西門子MES介紹

1、應(yīng)用 MES （生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)），對工廠進行整體優(yōu)化摘要：中國加入 WTO 以后 , 中國的鋼鐵工業(yè)面臨諸多挑戰(zhàn) , 如更加靈活的生產(chǎn) , 更苛刻的質(zhì)量要求以及具備競爭力的成本。這些目標(biāo)只有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到。目前，獨立的生產(chǎn)線的自動化水平和優(yōu)化程度已經(jīng)很高，進行進一步改 進的空間非常有限。而 ERP （企業(yè)資源策劃）系統(tǒng)僅局限于總體生產(chǎn)計劃的編 制，并沒有考慮設(shè)備的實際狀態(tài)和生產(chǎn)線的工藝約束。因而現(xiàn)代化的工廠需要 通過使用最新技術(shù)，聯(lián)合多個獨立的生產(chǎn)線組成一個優(yōu)化的生產(chǎn)鏈并連接基礎(chǔ) 自動化級，過程級與管理級。根據(jù) MESA （制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會）的定義，ME

2、S是 對從下達訂單到生產(chǎn)出最終成品的生產(chǎn)過程進行優(yōu)化的信息系統(tǒng)。本文詳細描述了鋼鐵工業(yè) MES 系統(tǒng)的不同功能模塊和典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 通過分析一個具有成熟功能的實際案例，揭示了 MES系統(tǒng)為工廠的所有者帶來 的效益。1正文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、定單修改方面有更大的靈活性，同時 縮短和保證交貨時間。*產(chǎn)品質(zhì)量方面的更高要求對于所有客戶的復(fù)雜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，卓越的產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)成功的關(guān)鍵因 素。同時，國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求詳細而完整的產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量文檔。*具有競爭力的成本定位具有

3、競爭力的價位是能夠在國際化的鋼鐵市場中生存的重要因素。這必 須通過以提高生產(chǎn)率，設(shè)備作業(yè)率為手段，提高產(chǎn)量和經(jīng)濟效益才能夠 達到。所有這些目標(biāo)，只有通過投資具有經(jīng)濟效益的生產(chǎn)線并使用最新科技才 能夠?qū)崿F(xiàn)。目前，獨立的生產(chǎn)線的自動化程度和優(yōu)化水平已經(jīng)很高，進一步改進的 空間非常有限。另一方面，ERP （企業(yè)資源策劃）系統(tǒng)局限于總體生產(chǎn)計劃的 編排，而沒有考慮設(shè)備的實際運行狀態(tài)和生產(chǎn)線的工藝約束。因而現(xiàn)代化的工廠需要現(xiàn)代科技作為企業(yè)信息化建設(shè)的重要組成部分， 聯(lián)合多個獨立的生產(chǎn)線構(gòu)成生產(chǎn)鏈（水平集成），并連接生產(chǎn)層與管理層（垂 直集成）。完成這項特定任務(wù)的系統(tǒng)稱為 MES系統(tǒng)（制造執(zhí)行系統(tǒng)）。根據(jù)

4、MESA （制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會）的定義，MES是對從下達訂單到生產(chǎn) 出最終成品的生產(chǎn)過程進行優(yōu)化的信息系統(tǒng)。2LevelPlfivwiiip 盤ExecutionLevelVertical penetration of information process!ng from management to field levelHorizontal penetration of information processing along the entire value chainjjOrder DataI Feedback圖（1）信息的水平集成與垂直集成IT related levers for p

5、erformanee increaseSeamless integration and transparency of plant & business information圖（2） MES系統(tǒng)在企業(yè)信息化建設(shè)的重要地位:SAP Applications FL CO. MM, PP, SD, QMMDAI PDAstandardized or individual3用于冶金企業(yè)的MES功能作為企業(yè)信息建設(shè)的重要組成部分， MES系統(tǒng)包含多種不同的功能。功 能的取舍，取決于特定的工廠環(huán)境以及所期望的效益。圖（3）MES系統(tǒng)功能概貌0_(EUCustomerorderMgmt| Fina

6、nce |CnntrnlliingManagementIHI uiman Resource L1MaterialWghit.SalesLabor ManagementAdvanced PlanningManagemem ot ProductionRbsolicc Alloc stfioii&姣lain吁& Dispatching上 Opeialioiis3 Disipiricllliihgi/DetiiiiledPiodiKlmi5chdliflMi!i.|units|Plannlng. schedulingI rAiiihirgemem''Pitict Tia

