西門子中文MES

1、應(yīng)用MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)），對(duì)工廠設(shè)備進(jìn)行整體優(yōu)化Werner Klein，西門子（中國）有限公司摘要：中國加入世界貿(mào)易組織后，中國的鋼鐵工業(yè)正在面臨挑戰(zhàn)，需要進(jìn)行更為靈活的生產(chǎn)，滿足產(chǎn)品質(zhì)量方面的更高要求，并進(jìn)行具有競爭力的成本定位。這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，只能通過投資具有成本效益的生產(chǎn)線，使用最新的科技才能夠達(dá)到。目前，獨(dú)立的工序已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，并進(jìn)行了優(yōu)化，因此很少留有改進(jìn)的空間。ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）系統(tǒng)在總體生產(chǎn)規(guī)劃方面的作用是有限的。對(duì)實(shí)際工廠設(shè)備狀況的知識(shí)，以及生產(chǎn)工序在工藝方面的限制，都是ERP系統(tǒng)所不能提供的。因此，現(xiàn)代工廠設(shè)備需要新的工藝，這是企業(yè)IT的重要內(nèi)容，能夠?qū)⒉煌莫?dú)立

2、工序聯(lián)系在一起，組成一個(gè)最佳的工序鏈，并與自動(dòng)化建立聯(lián)系，使工序水平達(dá)到管理水平的要求。根據(jù)MESA（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)）的定義，MES交付的信息能夠優(yōu)化從定單到成品全過程的生產(chǎn)活動(dòng)。本報(bào)告詳細(xì)說明了MES對(duì)技術(shù)工業(yè)和典型系統(tǒng)架構(gòu)的不同技術(shù)功能。通過對(duì)具有高度精密功能的實(shí)際MES進(jìn)行分析，報(bào)告闡述了工廠設(shè)備所有者能夠獲得的益處。MES系統(tǒng)是企業(yè)信息化建設(shè)的重要組成部分中國加入世界貿(mào)易組織后，中國的鋼鐵工業(yè)正在面臨幾個(gè)主要的挑戰(zhàn)；它們是：· 更為靈活的生產(chǎn) 鋼鐵工業(yè)的客戶期望在定單執(zhí)行、定單更新方面有更大的靈活性，同時(shí)縮短和保證交貨時(shí)間。· 產(chǎn)品質(zhì)量方面的更高要求即使在提高產(chǎn)品

3、組合，以向所有客戶提供服務(wù)的情況下，優(yōu)異的產(chǎn)品質(zhì)量也是企業(yè)成功的關(guān)鍵因素。此外，國際質(zhì)量保證還要求對(duì)生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)行詳細(xì)而完整的記錄。· 具有競爭力的成本定位具有競爭力的成本定位，對(duì)立足于全球鋼鐵市場是至關(guān)重要的。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需要增加生產(chǎn)率、產(chǎn)量和設(shè)備可用性來提高生產(chǎn)力和成本效率。這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，只能通過高成本效率生產(chǎn)工序方面的投資，并使用最新技術(shù)水平的工藝。目前，獨(dú)立的生產(chǎn)線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，并進(jìn)行了優(yōu)化，因此很少留有改進(jìn)的空間。另一方面，ERP（企業(yè)資源規(guī)劃）系統(tǒng)在總體生產(chǎn)規(guī)劃方面的作用是有限的。對(duì)實(shí)際工廠設(shè)備狀況的知識(shí)，以及生產(chǎn)工序在工藝方面的限制，都是ERP系統(tǒng)

4、所不能提供的。因此，現(xiàn)代工廠設(shè)備需要新的工藝，這是企業(yè)IT的重要內(nèi)容，能夠?qū)⒉煌莫?dú)立工序聯(lián)系在一起，組成一個(gè)最佳的工序鏈，并與自動(dòng)化建立聯(lián)系，使工序水平達(dá)到管理水平的要求（水平和垂直整合）。能夠?qū)崿F(xiàn)這一具體任務(wù)的系統(tǒng)叫做MES（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)）。根據(jù)MESA（生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)）的定義，MES交付的信息能夠優(yōu)化從定單到成品全過程的生產(chǎn)活動(dòng)。圖（1）顯示了信息處理的垂直和水平滲透：圖（2）顯示了MES在企業(yè)IT內(nèi)的重要地位：MES對(duì)冶金企業(yè)的功能作為企業(yè)IT的一項(xiàng)重要內(nèi)容，根據(jù)它在具體工廠設(shè)備環(huán)境中的任務(wù)，以及它的期望益處，MES可以包括不同的功能。圖（3）概括了MES可能具有的功能：備注：這是根

