鋼鐵企業以數據化管理為目標的信息化整體提升

王麗麗

（河鋼集團唐山不銹鋼有限責任公司，河北 063105）

0 引言

數據是數字經濟的“石油”，但數據的價值不僅在數據量，更在于如何讓數據有效釋放能量。數據化管理能力是讓“石油”精煉而充分“燃燒”的手段，也必將成為推動鋼鐵企業轉型、升級發展的新途徑。數據化管理和數據應用就是將各種生產、質量數據整合到統一的平臺，并進行深度挖掘和應用。實現數據化管理離不開有效的管理模式，不銹鋼公司采用了項目經理制，以現有的信息化系統為核心，以實際業務為主軸，尤其以數據化管理方面的應用效果為目標開展工作，在提高專業技術人員整合、挖掘和應用數據能力和水平同時，也實現了現實公司生產業務和信息化系統的有效融合。

文本介紹不銹鋼公司以數據化管理為目標的信息化整體提升實施的背景及其主要內容和主要做法。數據化管理策略的實施，促進公司生產和質量管理手段和水平的提升，為公司全方位實現數據化管理奠定基礎。

1 以數據化管理為目標的信息化整體提升實施背景

1.1 適應當前鋼鐵市場形式和信息技術的現實需要

2015年，對于鋼鐵行業來說是艱難的一年，市場萎靡，鋼價下跌，在此外部環境下怎樣能夠更好的生存，是每個鋼鐵企業都不得不面對的問題。另外除了生產安全“紅線”外，近幾年環保要求更加嚴格。企業要想擺脫困境，實現更好的發展，就要開拓思路，提升企業管理思路和管理手段，促進企業轉型發展。當前，信息技術飛速發展，信息化在企業管理中的支撐作用越來越明顯，工業化和信息化融合已成為企業發展的必經之路，信息化系統的應用和數據化管理將成為企業保生存、謀發展的重要手段。

1.2 應用信息化系統提升管理水平的內在需求

不銹鋼公司自2011年開始，分期分批建設了OA系統、計質量系統、MES系統、能源計量系統、SAP系統、APS系統、ODS系統、MSCC系統、設備全生命周期系統、QMS系統、TPQC系統等信息化管理系統，業務覆蓋從財務、物流、生產過程、設備管理、質量管理、能源管理等多個方面。但是從各系統使用的管理功效來看，還存在明顯的不足，管理和信息兩張皮，沒有有效融合，缺乏統一規劃。一方面，信息化建設缺乏統一的數據平臺，各個系統的數據各為其主，沒有實現有效共享，造成了系統越建越多，但數據確越來越難以查找；另一方面，從業務流程方面，各個專業各自為戰，沒有按生產工藝流程將信息統一集成在一個平臺中進行分析，且各系統業務數據查詢流程復雜，制約了系統的有效應用和管理水平的提升。

1.3 提升公司全流程生產、質量信息管理的有效途徑

不銹鋼公司樹立了以數據化管理為抓手，圍繞整合現有數據資源，利用信息化、自動化、標準化“三化”融合來實現公司管理水平的快速提升。在此過程中，利用TPQC、QMS、APS等系統將生產、質量信息數據化，實現了煉鋼、軋鋼直至下游二冷軋工序的生產實績和質量信息的集成，為提升生產、質量管理奠定了堅實的基礎。

2 以數據化管理為目標的信息化整體提升內涵

2.1 搭建集成化的項目管理平臺

現有信息化系統數據如何才能高效、便捷集合在一起？不銹鋼公司確定了以項目模式進行數據化管理。以現有信息化系統為核心，以實際業務為主軸，建立了APS、MSCC、ODS、QMS、MES、計質量、能源計量、PM、設備全生命周期9個項目組，各項目組由公司主管副總牽頭，圍繞各系統深度開發應用，尤其以數據化管理方面的應用效果為抓手開展工作，為實現公司數據化管理構建平臺。

2.2 建立統一的數據采集平臺

為了確保數據采集的穩定、準確、實時、高頻率要求，針對自動化一級現場儀表數據，利用PI系統對煉鐵、煉鋼、軋鋼區域的生產數據、能源數據進行實時采集和存儲；針對二級PDO數據，采用了MES系統數據采集平臺來與多種二級系統進行連接，形成了不銹鋼公司統一的數據中轉平臺，為實現數據化管理創造了條件[1]。

2.3 建立貫穿全工序的信息化系統

通過TPQC系統的建立，將煉鋼脫硫、轉爐、精煉、連鑄、軋鋼到二冷軋各工序的生產和質量信息進行了收集匯總，通過一個系統可以查看各工序的生產工藝和過程質量信息，有效提升了數據化管理水平，為批量生產高端產品奠定了基礎。