7、ckhigTnaiioitDiuiiiilizjiacMi or疋 iMiOCiiLeng祐1祀號Syrein CDifrolProduct Tracking & Gene alogyOptiim ization-SimulationProcess Man age me nt b Mana>i|eiTKiv1Plant Informatiorii Mana；(je>mentPeiiToiiirkHflCBAiialvsi5 Di ii 41 CdlectiDii'AcquisitionDocumentManagementEliepyyMama>ijeirii9

8、ii1DOCLMllIrtCOITIIOIWarehouseQualify Planning & Assurance7Qnairty MsnatgBmeurtMaintensmc# Mandg電in電nttMaoiyeiniitFuriclloi dtc.lo MESA Model備注：這是根據(jù)MESA模型建立的MES功能說明1至11。MES功能1 資源分配這項功能管理各種資源，包括機器、工具、勞動力技能、材料、氣體設(shè) 備，以及其它各項內(nèi)容，如開始操作時必須提供的文件。它提供詳細的資源歷 史，保證設(shè)備的正確設(shè)置，并提供實時的設(shè)備狀況。這些資源的管理包括資源 的保存和調(diào)度，以滿足操作時間

9、安排方面的目標(biāo)。MES功能2 操作/詳細排產(chǎn)這項功能根據(jù)與具體生產(chǎn)單位的優(yōu)先級、屬性、特征和 /或配方，在操作 中對生產(chǎn)順序，如顏色排序的形態(tài)或其它特征進行優(yōu)化，從而可以通過正確的 順序，使對設(shè)備的調(diào)整降低到最小。系統(tǒng)限制和識別生產(chǎn)路徑并考慮生產(chǎn)的重 疊性與并行性，從而計算出精確的時間和設(shè)備負載并對生產(chǎn)調(diào)度進行調(diào)整。MES功能3:分配生產(chǎn)單元系統(tǒng)以任務(wù)，訂單，爐次，批次以及生產(chǎn)指令對生產(chǎn)物流進行管理。調(diào) 度信息以生產(chǎn)序列的形式呈現(xiàn)并依據(jù)生產(chǎn)實績進行實時調(diào)整。MES有能力改變以下達的計劃，重新生產(chǎn)，補救生產(chǎn)以及通過緩沖區(qū)管理來實時控制生產(chǎn)線負 載。MES功能4 文件控制這項功能可以控制生產(chǎn)單位必

10、須維護的記錄/表格，包括工作指示、配 方、圖紙、標(biāo)準(zhǔn)操作程序、零件加工程序、批量產(chǎn)品記錄、工程設(shè)計變動通 知、班次間的通訊，以及編輯“按計劃角度”和“按制造角度”的信息。它對 操作現(xiàn)場下達指示，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。MES 功能 5 數(shù)據(jù)采集 這項功能提供一個接口鏈接，用來獲取中間產(chǎn)品和參數(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)場進行人工收集，也可以從 設(shè)備中自動收集，并保證數(shù)據(jù)的及時更新。MES 功能 6 勞動力管理 該功能提供工廠員工情況的實時報

11、道。包括記錄員工的考勤情況及時 間、資格跟蹤，而且可以記錄員工的非直接工作，如材料準(zhǔn)備、工具間工作 等。這些都可以作為動態(tài)成本核算的依據(jù)。該功能可以與資源分配軟件（1）協(xié)同工作，以達到最佳的人力資源分配。MES 功能 7 質(zhì)量管理 系統(tǒng)從生產(chǎn)過程采集實時測量信息，并對其進行分析以確保嚴(yán)格的產(chǎn)品 質(zhì)量控制，同時鑒別潛在的質(zhì)量問題。系統(tǒng)可以提示問題糾正方案，包括相關(guān) 現(xiàn)象，行為以及原因的診斷。同時可以包括 SPC/SQC以及對實驗室信息管理系 統(tǒng)（ LIMS ）中的離線質(zhì)量檢驗和分析進行跟蹤和管理等功能。MES 功能 8 生產(chǎn)管理 對生產(chǎn)進行監(jiān)控并自動糾正或提示操作員糾正生產(chǎn)中存在的問題以改善 生

