冶金企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)解決方案

1、冶金企業(yè)生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)解決方案 業(yè)務(wù)流程分析鋼鐵企業(yè)冶金過程是一個離散和連續(xù)混合的生產(chǎn)過程，在市場經(jīng)濟(jì)的今天，鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)都是以銷售訂單為驅(qū)動的，有些品種固定，銷路也穩(wěn)定的企業(yè)也有以適度的庫存量為驅(qū)動的，一般都遵循著如下的業(yè)務(wù)流程，即： 年末根據(jù)市場預(yù)測、生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)、企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、企業(yè)設(shè)計產(chǎn)能等信息，制定下一年全年的綜合計劃，包括：生產(chǎn)、經(jīng)營、采購、銷售、大中修、能源供應(yīng)等計劃； 根據(jù)綜合計劃分配出季度、月份計劃，各部門努力保證計劃的順利完成，隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，可根據(jù)實際需求，及時調(diào)整變更的月份計劃。 銷售部門為完成既定的銷售計劃，努力的開拓市場，與用戶簽訂供銷合同，并將定貨數(shù)量、質(zhì)量、規(guī)格要

2、求、交貨日期等傳遞給生產(chǎn)部門； 生產(chǎn)部匯總近期的交貨訂單，根據(jù)用戶對產(chǎn)品質(zhì)量和交貨期的要求，參考掌握的產(chǎn)品庫存信息、冶金規(guī)范等信息，完成組爐、組批管理，制定出2、3天內(nèi)的生產(chǎn)計劃； 根據(jù)生產(chǎn)計劃推導(dǎo)出物料需求計劃，對于沒有生產(chǎn)過的產(chǎn)品還要由技術(shù)部門進(jìn)行質(zhì)量設(shè)計； 物料計劃傳遞給采購部門，采購部門為保障生產(chǎn)，按照質(zhì)優(yōu)價廉的方針篩選供應(yīng)商，努力完成原料采購任務(wù)； 生產(chǎn)計劃下放給各生產(chǎn)分廠的生產(chǎn)科，計劃員根據(jù)結(jié)合產(chǎn)線任務(wù)完成情況、產(chǎn)線工作飽和度、設(shè)備運轉(zhuǎn)情況、待檢修情況、原料庫的儲備情況、倒運保障情況等信息，制定出作業(yè)計劃，將生產(chǎn)任務(wù)細(xì)化到產(chǎn)線、班組，也就是明確了產(chǎn)量、地點、執(zhí)行人和完成時間； 生產(chǎn)

3、調(diào)度根據(jù)作業(yè)計劃組織生產(chǎn)，圍繞著該作業(yè)計劃，協(xié)調(diào)各方如資源，如：運輸、原料、能源、自動化等，對于因故不能完成的，及時調(diào)整產(chǎn)線、作業(yè)時段，確定臨時變更的作業(yè)計劃，以保證生產(chǎn)任務(wù)的順利完成； 生產(chǎn)過程的信息通過監(jiān)控系統(tǒng)及時反饋給生產(chǎn)管理者，班組長組織工人完成最終的生產(chǎn)，并準(zhǔn)確記錄下生產(chǎn)過程及事件處理過程； 生產(chǎn)過程中的半成品成為下一工序的原料，直至到產(chǎn)品庫被銷售部賣掉。 和信的MES理念流程工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)的理論和技術(shù)經(jīng)過多年的研究發(fā)展，特別是經(jīng)過了大量的企業(yè)實踐的考驗，已逐步形成合理的體系結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)框架已由五層模型演變?yōu)镋RP/MES/PCS三層結(jié)構(gòu)。這個層次架構(gòu)已成為先進(jìn)工業(yè)國家流程工業(yè)綜

4、合自動化系統(tǒng)理論和產(chǎn)品的主流框架。隨著信息技術(shù)和生產(chǎn)自動化程度的不斷發(fā)展，在冶金行業(yè)，一定規(guī)模的鋼鐵企業(yè)基本上都能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）和車間內(nèi)的過程控制系統(tǒng)（PCS），車間生產(chǎn)已經(jīng)高度自動化，但是如何按照客戶的訂單要求來最優(yōu)化安排生產(chǎn)，如何分析控制質(zhì)量，如何面對用戶的特殊要求，如何將車間的有效生產(chǎn)數(shù)據(jù)及時傳遞到ERP系統(tǒng)，如何更有效地控制人力資源和物料損耗等，如何更有效地安排倉庫管理和運輸?shù)鹊葐栴}又出現(xiàn)在企業(yè)管理者面前。在企業(yè)中，ERP系統(tǒng)和PCS系統(tǒng)都具有各自的局限性，使得在企業(yè)范圍的信息化過程中暴露出上層計劃系統(tǒng)與底層控制系統(tǒng)之間的生產(chǎn)執(zhí)行領(lǐng)域的空白；鋼鐵企業(yè)具有生產(chǎn)線長、工序

5、多、設(shè)備復(fù)雜，完全靠人工的方式進(jìn)行管理和控制幾乎是不可能的；MES能夠填補這個空白，首先，它對產(chǎn)品訂單、質(zhì)量、設(shè)備、資源等進(jìn)行全面的動態(tài)管理；其次，作為將ERP等業(yè)務(wù)系統(tǒng)與生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)相連接的神經(jīng)系統(tǒng)，在信息集成中起著承上啟下的重要作用，它為管理與過程控制系統(tǒng)之間提供了一個通道，使兩者之間有機(jī)地構(gòu)成一個整體。因此，鋼鐵企業(yè)MES 的實施就顯得尤其重要，鋼鐵企業(yè)MES作為企業(yè)信息化建設(shè)的重要組成部分，起到承上啟下、前后貫穿的作用，它通過收集生產(chǎn)過程中大量的實時數(shù)據(jù)，并對實時事件進(jìn)行及時的反應(yīng)和處理，來進(jìn)行生產(chǎn)過程的優(yōu)化管理，既接收生產(chǎn)實績數(shù)據(jù)并反饋生產(chǎn)結(jié)果給上一層管理系統(tǒng)（ERP），又把上

