MES在我国钢铁行业中的应用

作者：殷宏伟 任勇强 刘宾 王学民 骈静

欢迎访问e展厅 展厅 3 CIO信息化管理展厅 电子商务/企业门户, IT运维管理, 制造执行系统MES, 流程管理BPR/BPM, SOA/SaaS/云计算, ... 一、概述 在钢铁行业，信息化体系的五级架构已经得到普遍认可，它们分别为一级基础自动化系统(BAS)、二级过程控制系统(PCS)、三级车问级制造执行系统(MES)、四级企业资源计划系统(ERP)和五级企业间管理系统及决策支持系统(DSS)。 对于邯钢西区炼钢厂来说， 已经具备了一级、二级、三级系统。其中三级MES系统是由宝信提供，在从2008年投产到现在目前总体运行良好。宝信提供的MES主要负责生产计划的生成、生产指令的下达、作业实绩的收集、物料跟踪、质量管理、物料管理和运输管理等功能。通过MES中先进优化的生产排产系统、产线排序系统、生产制造执行系统等为整个钢铁生产过程提供能满足不同生产线要求的制造执行解决方案。如果说ERP关注的是价值和结果，那么MES关注的则是产成结果的整个过程。 二、国内MES提供商概况 综观国内MES的厂商，其中具有强大工业基础如宝信、武钢自动化、首自信等；具有设计院背景如中冶京诚、中冶赛迪，中冶南方、金白天正等；具有强大的学术背景如浙大中控、中科久辉等，具有很强的技术背景如北京和利时等；还有近年发展较快的国内MES厂商北京红河谷、湖南视拓等。 在钢铁行业中业绩最多的是宝信，不仅涵盖了宝钢，还涉足马钢、沙钢、邯钢、包钢、本钢、通钢、东北特钢等国内大型钢铁企业。 三、钢铁企业MES亟待解决的问题 作为邯钢西区炼钢厂信息化管理员，在平时的生产维护工作中，通过使用宝信提供的MES产销系统，并结合邯钢老区的MES系统。笔者发现钢铁企业MES需要解决的问题如下： (一)新信息技术、设备的引入 MES系统不同于PCS， 该系统参与部门多、参与人员多、流程相对较长，如何提高MES参与人员即时获取相关有价值的信息已成为钢铁企业所关注的问题。MES不仅关注于生产管控， 也关心原燃料、备品备件、在制品和成品库的管理， 如此庞大的物料管理只是通过人工与信息化来解决的效果并不是特别理想。 因此，MES系统可引入系统即时通讯工具、手持终端、短信、WAP等来提高参与人员获取信息的及时性。MES也可通过采集条码数据、RFTD数据、手持终端的数据获取物料库区库位和物料数量信息，避免人为输入带来的错误、使其更加准确对物料等进行管理。 (二)系统模拟仿真 MES从ERP接收订单与相关标准体系，根据现场设备生产能力制订生产计划和作业计划，当现场设备出现故障时通过生产管控、调整生产来保证生产的顺利进行。但现场出现的情况比较复杂，生产调度的结果往往达不到最优调度效果。 钢铁行业同样需要系统模拟仿真，在制定作业计划后，通过模拟仿真测试工序间是否平衡、能源供给量是否充裕、生产节奏是否合适等。 (三)天车定位技术的引入 天车定位技术已在国内多个钢铁企业中应用，但大多应用在成品库，用来管理成品的库区库位，应用的技术多为激光定位、线性编码尺、绝对值编码器、RFID技术、接近开关等。 从定位技术对比来看，激光定位受环境影响较大不适合炼钢车间这种相对恶劣的环境；线性编码尺定位精确度高，但成本较高，而且天车在吊取成品或铁包中强大的重力使得天车晃动造成撞尺现象， 更换编码尺的维护成本太高；绝对值编码器成本相对低廉，但信号多为DP线需在天车上安装PLC等设备，无形中增加了整个系统的成本，而且还有天车打滑需安装磁性接近开关在关键路线点进行校正，系统实现难度较大。RFID是近年在天车定位中应用较多的，成本低、易于维护，主要是在天车上安装RFID读卡器及天线，在天车轨道工位点安装RFID卡片，根据识别距离的不同、天车定位精度的不同采用频率为13.56M或900M的RFID卡片。 天车定位技术在钢铁企业可应用的工序还有很多，比如在炼钢车间，天车定位技术的引入可通过炼钢车间划分的库区库位有效跟踪铁包钢包，可通过天车秤的重量信号的变化判断是否正在吊取铁包钢包，并可将铁包钢包炼钢生产各工序的工作情况与采集的重量、温度及工位相匹配，为“一键式”炼钢提供基础信息。比如在轧钢车间，在剪切线、热处理线划分库区库位通过天车定位反馈的位置信息及重量数据可以跟踪板材的上下线情况，炼钢车间在无人干预的情况下实现线上线下全跟踪。该方案相对于在轧钢车间天车上安装天车终端，无论在成本、可维护性及人工参与度上，都有着相对较大的优势。 (四)能源管理 EMS作为贯穿一级、二级和三级的管理系统， 由于工信部[2009]365号文件和中钢协[2010]128号文件的影响，国内大中型钢铁企业已陆续开始能源管控中心系统的建设。 能源管控中心系统能否在钢铁企业应用成功，首先在于业务流程的梳理、优化和重组，真正实现扁平化管理，在突发事件能源调度过程中实现协同操作；其次在于现场仪表的改造， 目前钢铁企业能源管控系统多为改造项目，需对现场电度表、计量仪表等进行改造实现数据采集；其次就是一套适合钢铁企业的管理制度，包括无人值守工位的点巡检制度、应急事故预案等。 (五)设备管理 设备的可靠性及停机检修计划直接影响MES编制作业计划，因此在MES中也占据着同样重要的位置。根据现场施工服务的经验，设备管理根据设备运行状态分为三个部分：事前管理、事中管理和事后管理。 事前管理为制订设备的点巡检计划、检修计划和给油脂计划，这些为预防性维修制订的事前计划；事中管理为通过采集设备相关数据(如温度数据、振动数据)分析设备的可靠性，预先制订检修计划和给油脂计划；事后管理主要为点巡检的实绩管理、检修实绩管理、设备故障实绩管理等，通过事后实绩的收集完成设备运行档案的建立进行数据分析，通过POCA循环制订更符合设备的预防性维修计划。 目前国内钢铁行业对设备管理系统重视度还远远不够，但其产生的效益不容忽视。通过设备管理提高设备的可靠性(钢厂因设备故障非计划停机的损失无法统计)、减少备品备件在占用的流动资金(钢厂备品备件占用资金多达数亿元)、减少故障维修的时间，可为钢铁企业创造上亿元的效益。 四、结语 在钢铁行业中，国内大中型钢铁企业与国外钢铁企业设备和自动化水平相当，部分国内钢铁企业设备和自动化水平在国际领先，但为何一流的设备无法制造出一流的钢铁产品是困扰钢铁企业管理者的问题。专家指出是由于我国钢铁企业粗放的管理模式造成的，因此MES作为生产管理系统在国内有着广阔的市场。MES在引进国外先进管理模式的同时，深度挖掘国内钢铁企业生产过程中出现的问题，使其将先进管理模式与企业管理模式相结合，利用先进的技术切实解决企业生产管理出现的问题， 可使得MES在钢铁企业中体现更大的效益。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (2/17/2012)