12、產(chǎn)線的在調(diào)節(jié)性。這些調(diào)節(jié)重點著眼于受監(jiān)視和控制的設(shè)備，并逐次跟蹤。 系統(tǒng)可以管理報警以確保工廠人員了解可能導(dǎo)致超差的生產(chǎn)變更。該功能通過 數(shù)據(jù)采集功能，提供 MES 與智能設(shè)備的接口。5MES 功能 9 維護管理 系統(tǒng)跟蹤并指導(dǎo)設(shè)備或工具的維護工作，確保設(shè)備滿足生產(chǎn)需要以及定 期維護或預(yù)防性的維護計劃順利實施，并且確保發(fā)生事故時的快速響應(yīng)（報 警）。系統(tǒng)可以記錄設(shè)備的歷史事件和故障，以協(xié)助故障診斷。MES 功能 10：產(chǎn)品的宗譜與產(chǎn)品跟蹤 該功能可以全程監(jiān)視產(chǎn)品的用途和加工狀態(tài)。狀態(tài)信息包括加工者、原 料的供應(yīng)商、批號、序列號、產(chǎn)品當(dāng)前狀態(tài)、報警、返工以及其他和生產(chǎn)相關(guān) 的異常情況。通過這種在

13、線檢測功能記錄了產(chǎn)品的歷史，從而可以追蹤產(chǎn)品的 生產(chǎn)歷史和最終用途。在冶金行業(yè)中原材料、中間產(chǎn)品和成品的精確物流配送 主要通過先進的倉儲管理系統(tǒng)來實現(xiàn)。MES 功能 11：性能分析該功能提供實時生產(chǎn)實績以及與歷史數(shù)據(jù)的比較和期望的結(jié)果。生產(chǎn)實 績包括諸如資源利用情況、資源使用率、生產(chǎn)周期以及與計劃和標(biāo)準(zhǔn)符合情況 等。同時也可以包括SPC/SQC。系統(tǒng)可以從其他功能模塊提取運行參數(shù)，結(jié)果 可以以報表形式輸出或作為實時性能評估在線顯示。運輸物流作為物料跟蹤和宗譜的重要組成部分，冶金行業(yè)的原料、中間產(chǎn)品和成 品的運輸物流，主要通過料場管理系統(tǒng)實現(xiàn)。優(yōu)化和仿真這項功能雖然不是 MESA 直接定義的功能

14、，但是對完整的 MES 是不可 缺少的。通過諸如切割計劃計算等功能，可以優(yōu)化材料的使用。 一個合理規(guī)劃 的、使用適當(dāng)工具的仿真，在試車或軟件更新前對所有 MES模塊的測試是必不 可少的。能源管理這項功能雖然不是 MESA 直接定義的功能，但是對 MES 的完整性卻是不 可缺少的。在鋼鐵廠，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 過能源流動管理，以最為有效的方式降低成本。能源信息實時地提供給所有的工廠設(shè)備，并且采用方便的格式。能源工 具應(yīng)該確保最佳的分析、時間安排和計劃，從而能夠制定出能源方案，并預(yù)測 潛在的本地

15、和全局性的能源高峰?？蛻舳▎喂芾磉@項功能雖然不是MESA直接定義的功能，但是對MES的完整性卻是 不可缺少的。這項功能的表現(xiàn)形式獨立于上層的（ERP）系統(tǒng)。它至少可以取 代一部分ERP功能，或包括在其中。這項功能可以反映客戶 -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。同時該功能也可以用于平衡原料和成品的定貨 量。預(yù)先計劃功能該功能不是 MESA （MES 協(xié)會）直接定義的功能，但是對于完整的 MES 系統(tǒng)是必要的。它的表現(xiàn)形式取決于上級管理系統(tǒng)（ E

16、RP）。該功能為工廠所 有的生產(chǎn)單元制定長期生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)能力計劃。因此，可以詳細編排出客戶 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，但是由于必須對數(shù)據(jù)進行長期保存 （可以達 10年） ，所以對于完整的 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)評估（如：統(tǒng)計、工藝研究、客戶投訴）。同時長期數(shù) 據(jù)存儲也是一種法律義務(wù)。7MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)除了 MES系統(tǒng)功能，另一個重要問題是 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 MES系統(tǒng)功能將無任何價值可言。高性能系統(tǒng)（軟件和硬件）設(shè)計必須能夠?qū)崟r響應(yīng)其任務(wù)的