5、據(jù)MESA模型建立的MES功能說明1至11。MES功能1 資源分配這項(xiàng)功能管理各種資源，包括機(jī)器、工具、勞動(dòng)力技能、材料、氣體設(shè)備，以及其它各項(xiàng)內(nèi)容，如開始操作時(shí)必須提供的文件。它提供詳細(xì)的資源歷史，保證設(shè)備的正確設(shè)置，并提供實(shí)時(shí)的設(shè)備狀況。這些資源的管理包括資源的保存和調(diào)度，以滿足操作時(shí)間安排方面的目標(biāo)。MES功能2 操作/詳細(xì)的時(shí)間安排這項(xiàng)功能根據(jù)與具體生產(chǎn)單位有關(guān)的優(yōu)先級(jí)、屬性、特征和/或配方，在操作中對(duì)生產(chǎn)順序，如顏色排序的形態(tài)（shape of colour sequencing）或其它特征進(jìn)行優(yōu)化，從而可以通過正確的順序，使對(duì)設(shè)備的調(diào)整降低到最小。系統(tǒng)限制和識(shí)別生產(chǎn)路徑并考慮生產(chǎn)的

6、重疊性與并行性，從而計(jì)算出精確的時(shí)間和設(shè)備負(fù)載并對(duì)生產(chǎn)調(diào)度進(jìn)行調(diào)整。MES功能3 生產(chǎn)單位的調(diào)度這項(xiàng)功能管理生產(chǎn)單位的流動(dòng)；生產(chǎn)單位的形式有工件（jobs）、定單、批量產(chǎn)品、份額（lots）和工作定單。調(diào)度信息以完成工作所需要的順序提交，并隨著工廠現(xiàn)場事件的發(fā)生進(jìn)行實(shí)時(shí)變動(dòng)。它可以在工廠現(xiàn)場更改預(yù)定的時(shí)間表。它還可以提供返工和補(bǔ)救工序，以及使用緩沖管理（buffer management），對(duì)生產(chǎn)過程任何一點(diǎn)的工作量進(jìn)行控制的能力。MES功能4 文件控制這項(xiàng)功能可以控制生產(chǎn)單位必須維護(hù)的記錄/表格，包括工作指示、配方、圖紙、標(biāo)準(zhǔn)操作程序、部分程序（零件加工程序？）、批量產(chǎn)品記錄、工程設(shè)計(jì)變動(dòng)通

7、知、班次間的通訊，以及編輯“按計(jì)劃角度”和“按制造角度”的信息。它對(duì)操作現(xiàn)場下達(dá)指示，包括向操作人員提供數(shù)據(jù)，或向設(shè)備控制裝置提供配方。它還將包括環(huán)境、健康和安全條例的控制和完整性，以及ISO信息，如糾正措施程序。歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。MES功能5 數(shù)據(jù)采集/獲取這項(xiàng)功能提供一個(gè)接口鏈接，用來獲取操作中生產(chǎn)（intra-operational production）和參數(shù)數(shù)據(jù)，填寫在生產(chǎn)單位的表格和記錄中。這些數(shù)據(jù)既可以從工廠現(xiàn)場進(jìn)行人工收集，也可以從設(shè)備中自動(dòng)收集，并保證數(shù)據(jù)的及時(shí)更新。MES功能6 勞動(dòng)力管理該功能提供工廠員工情況的實(shí)時(shí)報(bào)道。時(shí)間和出勤率報(bào)告、認(rèn)證追蹤，以及追蹤間接活動(dòng)（如材料制

8、備或工具間的工作）的能力，為活動(dòng)成本計(jì)算提供依據(jù)。它可以與資源分配互動(dòng)（1），來決定最佳分配方案。MES功能7 質(zhì)量管理對(duì)生產(chǎn)過程中收集的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，確保正確的產(chǎn)品質(zhì)量控制，并發(fā)現(xiàn)需要加以注意的問題。它可以建議糾正問題的措施，包括將征兆、措施和結(jié)果聯(lián)系在一起，來確定問題的原因。它還可以包括SPC/SQC（統(tǒng)計(jì)過程控制/統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制）追蹤，離線檢驗(yàn)操作的管理，以及實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）分析。MES功能8 過程管理對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測，并進(jìn)行自動(dòng)糾正，或向操作人員提供糾正及改進(jìn)完工前活動(dòng)的決定支持。這些活動(dòng)可以是操作中的（intra-operational），并注重于監(jiān)控下的機(jī)器或設(shè)備