6、一層管理系統(tǒng)的生產(chǎn)指令下達(dá)到過程控制層（PCS）。上下連通現(xiàn)場控制設(shè)備與企業(yè)管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫連接與共享；前后貫通所有生產(chǎn)線，實現(xiàn)全過程的一體化產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤、一體化計劃與物流調(diào)度、一體化生產(chǎn)控制與管理，從而形成以MES為核心的企業(yè)信息系統(tǒng)。北京和信公司基于長期的冶金自動化控制實施的基礎(chǔ)上，遵循先進(jìn)的企業(yè)管理理念，結(jié)合自身在工程實踐中的經(jīng)驗和獨特理解，推出了針對國內(nèi)冶金行業(yè)的MES 解決方案，和信公司在數(shù)據(jù)采集與集成方面也有很深的功力，有近百種的控制系統(tǒng)接口程序，實時數(shù)據(jù)庫也有自己的產(chǎn)品HiRis。本系統(tǒng)起著上下溝通企業(yè)管理ERP系統(tǒng)和過程自動化控制設(shè)備的信息集成的作用，以實現(xiàn)冶金企業(yè)從生

7、產(chǎn)計劃、動態(tài)調(diào)度、生產(chǎn)控制、質(zhì)量監(jiān)控、成本收集、倉庫管理等全過程的一體化協(xié)調(diào)生產(chǎn)。和信公司的MES系統(tǒng)是圍繞生產(chǎn)而設(shè)計的，它以實時數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)為支持平臺，以計劃為核心，以調(diào)度為主線，對生產(chǎn)過程進(jìn)行全面管理和控制，它提供了企業(yè)所需的基礎(chǔ)構(gòu)架和決策支持工具，打破了生產(chǎn)單元間的信息壁壘，它的目標(biāo)是優(yōu)化生產(chǎn)資源，實時監(jiān)控生產(chǎn)運行，實現(xiàn)成本最低化、利益最大化的目標(biāo)。使用了和信公司的MES解決方案后，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短制造時間、減低制造成本等方面，各企業(yè)取得了明顯的效益，企業(yè)的管理水平也從根本上上了一個臺階。不僅如此，和信公司的MES解決方案還具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，可以和ERP 、CRM、SCM、電子商務(wù)、

8、和數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域輕松的銜接，以滿足企業(yè)持續(xù)發(fā)展的不斷變化需要。系統(tǒng)解決的問題過去企業(yè)強(qiáng)調(diào)的多是生產(chǎn)設(shè)備、自動化檢測儀器等方面的自動化。確實提高了生產(chǎn)過程的自動化程度，解決了某些質(zhì)量控制問題；但是，同時因為這些系統(tǒng)的相對復(fù)雜性和封閉性，使不同系統(tǒng)之間的配合關(guān)系，以及與管理信息系統(tǒng)之間的配合關(guān)系，并沒有達(dá)到信息及時、順暢的地步，導(dǎo)致每個自動化單元之間缺乏必要的整合，對整個生產(chǎn)廠來說它們都是分散的信息孤島，只能為己所用，上、下游信息溝通閉塞，不能有機(jī)的將前后工序銜接在一起，這也是物料信息難以跟蹤的主要原因。同時，由于沒有采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)平臺的支撐，使信息的傳遞受阻，反饋滯后，導(dǎo)致信息在縱向上缺乏集成，

9、使很多應(yīng)用都無從實現(xiàn)，這是影響企業(yè)信息化整體水平的“鴻溝”。本系統(tǒng)的關(guān)鍵是解決了信息的集成、數(shù)據(jù)支撐的平臺和生產(chǎn)執(zhí)行層的軟件應(yīng)用，在信息集成方面，以上下溝通管理平臺和控制設(shè)備，垂直集成，貫通生產(chǎn)線為系統(tǒng)實現(xiàn)的目標(biāo)，真正實現(xiàn)了從控制設(shè)備到管理者桌面的信息及時反饋；應(yīng)用軟件的開發(fā)是以計劃排產(chǎn)、動態(tài)調(diào)度為核心的生產(chǎn)管理，根據(jù)各廠的生產(chǎn)實際情況，開發(fā)切實滿足生產(chǎn)需要的應(yīng)用軟件，確保在物流的關(guān)鍵點上都有信息點的采集或錄入，真正實現(xiàn)物料與信息流的同步。當(dāng)然，這些應(yīng)用都是建立在實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)這個數(shù)據(jù)支撐平臺上的，正是基于實時數(shù)據(jù)的傳遞和相應(yīng)的展示、分析工具，才使系統(tǒng)決策的及時性、準(zhǔn)確確性得以保障。 系統(tǒng)的總

10、體框架和信公司遵循鋼鐵企業(yè)信息化的三層結(jié)構(gòu)模型，對應(yīng)以上的網(wǎng)絡(luò)層次架構(gòu)，和信提出了自己的MES系統(tǒng)總體架構(gòu)模型，它針對鋼鐵企業(yè)特點，明示了MES在信息化體系中的位置，并突出了生產(chǎn)計劃與調(diào)度體系的核心作用。系統(tǒng)包括生產(chǎn)作業(yè)計劃、生產(chǎn)調(diào)度、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、物料跟蹤等系統(tǒng)；和信認(rèn)為企業(yè)管理的重點是產(chǎn)品生產(chǎn)的執(zhí)行過程；對產(chǎn)品的制造過程進(jìn)行跟蹤，并在ERP和PCS之間進(jìn)行雙向傳遞信息；管理的范圍通常是整個工廠或整條生產(chǎn)線。本系統(tǒng)的計劃管理基于工廠內(nèi)的詳細(xì)情況，對產(chǎn)品交貨期、生產(chǎn)工藝限制、生產(chǎn)順序優(yōu)化等進(jìn)行綜合考慮，制定生產(chǎn)作業(yè)計劃，進(jìn)行動態(tài)生產(chǎn)調(diào)度。本系統(tǒng)把計劃與調(diào)度體系作為系統(tǒng)主線，強(qiáng)調(diào)其在生產(chǎn)信