17、要求（實時響應(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* 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)波動甚至由于系統(tǒng)錯誤造 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性MES系統(tǒng)必須易于在基礎(chǔ)投資上進行經(jīng)濟的擴展。鑒于此，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展

18、8實時數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫由于每個 MES 系統(tǒng)都處理著大量的數(shù)據(jù)，擁有一個先進的數(shù)據(jù)管理系 統(tǒng)是很重要的。在使用 ORACLE 公司的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ RDBMS ）時，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)庫的能力得到了 證實?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)庫是基于關(guān)系型概念的。通過定義關(guān)系（如外鍵），數(shù)據(jù)庫對 象（如表）可以相互關(guān)聯(lián)。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的實時性是通過事件驅(qū)動機制來實現(xiàn)的。事件驅(qū)動機制 （如觸發(fā)器），允許數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序立即響應(yīng)事件，如數(shù)據(jù)電文或操作員輸 入。另外，巧妙的物理和邏輯數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用程序的設(shè)計也是確保系統(tǒng)實時性 的必要條件。無線通訊與可移動訪問 在工廠中有許多工作地點是不

19、可能設(shè)置固定的客戶端設(shè)備的。過去操作 員為了和固定的客戶端設(shè)備聯(lián)系，必須要離開工作地點才能完成。由于這種不 合理的工作地點到 HMI 客戶設(shè)備的信息傳送方式（如：電話，或者記錄在紙 上），造成了時間浪費甚至數(shù)據(jù)的丟失。建立在成熟的可移動設(shè)備基礎(chǔ)上的現(xiàn)代無線通訊技術(shù)允許操作人員在工 廠的任何位置與 MES 系統(tǒng)進行通訊。適用場合： 維護 質(zhì)量檢查 庫存管理 材料入庫 / 發(fā)運 生產(chǎn)器械準(zhǔn)備長存期數(shù)據(jù)儲 由于不斷提高的國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，所有成品以及中間生產(chǎn)過程的相關(guān) 數(shù)據(jù)必須保存，以利于日后的訪問。因此， MES 系統(tǒng)必須具有集成數(shù)據(jù)倉庫。 要求： 數(shù)據(jù)從生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)倉庫必須迅速，并且具有

20、很好的可維護 性。 具有快速簡便的數(shù)據(jù)訪問工具以及進行數(shù)據(jù)存儲的應(yīng)用程序和文檔 。為達到此目的，一個重要的問題就是在倉庫數(shù)據(jù)庫存儲大量數(shù)據(jù)的方法。 為能夠快速訪問表中數(shù)據(jù)，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)是中國鋼鐵行業(yè)中最早的計算機管 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ME

21、S系統(tǒng)上的豐碩經(jīng)驗。下面通過描述一個大型復(fù)雜的 MES系統(tǒng)，揭示西門子是如何實施 MES 系統(tǒng)，來滿足客戶要求：在位于德國D uisburg的蒂森克虜伯鋼廠(Thyssen-Krupp-StahD公司的新的 薄帶鋼連鑄機和軋鋼廠作為大規(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 連鑄與熱軋部為坐落于德國 Duisburg的蒂森克虜伯鋼廠(Thyssen-Krupp- Stahl)公司的薄板坯連鑄連軋廠設(shè)計并實施了 MES系統(tǒng)。1999年4月2 日，MES開始調(diào)試兩個月之后，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以及 420噸鋼包*配備有運輸輥道的再加熱爐*七架軋機層

22、流冷卻 一臺旋轉(zhuǎn)卷取機和兩臺單一卷取機*打包機和打號機*鋼卷庫10西門子提供的MES主要功能11#0：customer order MQmtrAdvancedP Fanning#Ptanning. Scheduling & Dispatching-DrilledEnmgncyn時mil即LHspatchiiiq PioduetlANUnNiMaterial Tracking & G冒門冒alogyTMckiiiyCoil Yiril&： TiacmgiQuality ManagementAuabiiiy& DociirnerifdtionRedllo 匚 vil