9、，也可以是操作之間的（inter-operational），即追蹤從一個(gè)操作到下一個(gè)操作的過程。它可以包括報(bào)警管理，以確保工廠的工作人員意識(shí)到超出可接受容差的過程變化。它可以通過數(shù)據(jù)采集/獲取，提供智能設(shè)備和MES之間的接口。.MES功能9 維護(hù)管理追蹤和指導(dǎo)維護(hù)設(shè)備和工具的活動(dòng)，以確保它們在生產(chǎn)過程中的可用性，并保證定期或預(yù)防性維護(hù)以及對(duì)直接問題的響應(yīng)（報(bào)警）的時(shí)間安排。它可以維護(hù)過去時(shí)間或問題的歷史記錄，以協(xié)助對(duì)問題進(jìn)行診斷。MES功能10 產(chǎn)品追蹤及歸類使工作的位置以及工作的布置始終一目了然。狀況信息可以包括具體的工作人員；按供貨商、批量、序列號(hào)、當(dāng)前生產(chǎn)狀況，以及任何報(bào)警、返工或其它與

10、產(chǎn)品有關(guān)的例外情況分類的部件和材料。在線跟蹤功能還可以創(chuàng)建一個(gè)歷史紀(jì)錄。這項(xiàng)記錄允許對(duì)每個(gè)終端產(chǎn)品的組件或使用情況進(jìn)行追蹤。MES功能11 性能分析提供實(shí)際生產(chǎn)操作結(jié)果的最新報(bào)告，并與過去的歷史紀(jì)錄和期望業(yè)務(wù)成果進(jìn)行比較。性能結(jié)果包括各種測定數(shù)據(jù)，如資源利用情況、產(chǎn)品單位周期、滿足時(shí)間表的情況以及性能的達(dá)標(biāo)情況。還可以包括SPC/SQL（統(tǒng)計(jì)過程控制/結(jié)構(gòu)化查詢語言）。提取從不同工作參數(shù)測量功能收集來的信息。這些結(jié)果可以整理成一份報(bào)告，或進(jìn)行在線提交，作為當(dāng)前的性能評(píng)估。運(yùn)輸后勤保障作為材料跟蹤和歸類的組成部分，金屬行業(yè)在生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)中或生產(chǎn)結(jié)束方面的運(yùn)輸后勤保障，主要涉及堆料場管理。 優(yōu)化

11、和模擬 這項(xiàng)功能雖然不是MESA直接定義的功能，但是對(duì)MES的完整性卻是不可缺少的。 材料使用情況方面的過程優(yōu)化，可以通過實(shí)施削減方案計(jì)算（cutting schedule calculation）等功能加以實(shí)現(xiàn)。 一個(gè)合理規(guī)劃的、使用適當(dāng)工具的模擬，對(duì)試車前或軟件更新后所有MES模塊的測試是不可缺少的。能源管理這項(xiàng)功能雖然不是MESA直接定義的功能，但是對(duì)MES的完整性卻是不可缺少的。 在金屬廠，尤其是在液態(tài)/熱鋼階段，要消耗大量的能源。任何能源管理系統(tǒng)的主要目的，是向企業(yè)能源管理人員提供信息和工具，使他們能夠通過能源流動(dòng)管理，以最為有效的方式降低成本。能源信息實(shí)時(shí)地提供給所有的工廠設(shè)備，并

12、且采用方便的格式。能源工具應(yīng)該確保最佳的分析、時(shí)間安排和計(jì)劃，從而能夠制定出能源方案，并保證本地和全球的“peak-shaving”（ 調(diào)節(jié)高峰負(fù)荷）潛力。客戶定單管理這項(xiàng)功能雖然不是MESA直接定義的功能，但是對(duì)MES的完整性卻是不可缺少的。這項(xiàng)功能的表現(xiàn)形式獨(dú)立于上面的（ERP）系統(tǒng)。它至少可以取代一部分ERP功能，或包括在本報(bào)告中。這項(xiàng)功能可以反映客戶-生產(chǎn)商的關(guān)系，以及他們的供貨協(xié)議。因此，與采購和供應(yīng)鏈之間的緊密聯(lián)系是必要的。從技術(shù)上講，這是一個(gè)把顧客要求轉(zhuǎn)化為具體生產(chǎn)數(shù)據(jù)的過程。此功能需要一套完整的工藝數(shù)據(jù)和工藝規(guī)則的支持。同時(shí)該功能也可以用于平衡原料和成品的定貨量。先進(jìn)的計(jì)劃功能