3 以數據化管理為目標的信息化整體提升主要做法

3.1 搭建數據化管理項目組平臺

數據化管理離不開有效的管理模式，項目管理具有悠久的歷史，古代埃及的金字塔、古羅馬的尼姆水道、古代中國的都江堰和萬里長城都是人類祖先開始項目管理的實踐標志。在本次數據化管理為目標的信息化整體提升活動的開展過程中，不銹鋼公司以項目經理制為信息化系統提升的運行模式，在提高專業技術人員深入開發數據應用能力的同時，也促進了公司生產業務和信息化系統的有效融合。

根據項目經理的選拔條件，在選拔項目經理過程中，通過對專業知識、工作經歷、協調能力、職業道德、溝通與表達能力、領導能力等多方面的考評，最終確定了各項目組的組長。各項目組在組長的帶領下，以系統深度應用為目標，以應用系統發現問題、解決問題為導向，立足于用信息化系統提升本專業的管控水平，以便更好的服務于各產線。

3.2 建立統一的數據采集平臺

以數據化管理為目標的信息化整體提升實踐中，需要以數據庫存儲為基礎，配合實際接口需求進行開發。通過不銹鋼公司實時數據庫的建設，可實現煉鋼和1580軋線實時數據采集，各產線（二級不能提供開始結束時間的）工序啟停的計算，1580軋線部分工藝參數的參數啟停計算，1580軋線時間長度換算計算，以及配套QMS數據接口開發等功能。由于需要采集的數據量比較大、采集頻率高，同時考慮以后將實時數據庫作為整個不銹鋼公司生產、質量等數據集成平臺的拓展需要，綜合國內外實時數據庫的使用情況，從可靠性、擴展性、靈活性、方便性等多個角度考慮，在本方案中選用美國OSISoft公司的PI實時數據庫系統。不銹鋼公司工廠數據庫系統主要集成設備狀態數據，工藝參數數據，位置匹配數據，工序啟停數據，生產實際數據供外部系統查詢，其整體的架構設計如圖1所示。

圖1 工廠數據庫架構圖

3.3 建立貫穿全工序的信息化系統

3.3.1 QMS系統

生產全過程的質量管理系統（QMS），可以實現各生產工序過程實時監控和報警。系統集成公司各生產工序的過程和質量數據，并由專家系統按照所設置的規則評估各過程數據，同時可生成報警信息。各過程數據的實時狀態和報警信息會顯示在各生產工序監控終端屏幕上，供各過程質量工程師在線監控當前生產的情況，針對過程運行的任何異常情況系統會發出報警提示。最后該系統可以把相關信息應用在內部過程質量管理和優化上[2]。

3.3.2 TPQC系統

汽車板產品的生產橫跨煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋多道工序，由于受到區域局限，各工序間生產、質量等數據關聯性弱，生產、質量等數據僅在本工序系統間流轉。然而造成質量問題的原因往往是由于上一道工序引起的，本工序的原因分析已不能滿足需要，因此亟需結合現代化數據采集平臺的應用建立跨區域的質量分析管理機制，實現對產品質量的一貫制管理。

全過程工藝質量控制（TPQC）系統的建設，主要分為功能設計、接口開發、程序開發、功能測試、功能優化五個階段。通過TPQC系統，能夠實現汽車板產品生產過程數據與質量數據的采集、存儲，實現不同工序間的工藝、質量數據跟蹤、關聯、分析，實現KPI系統計算與分析，建立知識庫與規則庫，確定可能造成不合格品的根本原因及修正補償措施，實現統計過程控制（SPC）與評估。

4 實施效果

4.1 獲取數據

由于建立起了統一的數據采集平臺，實現從煉鐵到煉鋼再到軋鋼區域實時數據采集，通過PI系統程序開發，實現了生產操作畫面可視化，供有關生產、維護、管理人員察看。

4.2 客戶質量異議管理更精準

客戶質量異議管理系統可以追蹤并處理客戶質量異議事宜。它的質量異議/改善案件數據庫界面由客戶質量異議/改善管理系統以及質量管理系統維持。從輸入一個客戶質量異議開始（質量異議/改善案件ID,鋼卷ID,質量異議），系統可以顯示質量異議/改善案件的細節以及通過使用離線QMS進行的質量異議分析，并可獲取用于鋼卷質量決策的與生產工藝步驟相關的質量數據。在評估質量異議之后，客戶質量異議管理系統以文件的形式輸出決策并存儲在數據庫中。QMS報告可以查詢數據庫中客戶的質量異議案件記錄，利用這些數據，QMS報告可以創建質量異議數據分析（每個客戶的質量異議，每個時間段的質量異議，質量異議金額等）。

5 結語

綜上所述，唐山不銹鋼公司通過數據化管理手段對公司信息化系統的數據進行了統一集成和深度開發，實現了公司生產工藝和產品質量信息的跟蹤、查詢，為生產工藝分析和優化提供了數據依據，促進了公司產品質量的提高，同時減少了質量異議的發生頻率。

另外，實施數據化管理和信息化整體提升戰略，增加了公司生產和質量的管理手段，提升了管理水平，降低了客戶質量異議處理成本，增加了企業經濟效益，并為下一步公司數據化管理后續拓展提供了經驗借鑒。