23、ii 卄 hPlant IniTormatin Mahag#mentPepfnniM»c>eDocument ControlDocuineivtMJiriniyeiiiK-ritRe$ourc« AllaeatlohRo|shsp.filoItL Tmi ini IfsIi. Seyrnei itsData WarehousesrcK旳電& Evaliidilioii#詳細排產(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 戈嘰制定生產(chǎn)計劃時已經(jīng)考慮了大量的計劃約束。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。*緊急計劃當(dāng)生產(chǎn)

24、出現(xiàn)緊急情況（如：連鑄斷流，非計劃換輥，澆鑄耽擱等 等）時，原有的生產(chǎn)計劃將不能繼續(xù)。這時，緊急計劃模塊必須適當(dāng)?shù)?調(diào)整計劃，以最佳的策略繼續(xù)進行生產(chǎn)。*質(zhì)量管理系統(tǒng)在各個生產(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，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)對爐次、板坯、鋼卷進行連 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)實績分析提供大量報表，歸檔生產(chǎn)實績（如：生產(chǎn)詳情，質(zhì)量，產(chǎn)量，成 材率

25、和損失）。*庫存管理應(yīng)用三維定位系統(tǒng)，在庫區(qū)內(nèi)對所有鋼卷自動進行跟蹤。系統(tǒng)自 動生成運輸指令，以優(yōu)化庫區(qū)內(nèi)和發(fā)貨（通過卡車和火車）時的物流。數(shù)據(jù)倉庫HMI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 工具進行訪問。另外，用戶可以使用本系統(tǒng)對生產(chǎn)線進行分析，并尋找 改進方案。*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。計劃與排產(chǎn)計劃與排產(chǎn)目標(biāo)是為TSCR廠制定出三班倒最優(yōu)生產(chǎn)計劃。該系統(tǒng)通過 利用客戶指定的交貨日期，支持以定單為依據(jù)的生產(chǎn)。計劃的依據(jù)是當(dāng)前訂單庫池，以

26、及補充未來的低優(yōu)先級的定單。該訂單池 可以包括庫存產(chǎn)品的定單。根據(jù)該訂單池，作為西門子MES重要部分的計劃 編制程序編制一個或多個連鑄、連軋程序（CRP）。包括雙流連鑄機的計劃 程序、爐次、板坯等。計劃編制程序考慮了許多工藝限制條件，除訂單屬性外，還考慮了鋼種的 分組、軋制寬度、換輥等。只有計劃編制程序生成的生產(chǎn)程序，才能夠使得鋼廠、連鑄機、軋鋼機在 最佳組合狀態(tài)下運作。否則，對個別裝置的單獨計劃將會導(dǎo)致生產(chǎn)流程的實質(zhì) 的性能損失，而無法達到最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。12計劃編制程序（SQP ）區(qū)分了兩種不同的計劃模式: 標(biāo)準(zhǔn)計劃產(chǎn)生新的連鑄連軋程序 圖9全自動標(biāo)準(zhǔn)計劃窗口:慙 Eralellunqi

27、Tairamm13#Produkliomtag:12.11 99 SELmslaoakijjElef Flafl fiji Taoesprcg-ammIjieB-p 呼Hegirm EodleUiflHinfeeinSll6<4) 10Q55 | LG 5901:495*55RiiwnMsn Hcmc WbSlidng 2 in SuQm NormGWP Inloil 41S31142Q419"刊 R0?.5ti10D?nxiduklion r.FfanineFiji 12乳&詁曲Hadf f h廠歹入謂制-F F£ ；3<6薛Ap廠廠SchrPPLUi

28、lanz PPL3滬怕心曲1Z11.9914:22#Version tfesakluelen Plarwgsz.lutVcixKirn：Shiiftgc Ji GWP-TjipSEIM N0_PUNolhne i OicftGienzab-VAC1 gruppeimetguinotkurv utatzGWP Seq Anzahl &躋祁ht Eirtb Grcft F-Wr Pds Sctwielz tj Bginn Endc0廠廠 廠廠 r rNeueWQI 廠 atn B eginnHii iimimEnUiaimen Neue WGSbang 1Slisno 2 in SequN

29、dm Full INoib Fdll 12StafftGcnOWPUbBfffahme in TP#REE丹畦ER5lahi« Planer£C1P FndjcJirilil: I龍 HnloIf » WD用戶可通過不同的參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)計劃，兩個重要參數(shù)是：CRP型：根據(jù)如下參數(shù)選擇不同特點的連鑄連軋程序：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）、 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：選擇一組鋼種，能夠在一個澆鑄程序統(tǒng)一澆鑄。連鑄組通過主表對話框進行

