數字化車間建設與應用

王福來

[摘 要]隨著經濟全球化的快速發展，鋼鐵企業面臨著諸多的挑戰，客戶對產品的質量提出了更高的要求，因此，車間數字化是鋼鐵企業發展的必然趨勢。基于此，本文對數字化車間的建設與應用進行了探討。

[關鍵詞]ERP系統；數據采集；網絡安全

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.12.036

[中圖分類號]TP315；TH16 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）12-00-01

0 引 言

河鋼股份有限公司承德分公司（以下簡稱“河鋼承鋼”）面對經濟全球化的挑戰，為了實現跨越式發展的目標，建設了熱軋卷板生產線，工藝裝備實現了大型化、緊湊化、自動化，主流工藝與裝備達到了國內先進水平，主要品種有耐候鋼、管線鋼、冷軋基料等，產品大批量出口韓國及歐美國家，但產品質量與國內外先進鋼鐵企業相比還存在一定的差距，客戶對產品的質量提出了更高的要求，對產品的個性化、多樣化需求愈加強烈。

基于這些原因，河鋼承鋼實施了以財務為核心的ERP系統，以生產管理為主的產銷系統，建成了卷板數字化車間的信息化支撐體系。

1 河鋼承鋼卷板車間工藝布置

煉鋼生產分為倒罐接鐵、脫硫、提釩、煉鋼、LF精煉、RH精煉和連鑄等7個工序，1780熱軋卷板生產線包括加熱、粗軋、精軋、熱卷箱、卷曲以及平整等6個工序。工序流程如圖1所示。

2 河鋼承鋼信息化建設的內容

2.1 數據采集系統

河鋼承鋼采用網關技術，物理隔離生產控制系統與管理系統，保證控制系統的安全；采用高速實時數據庫，滿足毫秒級數據的要求；編寫數據匹配、清洗軟件，清除異常和無用數據，建立涵蓋熱卷產線所有工藝參數及設備運行參數的數據庫。

2.2 企業資源計劃系統（ERP）

ERP系統以財務為核心，實現了財務、業務物資管理兩賬合一的管理，有效地保證了數據的一致性。業務管理的精細化有了重大進步，物資管理、采購管理、客戶供應商管理等都比ERP系統投運前有了顯著的改善和提高。實物管理更加細化、規范；信息平臺對生產經營與管理的強有力支撐，形成了一個系統的、高效的、覆蓋全面的信息平臺；系統間緊密集成，信息化水平已達到綜合集成應用階段，有效支撐了公司的業務運作。

2.3 卷板產銷系統（MES）

產銷系統強調鋼軋一體化計劃的執行，它在計劃管理層和生產控制層之間架起了一座橋梁。其主要任務是根據客戶訂單制訂生產計劃，經過成品替代、坯料設計后，生成更為詳細的工序級作業計劃，然后下發給過程控制系統（L2）。同時采集底層生產控制系統的實時信息，進行生產監控和調度，對生產過程中的在制品（鋼水、鋼坯、鋼卷）和工藝過程進行在線控制和優化。

2.4 質量過程自動監控

卷板生產線實現全流程、全工序、全產品的自動管控。系統包括：設備監控、工藝預警、在線判定、工藝追溯、工序評價、過程績效管理等功能。質量過程控制信息系統率先在行業中實現了鑄坯和卷板在線分級的判定，徹底改變了以成分、性能、表面為主的判定產品質量的現狀，使過程質量控制情況參與產品質量判定，對提高產品質量和優化產品使用提供了重要幫助。

2.5 工廠內部網絡架構的建設情況

為實現信息系統按功能分區域管理，有效降低安全事故的發生概率、縮小影響范圍，河鋼承鋼按照網絡區域和用戶角色的定位，將整個網絡系統劃分為外部接入區、管理網、生產主干網、生產服務器區、L2/L3互聯專用網5個安全層次。

2.6 信息安全保障情況

河鋼承鋼實施“兩化”融合管理體系，制定了《計算機網絡與信息安全保密管理辦法》《信息安全與設備設施風險管理辦法》，并貫徹落實。部署網絡準入系統，對強制入網計算機進行安全檢查，符合安全要求才可以入網，提升整個網絡的安全性，避免非法計算機接入公司網絡。規范計算機使用和網絡風險管理，制定客戶端管理策略，限制非法接入和自動補丁升級，通過審計考核，規范用戶計算機使用行為。

2.7 效益分析

河鋼承鋼現有效益：鋼的熔煉費，鋼材的加工費逐步降低；產品研制周期由原來的3個月縮短至3周；連鑄作業率提高9.112%；產品不良率降低優化2.6%。噸鋼能耗節約10.156 5 kgce，能源利用率大幅提高。

3 結 語

河鋼承鋼卷板生產線投產以來，產品大綱已完全實現設計能力，并批量實現極限薄規格1.2 mm穩定生產，為國內同類軋機中軋薄能力第一強的生產線。產品要由經驗式技術研發轉變為大數據式研發，由人工式質量管理轉變為大數據式管理，車間智能控制要向成本可測量、生產可管控、異常可預警、過程可追溯、缺陷可診斷、能力可評價、研發可推理的目標邁進。