11、息循環(huán)中的核心作用。我們設(shè)計了如下圖所示的系統(tǒng)總體架構(gòu)圖： 鋼鐵企業(yè)的MES系統(tǒng)龐大，它對全廠的控制系統(tǒng)、分析站點、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等生產(chǎn)信息進(jìn)行集成。涉及到網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、數(shù)據(jù)集成、軟件開發(fā)等多項內(nèi)容，系統(tǒng)的體系架構(gòu)相對復(fù)雜，信息流量大，對系統(tǒng)的安全、網(wǎng)絡(luò)通訊速度、系統(tǒng)的實時性、系統(tǒng)的可靠性、系統(tǒng)的擴(kuò)充性要求很高，為了實現(xiàn)有效的處理數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)借助計算機(jī)強(qiáng)大的輔助處理功能，使系統(tǒng)更好的適應(yīng)生產(chǎn)中的復(fù)雜需求情況，實現(xiàn)最佳的生產(chǎn)運營與管理，其目的是保障日常生產(chǎn)的高效管理、規(guī)劃和調(diào)度的科學(xué)決策分析，為領(lǐng)導(dǎo)者最大限度的預(yù)見生產(chǎn)運行中的問題，避免的因信息不暢所產(chǎn)生的鴻溝，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的核心競爭

12、力。系統(tǒng)的技術(shù)特點本系統(tǒng)應(yīng)用集成平臺以微軟.NET框架為基礎(chǔ)，適應(yīng)于管控特點的應(yīng)用集成平臺系統(tǒng)，和信認(rèn)為鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)管理以均衡物料、安全高效、低耗優(yōu)質(zhì)、優(yōu)化工藝操作為目標(biāo)。計劃部門和調(diào)度室是全廠生產(chǎn)管理的指揮中心，行使計劃、指揮、協(xié)調(diào)、控制等職能，執(zhí)行制定的生產(chǎn)計劃，通過MES的生產(chǎn)管理中各子系統(tǒng)的信息反饋，把企業(yè)的產(chǎn)、供、銷各個環(huán)節(jié)通過科學(xué)的方法來實行有效的、合理的計劃、組織、控制和調(diào)整，使它們在生產(chǎn)經(jīng)營中協(xié)調(diào)有序地充分發(fā)揮作用，達(dá)到既要連續(xù)、均衡地生產(chǎn)，又要最大限度地降低各種原物料的庫存量、減少資金的占用，提高企業(yè)整體素質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的目的。為領(lǐng)導(dǎo)提供輔助決策功能，從而合理組織、協(xié)調(diào)生產(chǎn)，

13、提高生產(chǎn)效率。本系統(tǒng)具有以下的技術(shù)特點： 基于微軟.NET框架開發(fā)，采用多層技術(shù)，具有較強(qiáng)的擴(kuò)展性，采用C/S與B/S結(jié)合的模式，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，使系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)度大大提高。 業(yè)務(wù)設(shè)計采用完全面向?qū)ο蟮捏w制，無論是底層的技術(shù)實現(xiàn)還是業(yè)務(wù)組織形式都是以對象為核心，簡化規(guī)范編碼工作。 采用高度模塊化和組件化設(shè)計以及易用性標(biāo)準(zhǔn)控制產(chǎn)品的研發(fā)，系統(tǒng)具有穩(wěn)定的架構(gòu)和易于使用的界面，具有較高的穩(wěn)定性、易用性。 集成平臺包含消息機(jī)制、事件機(jī)制、對象體制、權(quán)限控制、組織結(jié)構(gòu)、流程定義和控制、日志管理、數(shù)據(jù)交互、萬能報表機(jī)制、組件支持等功能。 直接從生產(chǎn)管理和業(yè)務(wù)出發(fā)，通過對他們的描述和定義來構(gòu)架、簡化和集成各類

14、業(yè)務(wù)系統(tǒng)。 從根本上提升軟件的開發(fā)、發(fā)布和維護(hù)效率。真正實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)信息化過程中的用戶參與、快速開發(fā)、快速應(yīng)用、靈活調(diào)整的境界。大幅度提升生產(chǎn)管理系統(tǒng)實施和應(yīng)用的成功率及投入產(chǎn)出比。 實時模擬圖監(jiān)測功能以系統(tǒng)模擬圖的方式顯示生產(chǎn)現(xiàn)場系統(tǒng)運行實際情況，實時觀測生產(chǎn)現(xiàn)場的各項指標(biāo)。數(shù)據(jù)的顯示方式包括模擬量的實時數(shù)字顯示，開關(guān)量的實時狀態(tài)顯示；當(dāng)數(shù)據(jù)超過規(guī)定的限值時，可自動報警。 系統(tǒng)提供了多種客戶端數(shù)據(jù)分析工具，可以直接通過本系統(tǒng)的界面靈活組態(tài)，多樣展示，同時還可以以VBA方式把數(shù)據(jù)取到微軟的Excel電子數(shù)據(jù)處理軟件中。 生產(chǎn)的關(guān)鍵信息可以通過本系統(tǒng)貫穿從生產(chǎn)現(xiàn)場到企業(yè)經(jīng)理桌面的全廠管理體系，以