30、定義計劃編制程序使用不同的數(shù)學(xué)方法找到生產(chǎn)程序的總“成本”的最佳連鑄 連軋程序。該成本用于生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，模具變化、結(jié)晶器變化、換輥、澆鑄次 序、切頭需要的廢料。用戶可以制定、比較、選擇最適合的計劃方案。圖10顯示軋制程序的原理。每個豎條代表一個已經(jīng)計劃的板坯#slabw idthchange of rolls due to change of cast w idthtim e-El 史一更 qINle>Hr： 2569 LiWF-lyp 2 KiEBgmppeWFBOOlProMukli朗戢*qlH.07.99 DonnerstcLghRuckw.圖11顯示軋制程序。每個豎條代表一個已經(jīng)

31、計劃的板坯Geplnnle WnUzfDlqR14J WechtBl WG1 Wechtal WG2 iFiillbrmme FtuckwirkungsbidnmeDalen iir akbuellai Schmefee Dalen zui Nlueilaw BramrreWalz- Walz-Sequ FTL5hGiemdhl tMeie <fcBMr OKBZangpot Zichzch QKBZ AuPHg Po* Vers Pi» IMI 冋！ 1網(wǎng)】日cm列kumjZiyflf J_2L21 ESA D296&I8 028 A 02購5 1268 4.53AE

32、NON1緊急計劃當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時，如連鑄斷流、非計劃換輥等時，程序計劃者能夠更 新原編制的生產(chǎn)程序。不同的對話框針對實際的工廠情況促使操作員將緊急計 劃的成果最大化。操作員可以選擇不同的參數(shù)。緊急計劃在計劃編制程序的操 作下自動生成。圖12顯示緊急計劃情況下，對話框的實例。盟 NutfGiB巳hbrugh一占equEDE (Nupl已nung)GieBbeginnStrangeGWP Typ1GieBgruppeBreite-OickeGiehzabmei-GWP F- NrsungskurveGV/P- Ni.Geplante SchmebenNot-Behand-GWA更Gwo-F PPt

33、Gewichl叫僭盤StationStation AnkunHDiff,±1出±1' 05Nr Seq HiQKBZ kgjStation r. Schmelz Ni.Beginn Ende geplantmin15#Status Plan&rSQP FcilschrittStart NGifaf/planungSeenden#物料跟蹤物料跟蹤的目的是，向所有終端客戶提供全廠范圍的生產(chǎn)的材料的狀態(tài) 和當(dāng)前地點的概況信息。如：爐次板坯物料跟蹤同樣告知了生產(chǎn)單元的狀況并顯示了挑要工序的選重價值。但 它不意味著取代由工序區(qū)域計算機為它們所分別負責(zé)地區(qū)提供的詳細的材

34、料跟 蹤。一些詳細的過程計算機跟蹤圖像的詳細信息可以從用于總的材料跟蹤的 MES中得到。在TSCR廠中，總的物料跟蹤根據(jù)地點來區(qū)別：煉鋼廠的預(yù)計爐次*連鑄機*再加熱爐*軋機包括冷卻區(qū)和卷取機*傳送鏈*檢查段 鋼卷庫模塊保持了一個從加工區(qū)計算機，或由對話框或標(biāo)簽讀取器進行的材料特 性的輸入而獲得的信息的跟蹤映像。另外，工廠操作人員能夠通過在生產(chǎn)過程 中對不正確映象，通過對話框來糾正。圖（13）所示為MES物料跟蹤的原理結(jié)構(gòu)16圖（14） TSCR廠的典型物料跟蹤對話框:宗譜的詳細情況為了擁有材料的全部歷史和使用情況的信息，就必須建立一個材料的家 譜。設(shè)想由某種材料的編號開始，可以向前或向后看到與

