一、我国钢铁企业的生产特点与信息化现状
我国目前共有钢铁企业上百家.其中:
- 年产量500万吨钢以上的企业有4家
- 年产200万-500万吨钢的企业有11家
- 年产50万-200万吨钢的企业有35家
企业信息化建设的水平参差不齐,总体水平较低.尤其是在MES的应用上,尚处于起步阶段。上世纪八十年代开始,涌现了以宝钢为代表的大批现代化企业,大大加快了我国钢铁企业信息化建设的步伐。
- 钢铁企业具有自身的行业特点,其生产环境苛刻,生产过程中涉及各种突变和不确定性因素,对应急处理和例外处理要求极高。
- 产品质量的好坏不光靠事后的检验,而是必须贯穿于生产的全过程中,从产品的质量设计、质量监控、质量判定到质量分析,一贯质量管理在钢铁企业应用得非常广泛。
- 其他行业的生产信息处理过程大都是由多到少,由众多的零部件组装成一个产品。钢铁行业则相反,由少到多,例如,一炉钢浇成多个坯,一块坯轧成多个材。信息处理量呈不断膨胀的趋势;针对这些信息的处理与挖掘分析对生产管理与经营决策,会起到非常重要的参考作用。
- 冶金生产的连续性,增加了计划编制的难度。中间产品或在制品大都呈高温或流动状态,前后工序紧密衔接、相互影响,各生产单元可变因素多,生产过程中各种因素的波动,因此,必须引入一体化计划的概念,对生产过程进行整体优化,以平衡物流,使生产有序地进行。
- 企业经营方式也由传统的以产定销模式,改变成按订单生产;所以,如何最大限度地满足用户的特殊加工要求,如何把握合同的进度、实现按期交货,成为钢铁企业争取客户的一个重要因素。
- 激烈的市场竞争导致产品价格不断降低,利润空间越来越小,从而迫使企业必须增强内在素质,以降低生产成本。
综合以上行业特点,国内外一些先进的钢铁企业如德国的蒂森、日本的新日铁、韩国的浦项、我国的宝钢等,均采用了基于ERP/MES/PCS三层架构的整体信息化方案, 并且以MES为核心
目前在国外有关MES的研究非常广泛,并取得了积极的进展,一些软件公司开发成功了商品化的MES软件产品,如德国的SimenZ、美国的Rockwell、意大利的Danieli、韩国的Posdata、德国的PSI等等。 但在我国MES产品则很少,尤其是在钢铁方面. 上海宝信软件公司在国家863计划的支持下,联合国内多家大学、研究单位,开发成功了我国第一套冶金工业MES产品化软件。
二、钢铁企业MES的特征与核心地位
MES最具有行业特征,不同行业MES功能差异很大,这是因为MES直接反映底层工艺设备的特点,至今世界上还没有一个适合于所有行业的MES通用产品。 如果用一句话来描述MES的核心功能,就是: 计划、调度加实时处理。
钢铁企业MES在ERP/MES/PCS三层架构中起到承上启下的关键作用, 是从企业经营战略到具体实施之间的一道桥梁,
典型的钢铁企业的MES控制问题可以归结为:上下连通现场控制设备与企业管理平台,实现数据的无缝连接与信息共享;前后贯通整条产线,实现全生产过程的一体化产品与质量设计、计划与物流调度、生产控制与管理等,从而实现整个企业信息的综合集成。
三、钢铁企业MES的技术特点
钢铁企业MES具有本行业特有的技术特点,主要包括:
1)、较强的一体化计划编制技术
2)、适应柔性生产的动态优化调度技术
3)、满足敏捷制造的实时处理技术
4)、完善的产品规范和冶金规范体系
5)、面向决策和操作的全面质量管理技术
6)、实时动态的合同执行进程跟踪管理技术
1)、较强的一体化计划编制技术
炼钢-连铸-热轧一体化作业计划编制技术是冶金工业MES的关键技术,也是目前美国、欧洲、日本等发达国家钢铁企业和工业自动化领域的一个前沿研究领域。切实可行的一体化解决方案仍然是各国研究的重点。在钢铁企业MES中加入一体化计划编制技术,对提高我国钢铁企业整体生产组织的水平,实现钢铁生产的物流平衡、资源平衡、时间平衡,提高设备利用率和效益等等,具有重要的意义。
2)、适应柔性生产的动态优化调度技术
3)、满足敏捷制造的实时处理技术
无论是计划调度、质量判定、物料跟踪、合同跟踪还是生产实绩收集、成本核算都由生产中发生的事件触发,进行实时抛帐和即时处理。
6)、实时动态的合同执行进程跟踪管理技术
合同跟踪从订单生成开始,根据生产实绩的实时合同抛帐作业,对合同各工序生产欠量及各工序通过的最晚时间进行动态平衡,实时监控合同进度,动态反映合同的库存量、封锁量、计划量、通过量,直到成品发货为止,真正实现实时动态的合同跟踪管理技术。
四、钢铁企业MES的行业应用