息自動記錄到數據庫中。

3 結語

生產信息化平臺實施的主要目標是提高生產能力，降低生產成本，縮短交貨期，使得企業生產與市場銷售同步。對生產過程進行有效計劃和控制，并以此進行實時動態調度，實現更好的產能優化，更快的生產效率，更短的生產周期。實現從計劃訂單到產品產出的整個產銷過程的全面優化。客戶可以隨時查詢訂單執行狀態，便于跟蹤訂單完成信息；生產部門依據計劃和反饋能及時對訂單交付，達到客戶滿意。