13、該功能不是MESA（MES協(xié)會(huì)）直接定義的功能，但是對(duì)于完整的MES系統(tǒng)是必要的。它的表現(xiàn)形式取決于上級(jí)管理系統(tǒng)（ERP）。該功能為工廠所有的生產(chǎn)單元制定長期生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)能力計(jì)劃。因此，可以詳細(xì)編排出客戶定單的交付日期，從而平衡工廠的全部生產(chǎn)資源。數(shù)據(jù)倉庫該功能不是MESA直接定義的功能，但是由于必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行長期保存（可以達(dá)10年），所以對(duì)于完整的MES系統(tǒng)而言，該功能是必要的。這些數(shù)據(jù)可以用于日后的數(shù)據(jù)評(píng)估（如：統(tǒng)計(jì)、工藝研究、客戶投訴）。同時(shí)長期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也是一種法律義務(wù)。MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)除了MES系統(tǒng)功能，另一個(gè)重要問題是MES系統(tǒng)成熟的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如果下列的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求不能被滿足，所有的

14、MES系統(tǒng)功能將無任何價(jià)值可言。· 高性能系統(tǒng)（軟件和硬件）設(shè)計(jì)必須能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)其任務(wù)的要求（實(shí)時(shí)響應(yīng)能力）建議：o 多處理器環(huán)境o 充足的內(nèi)存o 正確的系統(tǒng)參數(shù)和數(shù)據(jù)庫參數(shù)o 高速網(wǎng)絡(luò)o 瘦服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)· 高可靠性由于冶金企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)的要求，為避免生產(chǎn)波動(dòng)甚至由于系統(tǒng)錯(cuò)誤造成的停產(chǎn)，必須采取措施使系統(tǒng)更為可靠。建議：o 重要硬件的冗余，如：供電，硬盤及其控制器，處理器o 使用人工或自動(dòng)故障恢復(fù)策略，如：備用系統(tǒng)，集群系統(tǒng)o 數(shù)據(jù)安全，如：有效的備份策略，硬盤鏡像（RAID）· 硬件和軟件的可測量性和可維護(hù)性MES系統(tǒng)必須易于在基礎(chǔ)投資上進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)展。鑒于此

15、，較高的初次安裝的投入是必要的。建議：o 選擇在過去生產(chǎn)線的操作中向上和向下兼容性穩(wěn)定的硬件和軟件提供商o 硬件和軟件必須易于擴(kuò)展由于每個(gè)MES系統(tǒng)都處理著大量的數(shù)據(jù)，擁有一個(gè)先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是很重要的。在使用奧拉克爾公司的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（RDBMS）時(shí)，這一優(yōu)勢很突出。在類似冶金行業(yè)的連續(xù)作業(yè)環(huán)境的作業(yè)中該數(shù)據(jù)庫的威力得到了證實(shí)?，F(xiàn)代的數(shù)據(jù)庫正如我們所期望的那樣是以關(guān)系概念為基礎(chǔ)的，因?yàn)橄蟊砀襁@樣的數(shù)據(jù)庫對(duì)象通過定義關(guān)系可以進(jìn)行互相鏈接（如：外國的密鑰）關(guān)系數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)功能通過使用事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制得以發(fā)揮。這些事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，如數(shù)據(jù)庫觸發(fā)和警告能夠使數(shù)據(jù)庫在發(fā)生類似數(shù)據(jù)電報(bào)或操作員輸入這樣的事件

16、時(shí)，促使應(yīng)用軟件即刻產(chǎn)生反應(yīng)。此外，在實(shí)物和邏輯上對(duì)數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用進(jìn)行合理設(shè)計(jì)對(duì)確保實(shí)時(shí)運(yùn)作很有必要。用于移動(dòng)服務(wù)器接入的無線通訊在工廠里有許多工作場所無法在固定地點(diǎn)設(shè)置客戶機(jī)，或設(shè)置后無法使用。過去，操作員不得不離開工作場所而來到有固定安裝的人機(jī)接口客戶機(jī)進(jìn)行通訊。從工作場所到集線器管理接口客戶地的不適當(dāng)?shù)男畔鬏?，如電話、書面通知等，造成了時(shí)間的浪費(fèi)甚至是數(shù)據(jù)的丟失。用先進(jìn)的移動(dòng)設(shè)施武裝起來的現(xiàn)代的無線通訊方式，使得操作者能夠在廠內(nèi)的任何地方都能夠在不耽誤工作的情況下使用MES進(jìn)行通訊。應(yīng)用舉例：·維護(hù)·質(zhì)量檢查·料場管理·材料輸入調(diào)度·生