15、方便管理者做出更快速更高效的決策，從而獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。 超限額運行時間統(tǒng)計功能可以查看任意區(qū)間內(nèi)某項指標(biāo)超過報警限值上限、下限的次數(shù)以及累計時間。 通過隨時監(jiān)測統(tǒng)計各項和生產(chǎn)工藝相關(guān)的查控指標(biāo)，生產(chǎn)統(tǒng)計可以以多種劃分方式進(jìn)行分析?？梢园唷r間、部門為單位等建立生產(chǎn)統(tǒng)計臺帳。以圖表的方式顯示日產(chǎn)量、月產(chǎn)量、年產(chǎn)量的變化趨勢以及產(chǎn)量參數(shù)的同期對比。 通過WEB組件，使管理者以及其他具有相應(yīng)權(quán)限的人員可以通過瀏覽器隨時監(jiān)控生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況，不少于100個客戶可同時通過Web頁查詢包括擴(kuò)展后點數(shù)的生產(chǎn)過程實時數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)鋼鐵企業(yè)廠區(qū)面積大，涉及的信息點分布面廣，面對全廠的控制系統(tǒng)、分析站

16、點、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等生產(chǎn)信息進(jìn)行集成，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相對復(fù)雜，信息流量大，對網(wǎng)絡(luò)的安全性、通訊速度等性能要求很高，為此，在網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)設(shè)計時，整個生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)位于全廠網(wǎng)絡(luò)體系的中部，下連采集系統(tǒng)，上連企業(yè)管理網(wǎng)，考慮到各層次網(wǎng)絡(luò)的相對獨立性和安全問題，為了防止黑客攻擊、人員的非法操作、病毒的侵害，保障系統(tǒng)的運行安全，在ERP網(wǎng)絡(luò)與MES網(wǎng)絡(luò)、MES網(wǎng)絡(luò)與PCS網(wǎng)絡(luò)之間配備了兩個防火墻，實現(xiàn)了信息單向隔離，即保證了系統(tǒng)的安全性又不影響信息的傳輸。本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)提供了一個信息集成的環(huán)境，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器安裝實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，通過接口機(jī)采集來的實時數(shù)據(jù)存儲于實時數(shù)據(jù)庫中，為歷史數(shù)據(jù)回滾、質(zhì)量跟蹤等分析

17、提供依據(jù)，并為ERP提供統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對于非采集數(shù)據(jù)存儲于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，與實時數(shù)據(jù)共同完成MES的各功能模塊?？蛻舳酥饕惭b在生產(chǎn)車間控制室、調(diào)度室等生產(chǎn)指揮人員的崗位上，主要實現(xiàn)生產(chǎn)指標(biāo)的分解、任務(wù)的下達(dá)、執(zhí)行情況的匯報等上傳下達(dá)的工作，MES網(wǎng)主要用于生產(chǎn)管理，禁止與InterNet相連接。為加強(qiáng)系統(tǒng)的容錯能力，可采取雙服務(wù)器冗余結(jié)構(gòu)，磁盤陣列可滿足海量數(shù)據(jù)的存儲，每臺服務(wù)器內(nèi)置RAID 5等容錯工作方式；核心交換機(jī)采用雙引擎和雙電源，網(wǎng)絡(luò)模塊可在線熱插拔。通過這些必要的技術(shù)手段，可保證一臺主機(jī)失敗的情況下，仍能正常繼續(xù)工作。系統(tǒng)的集成方案MES在工廠綜合自動化系統(tǒng)中起著中間層的作用。在其下

18、是底層生產(chǎn)控制系統(tǒng)，包括DCS、PLC、NC/CNC和SCADA或這幾種類型的組合；在其上則是高層管理計劃系統(tǒng)，包括ERP、CRM、SCM。因此攜手上下層、優(yōu)化數(shù)據(jù)流、集成各類數(shù)據(jù)、傳遞信息是MES系統(tǒng)的重要作用。建立以實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫為核心的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)集成平臺是MES系統(tǒng)的關(guān)鍵，MES認(rèn)為企業(yè)生產(chǎn)管理決策的數(shù)據(jù)不僅僅來源于單一生產(chǎn)裝置，而是來自于整條生產(chǎn)線的、全企業(yè)級的甚至是跨地域、跨時區(qū)的協(xié)作制造平臺。由于生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)線控制系統(tǒng)規(guī)模大小不一（單一控制系統(tǒng)從幾十個I/O到幾千個I/O）、控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、與管理網(wǎng)絡(luò)的接口現(xiàn)有情況不同（軟件的接口和硬件的接口），我們利用先進(jìn)的實時歷史

19、數(shù)據(jù)庫以及相關(guān)軟、硬件接口技術(shù)，快速、高效地從生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中直接取得第一手現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，并且利用先進(jìn)的實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)完成海量數(shù)據(jù)的高效壓縮和安全存儲，為建立其他實時生產(chǎn)管理系統(tǒng)（如生產(chǎn)成本動態(tài)跟蹤系統(tǒng)、生產(chǎn)實時調(diào)度系統(tǒng)、設(shè)備故障診斷、經(jīng)濟(jì)運行、產(chǎn)能優(yōu)化、質(zhì)量管理、生產(chǎn)過程可視化等）提供各種在線（如產(chǎn)量、溫度等）或離線（質(zhì)量分析、實驗數(shù)據(jù)等）的過程數(shù)據(jù)。從而消除信息孤島，實現(xiàn)資源共享、集中指揮。實時數(shù)據(jù)平臺不僅能將分散在各生產(chǎn)現(xiàn)場的實時信息集成起來，虛擬成一個大系統(tǒng)，為管理者全面地實時監(jiān)控全企業(yè)生產(chǎn)過程提供一個集成化的平臺，而且能夠通過對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的再次加工處理，提煉出真正對生產(chǎn)管理、計劃調(diào)