35、材料相關(guān)的材料加工 和其他事件。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。這種視 圖包括實際情況中帶有物料編號的材料的實際部分的橫切、縱切和結(jié)合。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個關(guān)系* n到1個關(guān)系 n到m個關(guān)系關(guān)系的每一個部分在實際材料編號的情況下可以有不同的歷史數(shù)據(jù)。17鋼卷庫管理在打包、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往附 近的鋼卷庫。鋼卷庫包括兩個跨。一個跨里有兩個起重機，另外一個有一個起 重機。廠房被分成排和空地以將鋼卷裝成兩層。我們的MES鋼卷庫管理具有如下功能：從鋼卷的入庫到發(fā)運，在鋼卷庫內(nèi)進行所有鋼卷的管理和跟蹤。*在存放區(qū)域內(nèi)

36、生成、監(jiān)督和管理至起重機和過跨的運輸指令 監(jiān)督和管理使用火車和卡車的發(fā)送起重機和過跨車由PLC來控制，并裝有用于自動確定鋼卷的位置的 x/y/z調(diào) 節(jié)位置度量系統(tǒng)。圖（14）顯示，在一排中排成兩個垂直層的一個鋼卷場地跟蹤對話框。質(zhì)量管理西門子MES質(zhì)量信息系統(tǒng)（QIS）通過對探測到的質(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、板坯或鋼卷是否達到 了設(shè)計的質(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：* 一個爐次、板坯或鋼卷的加工過程？*在爐次的化學(xué)分析中有無化學(xué)成分超標(biāo)？* 通過爐次化學(xué)成分分析，可以達到哪一個鋼種?* 在

37、板坯和鋼卷的生產(chǎn)中有無超標(biāo)值？* 在板坯和鋼卷中在哪里超標(biāo)？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)過程中對質(zhì)量偏差的在線反應(yīng):*在生產(chǎn)線上的不同控制點評估爐次、板坯和鋼卷的質(zhì)量。根據(jù)生產(chǎn)定單的要求比較質(zhì)量實際數(shù)據(jù)。.在出現(xiàn)偏差時，要求從模塊再申請器上對爐次、板坯和鋼卷進行在線的 重新申請，而這個模塊再申請器可能最終導(dǎo)致對后續(xù)加工步驟的生產(chǎn)指 令的在線更新。再申請器根據(jù)適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)指令搜索數(shù)據(jù)庫，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)域計算機。圖（15）過程值趨勢對話框MES20DATLscsHSZ1SOD1D2SVSET ASCSISED1'D2'SV

38、SET BRechnersc hrankEinschubgeh 鋟 seO riginalrechnerPLRErw eiteru ngsg eh 鋟 se lokale K om ponente n PL REinschubgehErsatzrechnerPLR-E鋟seErw eiteru ngsg eh 鋟 se lokale K om ponente n PL R-EH igh-Spee dC ontrollerErw eiterungsgehD atenbank鋟seErw eiterungsgeh 鋟 seD atenbank, gespiegeltSO: Onlinesystem

39、, OriginalsystemplatteSE: Onlinesystem, ErsatzsystemplatteSP : lok ale s O fflin e sys tem de s E rs atz re chn e rs f 黵 Pro gra mm ieru ng , S ou rce - un d O bje ktco d e u nd Doku m enta tionD1/D2:1.Datenplatte / 2. DatenplatteSV: S tro m ve rso rg un gDT/D2' : I.Spiegeldatenplatte /2. Spiege

40、ldatenplatteD1,2T : Offline Testdatenplatte mit Testdatenbank (ohne Spiegelung)21MES服務(wù)器的軟件配置DatabaseSQLsNetSQLSQLetSQL-Neti：Web ClientOracle ClientProcessComputerBasicAutomationDB ServerDataioas 已Prxi匚已$守Dal-sbaseTragerStoredPr&cedureDBMSAJertAppl.ServertSQUNetFormsAppl.Process1=1Forms Appl.C Ap

41、pl.ProcessC Appl.ProcessReportAppl.TCP/IP0MQSQL帕SQLComrTiBMQS4X*NelPLC Appl. Level 1IC Appl.ProcessJ IIC Appl./SQLProcessProcessComputEr22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)只有我們先進的計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 過人工進行相同的工作幾乎是不可能的。*對于緊急情況的快速反應(yīng)MES的緊急計劃實施工具配合最新的HMI系統(tǒng)，通過降低生產(chǎn)事故和物料損失，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)能夠自動重新匹配客戶定單，從而減少了無定單庫存。先進的庫存管理系統(tǒng)降低了流動資金的占用和物流成本。*更高客戶滿意度通過縮短交