17、產(chǎn)使用準(zhǔn)備長期數(shù)據(jù)儲(chǔ)備由于國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高，每個(gè)產(chǎn)成品和中間生產(chǎn)步驟，相關(guān)的數(shù)據(jù)都需要進(jìn)行存儲(chǔ)，并且能夠在長時(shí)間內(nèi)方便使用。為達(dá)到此目的，在MES中必須融入適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)倉庫概念。概念需求如下：·從生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫到倉庫數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸必須迅速而持久。·存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的工具要便捷、能夠觀測和記載。為達(dá)到此目的，一個(gè)重要的問題就是在倉庫數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的方法。為能夠性能良好地接入表格內(nèi)容中的一部分，推薦使用數(shù)據(jù)庫表格分區(qū)功能將數(shù)據(jù)庫的表格內(nèi)容細(xì)分為不同的邏輯區(qū)域。西門子MES業(yè)績西門子為中國提供MES系統(tǒng)以有20多年歷史。寶鋼的2030毫米的冷軋鋼廠和2050毫米的熱軋鋼廠的FLS系統(tǒng)是

18、中國鋼鐵行業(yè)中最早的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。珠江和包頭最新的CSP廠也裝備了西門子的MES. 寶鋼的軋板廠和梅山鋼鐵公司煉鋼廠也與我們簽訂了新的定單。所以，西門子不僅可以通過在世界各地的成功案例，也可以通過在中國的業(yè)績顯示其在MES系統(tǒng)上的豐碩經(jīng)驗(yàn)。下面通過描述一個(gè)大型復(fù)雜的MES系統(tǒng)，揭示西門子是如何實(shí)施MES系統(tǒng)，來滿足客戶要求：在位于德國uisburg的蒂森克虜伯鋼廠（Thyssen-Krupp-Stahl）公司的新的薄帶鋼連鑄機(jī)和軋鋼廠作為大規(guī)模電氣設(shè)備供貨的一部分，西門子公司工業(yè)系統(tǒng)及技術(shù)服務(wù)集團(tuán)連鑄與熱軋部為坐落于德國Duisburg的蒂森克虜伯鋼廠（Thyssen-Krupp-Stahl

19、）公司的薄板坯連鑄連軋廠設(shè)計(jì)并實(shí)施了MES系統(tǒng)。1999年4月2日，MES開始調(diào)試兩個(gè)月之后，就產(chǎn)出了第一卷帶鋼。工廠布局· 共用中間包的二流連鑄機(jī)以及420噸鋼包· 配備有運(yùn)輸輥道的再加熱爐· 七架軋機(jī)· 加速冷卻與層流冷卻· 一臺(tái)旋轉(zhuǎn)卷取機(jī)和兩臺(tái)單一卷取機(jī)· 打包機(jī)和打號(hào)機(jī)· 鋼卷庫西門子提供的MES主要功能 · 詳細(xì)排產(chǎn)基于遺傳基因算法的排產(chǎn)模塊把一系列的用戶定單轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)計(jì)劃。制定生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)已經(jīng)考慮了大量的計(jì)劃約束。這些約束包括用戶定單的約束，工廠設(shè)備約束和連鑄連軋工藝的特殊要求。· 緊急計(jì)劃當(dāng)生

20、產(chǎn)出現(xiàn)緊急情況（如：連鑄斷流，非計(jì)劃換輥，澆鑄耽擱等等）時(shí)，原有的生產(chǎn)計(jì)劃將不能繼續(xù)。這時(shí)，緊急計(jì)劃模塊必須適當(dāng)?shù)恼{(diào)整計(jì)劃，以最佳的策略繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。· 質(zhì)量管理系統(tǒng)在各個(gè)生產(chǎn)階段連續(xù)分析和記錄產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)生產(chǎn)條件改變時(shí)，具有重新分配客戶定單的能力，以滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求。· 維護(hù)管理包括完整的軋輥間管理（包括：軋輥修磨，軋輥裝配，換輥，軋輥磨損記錄等）和對(duì)中間包、結(jié)晶器和扇形段等重要設(shè)備的管理。· 產(chǎn)品跟蹤和產(chǎn)品的宗譜從鋼水的接收直至成品的發(fā)送，系統(tǒng)對(duì)爐次、板坯、鋼卷進(jìn)行連續(xù)的跟蹤。所有與原料和生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)將被記錄。· 生產(chǎn)實(shí)績分析提供大量報(bào)表，歸檔生