20、度、經(jīng)營決策有用的數(shù)據(jù)，從而在生產(chǎn)經(jīng)營管理和實時過程控制之間架起一座橋梁，達(dá)到兩者之間的信息交換和緊密集成。和信公司提出了自己的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)集成方案，此集成系統(tǒng)的示意圖如下所示：根據(jù)鋼鐵企業(yè)特點和具體系統(tǒng)功能需求，在考察研究多家國外著名廠商產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，通過性能分析和產(chǎn)品價格比對，我們選擇了和信公司的實時/歷史數(shù)據(jù)庫HiRIS，該軟件是用于集成生產(chǎn)過程信息與高層次應(yīng)用程序的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺，它使用戶可以訪問和集成來自整個工廠范圍內(nèi)DCS及PLC的數(shù)據(jù)，它通過功能極強(qiáng)的分析工具、歷史數(shù)據(jù)管理、圖形化的用戶介面和大量的過程接口來訪問和集成數(shù)據(jù)。系統(tǒng)功能介紹本系統(tǒng)應(yīng)用集成平臺是以微軟.NET框架為基礎(chǔ)的

21、適應(yīng)管控特點的應(yīng)用集成平臺系統(tǒng)，它認(rèn)為鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)管理是以均衡物料、安全高效、低耗優(yōu)質(zhì)、優(yōu)化工藝操作為目標(biāo)的。計劃部門和調(diào)度室是全廠生產(chǎn)管理的指揮中心，行使計劃、指揮、協(xié)調(diào)、控制等職能，根據(jù)制定的生產(chǎn)計劃，通過計劃管理子系統(tǒng)、成本控制子系統(tǒng)、調(diào)度管理子系統(tǒng)和質(zhì)量管理子系統(tǒng)，以及安全、設(shè)備等系統(tǒng)的信息反饋，把企業(yè)的產(chǎn)、供、銷各個環(huán)節(jié)通過科學(xué)的方法來實行有效的、合理的計劃、組織、控制和調(diào)整，使它們在生產(chǎn)經(jīng)營中協(xié)調(diào)有序地充分發(fā)揮作用，達(dá)到既要連續(xù)、均衡地生產(chǎn)，又要最大限度地降低各種原物料的庫存量、減少資金的占用，提高企業(yè)效益的目的，為領(lǐng)導(dǎo)提供輔助決策功能。和信公司根據(jù)鋼鐵企業(yè)的特點和自身在該行業(yè)的

22、工程經(jīng)驗，總結(jié)開發(fā)了自主軟件產(chǎn)品，界定了系統(tǒng)的功能范圍。包括：數(shù)據(jù)采集、計劃管理、調(diào)度管理、質(zhì)量管理、計量管理、設(shè)備管理、庫存管理、成本管理、安全管理、物流跟蹤、能源管理、運輸管理、視頻監(jiān)控等十幾個子系統(tǒng)。這些模塊都是與生產(chǎn)過程緊密相關(guān)的，以反映生產(chǎn)的實績?yōu)橹?；?dāng)然，它們之中有些與ERP中的模塊有重疊，但在實現(xiàn)內(nèi)容上卻有不同的側(cè)重，ERP中強(qiáng)調(diào)計劃、審批等靜態(tài)信息，MES中強(qiáng)調(diào)實時、完成情況等動態(tài)執(zhí)行信息。各企業(yè)在MES實施時側(cè)重的內(nèi)容有很大不同，各企業(yè)可根據(jù)自身的實際需求有計劃、分步驟的選上某些模塊，或定制特殊的需求。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能如下： 建立工業(yè)實時/歷史數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)一企業(yè)內(nèi)

23、部不同供應(yīng)商提供的硬件平臺，進(jìn)行實時數(shù)據(jù)采集、存儲和發(fā)布，向應(yīng)用系統(tǒng)提供生產(chǎn)現(xiàn)場的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 實現(xiàn)現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時/歷史趨勢記錄，實現(xiàn)生產(chǎn)指揮中心對各生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)的生產(chǎn)和設(shè)備的過程可視化。 對分布的實時歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行計算（基于時間段的累積、求平均、求最大最小值、狀態(tài)分析統(tǒng)計等）。 根據(jù)實時歷史數(shù)據(jù)庫建立多種客戶端解決方案：數(shù)據(jù)查詢、趨勢曲線、計算、報表、遠(yuǎn)程瀏覽、過程可視化，通過對生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的智能化分析應(yīng)用。計劃管理系統(tǒng) 生產(chǎn)訂單計劃接收：由于生產(chǎn)訂單計劃和生產(chǎn)作業(yè)計劃分別隸屬ERP和MES層之間，信息保存在不同的服務(wù)器中，考慮到數(shù)據(jù)的安全性和備案的要求，本模塊提供了訂單計劃的接收、轉(zhuǎn)存

24、功能。 相關(guān)信息查詢：提供了與編制作業(yè)計劃相關(guān)因素的查詢功能，包括生產(chǎn)訂單計劃、設(shè)備能力、能源資源、人力資源、工藝要求等信息，為生產(chǎn)作業(yè)計劃的制定提供幫助。 作業(yè)計劃生成：當(dāng)生產(chǎn)訂單計劃生成并下達(dá)給MES系統(tǒng)后，生產(chǎn)作業(yè)計劃生成模塊即開始運行，將訂單分解至每一工序，由計算機(jī)按照生產(chǎn)過程內(nèi)部參數(shù)（如生產(chǎn)工序在線時間，生產(chǎn)工序收得率等），生成各個工序的生產(chǎn)計劃：爐次計劃、澆次計劃和軋制批量計劃。 爐次計劃：在組合優(yōu)化中主要考慮同一爐次內(nèi)訂單鋼種、規(guī)格、坯型、交貨期等參數(shù)要相同或接近，符合主設(shè)備生產(chǎn)能力的限制，保證與后續(xù)工序的銜接，限制不常見品種的余材量等。 澆次計劃：編制澆次計劃中主要考慮組成同一