21、產(chǎn)實(shí)績（如：生產(chǎn)詳情，質(zhì)量，產(chǎn)量，成材率和損失）。· 庫存管理應(yīng)用三維定位系統(tǒng)，在庫區(qū)內(nèi)對(duì)所有鋼卷自動(dòng)進(jìn)行跟蹤。系統(tǒng)自動(dòng)生成運(yùn)輸指令，以優(yōu)化庫區(qū)內(nèi)和發(fā)貨（通過卡車和火車）時(shí)的物流。 · 數(shù)據(jù)倉庫由于客戶要求完整的質(zhì)量文檔，所有與質(zhì)量有關(guān)的重要數(shù)據(jù)必須在數(shù)據(jù)倉庫里儲(chǔ)存一年以上。這些數(shù)據(jù)能夠通過與線數(shù)據(jù)庫相同的HMI工具進(jìn)行訪問。另外，用戶可以使用本系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行分析，并尋找改進(jìn)方案。·文件控制通過有限制的網(wǎng)頁瀏覽器向操作者提供諸如工作狀態(tài)、安全防衛(wèi)說明、使用手冊、管理筆記等文件。計(jì)劃與時(shí)間安排細(xì)目計(jì)劃與時(shí)間安排的目標(biāo)是為廠制定出三班倒最優(yōu)生產(chǎn)計(jì)劃。該系統(tǒng)通過利用客

22、戶指定的供貨日支持以定單為依據(jù)的生產(chǎn)。計(jì)劃的依據(jù)是當(dāng)期的定單庫的平均值，以及未來的低優(yōu)先級(jí)的定單。該平均值包括用于儲(chǔ)存的定單。從該定單平均值包括對(duì)庫存產(chǎn)品的定單。根據(jù)該平均值，作為西門子重要部分的程序計(jì)劃者編制了包括雙流連鑄機(jī)的計(jì)劃程序、爐次、板坯等內(nèi)容在內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)連鑄、連軋程序（）。程序計(jì)劃者考慮了許多技術(shù)限制條件，如除定單屬性的種類外，還考慮了鋼等級(jí)的分組、軋制寬窄、換輥等。該生產(chǎn)程序只有在程序計(jì)劃者的努力下，才能夠使得鋼廠、連鑄機(jī)、軋鋼機(jī)在最佳組合狀態(tài)下運(yùn)作。否則，對(duì)個(gè)別裝置的單獨(dú)計(jì)劃一般情況下將會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)流程的實(shí)質(zhì)的性能損失，而無法達(dá)到最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。程序計(jì)劃員（）區(qū)分了兩種不同的

23、計(jì)劃模式：標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃為生產(chǎn)創(chuàng)造新的連鑄連軋程序圖顯示了全自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃圖：用戶可通過不同的參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃，這兩個(gè)重要參數(shù)是：連鑄連軋程序型：根據(jù)如下參數(shù)選擇不同特點(diǎn)的連鑄連軋程序：反映結(jié)晶器寬度范圍、板坯的厚度、帶鋼寬度范圍、主要帶鋼厚度范圍（在軋制壽命結(jié)束時(shí)）、中間軋制變化（有無）、按連鑄連軋程序減少的最大允許板坯寬度及每個(gè)程序的最大爐次等連鑄連軋程序參數(shù)。連鑄組：選擇一組鋼等級(jí)，能夠在一個(gè)程序統(tǒng)一澆鑄。連鑄組通過主表對(duì)話框進(jìn)行定義程序計(jì)劃者使用不同的數(shù)學(xué)方法找到關(guān)于生成程序的總“成本”的最佳連鑄連軋程序。該成本用于實(shí)例設(shè)置時(shí)間，模具變化、結(jié)晶器變化、換輥、澆鑄次序、切頭需要的廢料。用戶可以制

24、定、比較、選擇最適合的計(jì)劃方案。圖顯示軋制程序的原則。每個(gè)豎條代表一個(gè)計(jì)劃板坯信息技術(shù)和工廠解決方案圖顯示軋制程序。每個(gè)豎條代表一個(gè)計(jì)劃板坯緊急計(jì)劃當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，如連鑄斷流、非計(jì)劃換輥等時(shí)，程序計(jì)劃者能夠更新原編制的生產(chǎn)程序。不同的對(duì)話框針對(duì)實(shí)際的工廠情況促使操作員將緊急計(jì)劃的成果最大化。操作員可以選擇不同的參數(shù)。緊急計(jì)劃在程序計(jì)劃員的操作下自動(dòng)生成。圖顯示緊急計(jì)劃情況下，對(duì)話框的實(shí)例。有關(guān)材料跟蹤的詳細(xì)情況 材料跟蹤的目的是，向任何終端客戶提供全廠范圍的在TSCR廠用于生產(chǎn)的材料的狀態(tài)和當(dāng)前地點(diǎn)的概況信息。這些材料是：· 爐次· 板坯· 帶卷材料跟蹤同樣告知