25、澆次的鋼種成分最好相同，對異鋼種連澆要根據(jù)具體情況處理；統(tǒng)一澆次中板坯的寬度不變化太大；澆次中的爐次數(shù)量要受大包水口和中間包使用壽命的限制。 軋制批量計劃：軋制批量計劃的編制首先要將生產(chǎn)訂單按照品種、規(guī)格、交貨期、優(yōu)先級等要求組合成軋制單元，然后安排軋制單元內(nèi)各訂單的生產(chǎn)順序，最后安排各占制單元的軋制順序。調(diào)度管理系統(tǒng) 調(diào)度指令記錄：對于上傳和下達(dá)的生產(chǎn)指令，以文字和錄音的方式存儲，傳遞的請求或指令信息在屏幕上閃爍，且有聲音提示，若地方接收則記錄下來。 生產(chǎn)過程信息監(jiān)控：在主控室和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的計算機(jī)上能夠查詢生產(chǎn)過程中動態(tài)信息。 主要設(shè)備運行監(jiān)視：可監(jiān)視重要生產(chǎn)設(shè)備的主要參數(shù)和運行狀況，若有異常

26、可聲音或閃爍報警。 綜合信息查詢：對生產(chǎn)過程中的手工錄入的化驗結(jié)果信息等非采集數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。 生產(chǎn)日報電子屏幕：早上生產(chǎn)聯(lián)系會議上通過電子屏幕將前一天的生產(chǎn)日報主要數(shù)據(jù)發(fā)布出來，在下午碰頭會議將當(dāng)天的生產(chǎn)主要參數(shù)顯示出來。 多媒體監(jiān)控：堆場情況、送料帶、生產(chǎn)現(xiàn)場等距離遠(yuǎn)、面積大或不易接近、且較重要的地方易安裝多媒體監(jiān)控系統(tǒng)。 生產(chǎn)作業(yè)計劃管理：生產(chǎn)作業(yè)計劃的執(zhí)行結(jié)果，比較計劃完成情況，對生產(chǎn)過程的物料進(jìn)行動態(tài)管理與跟蹤。 生產(chǎn)活動分析：提供生產(chǎn)狀況分析，生產(chǎn)數(shù)據(jù)比較與數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。 大屏幕顯示：在調(diào)度室里安裝大屏幕，對重要的信息或現(xiàn)場狀況提供在大屏幕上顯示。 物料跟蹤系統(tǒng) 訂單跟蹤：每一個訂單

27、都與計劃中的批號有對應(yīng)關(guān)系，通過流程控制的管理，可以查詢到某一訂單所處的階段，是已生成了生產(chǎn)計劃還是已生成作業(yè)計劃，是在生產(chǎn)線上還是已成品入庫；如果產(chǎn)線上能保證相關(guān)信息的采集還可細(xì)化到產(chǎn)線上的物料跟蹤。 回顧追溯：批號是生產(chǎn)過程中始終如一的屬性，可以通過指定批次號來查找該批次對應(yīng)各生產(chǎn)工序的生產(chǎn)時間段及所對應(yīng)的質(zhì)量信息（各工序的質(zhì)量信息、批次統(tǒng)計信息、趨勢圖、及原輔料批次信息等），也可通過指定工序時間段來查找在該時間段內(nèi)的生產(chǎn)批次。 物料跟蹤：對生產(chǎn)作業(yè)區(qū)內(nèi)的各工段上物料數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，以爐、坯、板、管等為基本跟蹤對象，對堆料、欠料現(xiàn)象及時反饋。 生產(chǎn)線監(jiān)控：對生產(chǎn)線上各工藝階段的生產(chǎn)進(jìn)行情況進(jìn)

28、行視頻監(jiān)控，對設(shè)備、物料、人員的情況都可直觀反映。 設(shè)備管理系統(tǒng) 設(shè)備運行管理 運行記錄：對全廠的主要生產(chǎn)設(shè)備運行情況記錄，包括停機(jī)臺時記錄、運行臺時記錄、完好檢查記錄、制度臺時規(guī)定等。 設(shè)備點檢：利用計算機(jī)對點檢記錄及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理，將設(shè)備的點檢信息與點檢標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，利用人工智能或建立一定的設(shè)備狀態(tài)模型對設(shè)備進(jìn)行故障診斷，增強(qiáng)對設(shè)備的動態(tài)監(jiān)控，保證設(shè)備的持續(xù)、穩(wěn)定運行。 狀態(tài)監(jiān)測：通過DCS系統(tǒng)或人工輸入設(shè)備的運行狀態(tài)，動態(tài)獲取設(shè)備的運行參數(shù)，為設(shè)備管理的各功能系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 設(shè)備事故管理：對設(shè)備的各種事故進(jìn)行管理，記錄事故產(chǎn)生的設(shè)備、時間、地點、原因、解決方法等相關(guān)信息，并可產(chǎn)生事故報

29、表。 設(shè)備故障診斷管理：設(shè)備故障診斷主要是對出現(xiàn)的設(shè)備故障進(jìn)行分析診斷，找出設(shè)備出現(xiàn)故障的原因，得出設(shè)備故障診斷分析結(jié)果。 狀態(tài)統(tǒng)計：利用狀態(tài)檢測系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)對設(shè)備的運行狀況進(jìn)行動態(tài)跟蹤，并記錄有關(guān)信息，為可能的設(shè)備事故提供分析、檢查數(shù)據(jù)，記錄設(shè)備的運行狀態(tài)，并可以對設(shè)備的運行狀況進(jìn)行統(tǒng)計，生成設(shè)備運行報表、設(shè)備完好狀況表、設(shè)備運行時間等報表。 設(shè)備維修管理 維修申請：各設(shè)備使用單位提交設(shè)備維修申請，包括設(shè)備名稱、使用單位、時間、維修原因等信息，并對維修工程中的材料需求進(jìn)行管理。 設(shè)備維修計劃：維修計劃根據(jù)各使用單位的申請進(jìn)行匯總，形成總廠的設(shè)備維修計劃，并經(jīng)各相關(guān)部門的平衡（包括廠領(lǐng)導(dǎo)、總

30、調(diào)度室、財務(wù)處、計劃處、機(jī)動處等部門）后形成設(shè)備維修計劃。 設(shè)備維修記錄：提供維修施工的業(yè)務(wù)管理，包括施工組織、施工單位、開工報告、工程費用、驗收報告、工程質(zhì)量、工程材料、工程決算等。 設(shè)備綜合管理 設(shè)備檔案管理：對設(shè)備基礎(chǔ)信息進(jìn)行管理，設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理主要指對設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)，包括設(shè)備號、設(shè)備的生產(chǎn)廠家、設(shè)備的如產(chǎn)日期 設(shè)備領(lǐng)用日期、設(shè)備修理廠家、設(shè)備領(lǐng)用人等有關(guān)設(shè)備的基礎(chǔ)信息都可以通過這部分進(jìn)行管理。 設(shè)備檢修周期分析：通過對設(shè)備的維修情況的分析和統(tǒng)計，對設(shè)備的檢修周期進(jìn)行分析，以便更合理的安排設(shè)備的檢修周期，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。 設(shè)備事故分析：根據(jù)事故記錄對設(shè)備的各種事故進(jìn)行統(tǒng)計分析，

31、為以后的設(shè)備管理與維修提供依據(jù)，并可能為今后設(shè)備產(chǎn)生同類問題提供更好的解決方案。 成本核算：對設(shè)備的維修費用和日常維護(hù)費用進(jìn)行統(tǒng)計核算，為設(shè)備的更新改造及維修提供數(shù)據(jù)。 設(shè)備簡報：根據(jù)各主要生產(chǎn)單位每月的設(shè)備綜合利用和維修情況，產(chǎn)生設(shè)備管理簡報。能源管理系統(tǒng) 能源計劃：根據(jù)往年能耗計劃及完成情況實現(xiàn)計劃預(yù)編制，管理者調(diào)整預(yù)編制計劃生成正式計劃，包括鋼鐵生產(chǎn)需要的水、電、蒸汽、壓縮空氣、煤氣等能源量的能耗計劃； 能源實測：從測量系統(tǒng)、過程計算機(jī)獲取能源消耗數(shù)據(jù)，以能源網(wǎng)絡(luò)圖的形式，展示能源在各個工位的分布情況，并給出各種能源消耗統(tǒng)計結(jié)果。 能源控制：能源數(shù)據(jù)（包括統(tǒng)計數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)）被周期性地集

32、中和報告。實際能源消耗與根據(jù)實際生產(chǎn)參數(shù)計算出地計劃能耗進(jìn)行比較。幫助能源管理部門進(jìn)行計劃、觀測和控制，為節(jié)能項目做出規(guī)劃。 能源協(xié)調(diào)：根據(jù)生產(chǎn)的實際需要，協(xié)調(diào)能源供應(yīng)，包括外購與自產(chǎn)能源，既滿足生產(chǎn)過程的能量需求，又能合理避免負(fù)荷高峰。 能源平衡：當(dāng)能源生產(chǎn)部門的一次能源量與用能單位的二次能源量合計不等時，要分析能源損失的原因，并根據(jù)實際情況和以往的經(jīng)驗平衡各方的損失量。 安全管理系統(tǒng) 規(guī)章制度維護(hù)：包括對各種安全條例、使用規(guī)程、規(guī)章制度的維護(hù)工作。 安全教育管理：對員工進(jìn)行安全教育，并定期考核備案，加強(qiáng)安全意思。 安全事故管理：記錄企業(yè)內(nèi)部發(fā)生的各種事故，記錄職工傷亡情況，將各種傷亡事故信

33、息做以分析，作為考核各工段車間生產(chǎn)工作情況的依據(jù)。 安措臺帳管理：編制安措投入計劃、考核安措實施情況，檢查、監(jiān)督和掌握施工進(jìn)度，查找施工問題。 安全工作報表：由各班組、車間分別逐級上報安全信息，總結(jié)企業(yè)本月安全管理情況。 安全信息檢測：主要是對能夠采集的、影響安全的煤氣等有害物質(zhì)的濃度進(jìn)行檢測，避免安全事故的發(fā)生。 安全數(shù)據(jù)分析：對各種安全數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出發(fā)生各種事故的原因，將各種歷史數(shù)據(jù)以圖表的方式提供給用戶，便于用戶查找規(guī)律，總結(jié)經(jīng)驗。 計量管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)維護(hù)管理：包括進(jìn)廠、出廠和中間產(chǎn)品的編碼和名稱等物資信息的維護(hù)，以及供貨單位和銷售單位的編碼和名稱等信息維護(hù)。 物資計量管理：進(jìn)廠、出