25、了生產(chǎn)單位的狀況并顯示了一個(gè)挑選重要工序的價(jià)值。但它不意味著取代由工序區(qū)域計(jì)算機(jī)為它們所分別負(fù)責(zé)地區(qū)提供的詳細(xì)的材料跟蹤。一些詳細(xì)的過程計(jì)算機(jī)跟蹤圖像的詳細(xì)信息可以從用于總的材料跟蹤的MES中得到。在TSCR廠中，總的材料跟蹤根據(jù)地點(diǎn)來區(qū)別：· 鋼廠的預(yù)計(jì)爐次 · 連鑄機(jī)· 再加熱爐· 軋機(jī)包括冷卻區(qū)和卷取機(jī)· 傳送帶· 檢查地· 鋼卷場地模塊保持了一個(gè)基于從加工區(qū)，或由對(duì)話框或標(biāo)簽讀取器進(jìn)行的材料特性的輸入而獲得的信息的跟蹤圖像。另外，工廠操作人員能夠通過在生產(chǎn)過程中對(duì)不規(guī)范反應(yīng)的對(duì)話框來糾正跟蹤形象。圖（13）所示為ME

26、S材料跟蹤的原則上的結(jié)構(gòu)computer inter processes: 計(jì)算機(jī)界面過程correction dialog: 糾正對(duì)話框heat data: 爐次數(shù)據(jù)thin slab data: 薄板數(shù)據(jù)strip and coil data: 帶和鋼卷數(shù)據(jù)material tracking image: 材料跟蹤圖像tracking dialog: 跟蹤對(duì)話框圖（14）顯示了TSCR廠的一個(gè)典型材料跟蹤對(duì)話框：宗譜的詳細(xì)情況為了擁有材料的全部歷史和使用情況的信息，就必須建立一個(gè)材料的家譜。設(shè)想由某種材料的編號(hào)開始，可以向前或向后看到與材料相關(guān)的材料加工和其他事件?？梢韵蚯盎蛳蚝罂吹脚c材料

27、相關(guān)的材料加工和其他事件。這種視域包括實(shí)際情況中帶有材料編號(hào)的材料的確實(shí)際部分的分開、切片和統(tǒng)一。 家譜是用于在如下情況中爐次/鋼卷的組合和切割的：· 1 到 n 個(gè)關(guān)系· n 到 1個(gè)關(guān)系· n 到 m 個(gè)關(guān)系關(guān)系的每一個(gè)部分在實(shí)際材料編號(hào)的情況下可以有不同的歷史數(shù)據(jù)。鋼卷場地管理的細(xì)節(jié) 在捆扎、稱重和標(biāo)注后，已加工的熱鋼卷通過特殊的鋼卷卡車被運(yùn)往附近的鋼卷場地。鋼卷場地包括兩個(gè)大廳。一個(gè)大廳里有兩個(gè)起重機(jī)，另外一個(gè)有一個(gè)起重機(jī)。大廳被分成排和空地以將鋼卷裝成兩層。我們的MES鋼卷場地管理具有如下功能：· 由鋼卷機(jī)的批發(fā)商店到發(fā)送地，在鋼卷場地區(qū)域范圍

28、內(nèi)進(jìn)行所有鋼卷的管理和跟蹤。· 在存放區(qū)域內(nèi)生成、監(jiān)督和管理至起重機(jī)和交叉調(diào)度的運(yùn)輸定單· 監(jiān)督和管理使用火車和卡車的發(fā)送起重機(jī)和交叉調(diào)度由PLC來控制，并裝有用于自動(dòng)確定鋼卷的位置的x/y/z調(diào)節(jié)位置度量系統(tǒng)。圖（14）顯示，在一排中排成兩個(gè)垂直層的一個(gè)鋼卷場地跟蹤對(duì)話框。質(zhì)量管理的細(xì)節(jié)西門子MES質(zhì)量信息系統(tǒng)（QIS）通過對(duì)探測到的質(zhì)量偏差來告知已加工的產(chǎn)品的質(zhì)量并在線控制質(zhì)量。這樣它就能決定爐次、板坯或鋼卷是否達(dá)到了設(shè)計(jì)的質(zhì)量規(guī)格。質(zhì)量信息系統(tǒng)有如下的目標(biāo)：質(zhì)量信息:通過回答如下問題反映爐次、板坯和鋼卷的質(zhì)量：· 一個(gè)爐次、板坯或鋼卷的加工價(jià)值是什么？