34、廠、廠內(nèi)倒運及分廠之間的過戶進(jìn)行過磅計量，提供了自動采集到計算機(jī)和自動計算凈重的功能；包括：供貨單位/銷售單位/廠內(nèi)部門、品種、運輸方式、時間、車號、毛重、皮重、凈重等信息。 器具儀表管理：包括計量器具規(guī)例登記，包括：編號、名稱、投入使用時間、使用狀況等靜態(tài)信息，和檢修校正動態(tài)信息的登記。 統(tǒng)計查詢：可分類統(tǒng)計，對計量過的計量單按物資流向、品種、單位（供貨單位、銷售單位、廠內(nèi)部門）等信息分別匯總數(shù)量，結(jié)果報相關(guān)部門。 質(zhì)量管理系統(tǒng) 工藝標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)：用以存儲和維護(hù)生產(chǎn)原料、生產(chǎn)過程及最終產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。 質(zhì)量設(shè)計：根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和合同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計；根據(jù)生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)工藝參數(shù)

35、設(shè)計；根據(jù)質(zhì)量分析與優(yōu)化的結(jié)果調(diào)整質(zhì)量設(shè)計。 質(zhì)量檢驗記錄：質(zhì)量檢驗原始數(shù)據(jù)以班報的形式存儲，統(tǒng)計到質(zhì)檢單、質(zhì)檢臺帳。 質(zhì)量判定：根據(jù)質(zhì)量檢驗結(jié)果，結(jié)合工藝標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和合同標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)對產(chǎn)品進(jìn)行判定，包括成分判定、材質(zhì)判定、外觀判定、綜合判定等，同時還需要完成質(zhì)量保證書的管理。 質(zhì)量分析與優(yōu)化：分析產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的質(zhì)量數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，找出影響產(chǎn)品的某質(zhì)量特性，如抗拉強(qiáng)度的關(guān)鍵工藝因素；當(dāng)出現(xiàn)問題時，突過對相關(guān)生產(chǎn)工藝實際參數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)合專家經(jīng)驗找到原因；根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)化相應(yīng)的工藝標(biāo)準(zhǔn)。 質(zhì)量控制：針對質(zhì)量分析與優(yōu)化模塊確定的關(guān)鍵質(zhì)量特性影響因素實施統(tǒng)一的質(zhì)量過程控制SPC。 成本管理系

36、統(tǒng) 實績成本計算： 對從生產(chǎn)管理系統(tǒng)接收到大生產(chǎn)實際（材料投入量、各工序處理時間、各生產(chǎn)品種的生產(chǎn)兩、副產(chǎn)品發(fā)生量），利用標(biāo)準(zhǔn)成本進(jìn)行計算； 計算出金額之后，利用已定義的會計賬目代碼，形成憑證數(shù)據(jù)，進(jìn)行日會計處理。 成本差異分析： 差異分析 根據(jù)每日生產(chǎn)實績結(jié)算，計算出標(biāo)準(zhǔn)與實績對比的成本差異，并細(xì)分為直接材料成本差異、直接人工成本差異和制造費用差異，制造費用差異按其形成原因和分析方法的不同又可分為變動制造費用差異和固定制造費用差異； 差異分析 將成本差異的因素排序，找出較大的一些成本差異因素，分析成本差異的成因，為成本控制提供依據(jù)； 差異分配 將累計的成本差異，按比例分配給銷售成本和庫存產(chǎn)品

37、成本。 成本控制： 將成本差異分析結(jié)果提供給部門，作為成本管理控制績效評價的依據(jù)。 將成本差異分析結(jié)果提供給現(xiàn)場，確定降低成本的措施，形成成本控制點，鞏固有利差異，消除不利差異。運輸管理系統(tǒng) 運輸計劃管理：根據(jù)計劃部門和廠總調(diào)的生產(chǎn)計劃、銷售部門的產(chǎn)品運輸計劃、機(jī)動部門的設(shè)備采購計劃制定日、班、階段運輸計劃，指導(dǎo)運輸生產(chǎn)，實現(xiàn)計劃編制、下達(dá)、反饋全程管理。 列車編組調(diào)配：根據(jù)車輛狀態(tài)預(yù)報信息和車輛運行信息實現(xiàn)列車微機(jī)自動編組，可根據(jù)下達(dá)調(diào)車計劃自動修正車輛運行信息和站內(nèi)存車信息。 列車運行指揮：根據(jù)列車運行信息產(chǎn)生調(diào)車計劃經(jīng)管理者核實后下達(dá)，及時反映列車運行狀況，發(fā)生異常實時進(jìn)行報警。 貨物裝

38、卸管理：負(fù)責(zé)管理貨物裝車、卸車操作，并處理相關(guān)信息處理，分為貨物裝載、貨物卸空 貨物運量統(tǒng)計：負(fù)責(zé)統(tǒng)計原燃料進(jìn)廠、設(shè)備進(jìn)廠、產(chǎn)品出廠以及原料、成品、半成品廠內(nèi)倒運運量。 車輛停時統(tǒng)計：統(tǒng)計列車在廠內(nèi)停留時間，包括列檢、計量、待卸、卸車對位、卸車、待掛、待裝、裝車對位、裝車、待排等時間。 車輛檔案管理：車輛檔案就是記錄車輛相關(guān)信息，包括購入信息、使用信息、狀態(tài)信息、檢修信息等。 車輛檢修記錄：是根據(jù)設(shè)置車輛檢修標(biāo)準(zhǔn)和運輸生產(chǎn)安排，編制、執(zhí)行車輛檢修計劃，并反饋車輛檢修計劃完成情況。 儲料情況查詢：通過與廠總調(diào)的信息接口，實時查詢貨場堆場原料、產(chǎn)品的生產(chǎn)儲料情況； 車輛查詢：通過與路局信息接口，實時查詢外出車輛運行信息，實時反映各站存車、各行車區(qū)間存車，車輛運行狀況。 貨物運量查詢：匯總貨物運量統(tǒng)計信息，實時反映貨運總量以及各站、各班組貨運情況。 庫存管理系統(tǒng) 庫房信息維護(hù)：對庫房信息進(jìn)行維護(hù)；庫房的主要信息有：編碼、名稱、存儲類別、地點、面積等信息