29、83; 在爐次的化學(xué)分析中有無非限制價(jià)值？· 有了實(shí)際分析價(jià)值的鋼板，可以達(dá)到哪一個(gè)鋼級(jí)別？· 在板坯和鋼卷的生產(chǎn)中有無非限制價(jià)值？· 在板坯和鋼卷中的非限制價(jià)值在哪里？· 板坯和鋼卷中可能的質(zhì)量缺陷在哪里 質(zhì)量控制:在生產(chǎn)過程中對(duì)質(zhì)量偏差的在線反應(yīng)：· 在生產(chǎn)線上的不同控制點(diǎn)評(píng)估爐次、板坯和鋼卷的質(zhì)量。· 根據(jù)生產(chǎn)定單的要求比較已有的質(zhì)量度量方式。· 在出現(xiàn)偏差時(shí)，要求從模塊再制作器上對(duì)爐次、板坯和鋼卷進(jìn)行在線的重新應(yīng)用，而這個(gè)模塊再制作器可能最終導(dǎo)致對(duì)后續(xù)加工步驟的生產(chǎn)指令的在線更新。再制作器根據(jù)適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)指令搜索數(shù)據(jù)庫

30、，并把他們分派到材料處，將更新的生產(chǎn)指令送到輔助的加工區(qū)域計(jì)算機(jī)。圖（15）顯示了一個(gè)反映不同加工價(jià)值的趨勢對(duì)話框服務(wù)器的硬件配置服務(wù)器的軟件配置蒂森克虜伯鋼廠（Thyssen-Krupp-Stahl） 的使用效果· 提高了產(chǎn)量最優(yōu)的生產(chǎn)計(jì)劃編排，最合理地利用了工廠設(shè)備，從而提高了產(chǎn)量并縮短了產(chǎn)品的交貨周期。· 彈性的生產(chǎn)只有我們先進(jìn)的計(jì)劃編排工具才能夠使工廠處理大量的客戶定單以及復(fù)雜的計(jì)劃約束條件。眾多不同的客戶定單能夠被優(yōu)化處理，而通過人工進(jìn)行相同的工作幾乎是不可能的。· 對(duì)于緊急情況的快速反應(yīng)MES的緊急計(jì)劃實(shí)施工具配合最新的HMI系統(tǒng)，通過降低生產(chǎn)事故和物

31、料損失，提高了設(shè)備的連續(xù)生產(chǎn)能力。· 增加效益由于質(zhì)量管理系統(tǒng)能夠自動(dòng)重新匹配客戶定單，從而減少了無定單庫存。先進(jìn)的庫存管理系統(tǒng)降低了流動(dòng)資金的占用和物流成本。· 更高客戶滿意度通過縮短交貨周期和提高交貨質(zhì)量，降低了客戶投訴。· 增加生產(chǎn)訣竅完整的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析工具，使工廠人員能夠更好的了解生產(chǎn)過程并對(duì)其進(jìn)行改良。重要事實(shí)· 由于認(rèn)識(shí)到投資能夠迅速得到回報(bào)，TKS公司決定從工廠開始生產(chǎn)就實(shí)施MES系統(tǒng)。· 從一開始實(shí)施MES系統(tǒng)起，用戶的觀點(diǎn)就是“沒有西門子，我們就無法使工廠運(yùn)轉(zhuǎn)。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，我們只能全線停止生產(chǎn)”·下面的事實(shí)可

32、以說明客戶的滿意度：自從MES系統(tǒng)投入運(yùn)行，西門子又從該客戶陸續(xù)得到定單，要求為系統(tǒng)增加更多的功能，對(duì)整體生產(chǎn)線進(jìn)行更多的優(yōu)化。Reference List of MES:客戶國家設(shè)備類型年資源配置計(jì)劃、時(shí)間安排、調(diào)度文件控制獲取數(shù)據(jù)質(zhì)量管理工藝最優(yōu)化維修管理t追蹤、宗譜、料場性能分析定單管理先進(jìn)的計(jì)劃數(shù)據(jù)倉庫寶山中國CRM1988XXXXXXXX寶山中國CRM1990XXXXXNovo Lipetzk俄羅斯CRM1991XXXXXXXThyssen KTN德國CRM1995XXXXXXXXMagnetogorsk俄羅斯CRM1996XXXXXXXXXXElgiloy美國CRM1997XXXXXANSDK埃及CRM2000XXXXXXXXXHeartland Steel美國CRM2000XXXXXXXXXCSN巴西CRM2000XXXXXXRautaruukki芬蘭CRM2001XXxVega Usinor巴西CRM2001XXXXXXXXXXXAbu Zaabal埃及CRM2002XXXXXX寶山中國HRM1989XXXXXXXXVitkovice捷克板材軋機(jī), 精整作業(yè)線1990XXXXXX客戶國家設(shè)備類型年資源配置計(jì)劃、時(shí)間安排、調(diào)度文件控制獲取數(shù)據(jù)質(zhì)量管理工藝最優(yōu)化維修管理t追蹤、宗譜、料場性能分析定單管理先進(jìn)的計(jì)劃