董尉民 郁福衛(wèi) 馬理杰 王海霞

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

安鋼爐卷煉軋一體化生產(chǎn)管理實(shí)踐

董尉民 郁福衛(wèi) 馬理杰 王海霞

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

介紹了安鋼爐卷產(chǎn)線(xiàn)煉軋一體化生產(chǎn)管理控制的特點(diǎn),利用MES系統(tǒng)信息化平臺(tái),從訂單結(jié)構(gòu)、資源配置、作業(yè)計(jì)劃編排、生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施一體化管理,有效地提高了生產(chǎn)效率和軋機(jī)成材率,降低了帶出品率,達(dá)到資源效益最大化。

爐卷 MES 一體化生產(chǎn)

0 前言

安鋼 150 t轉(zhuǎn)爐 -爐卷軋機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)是安鋼“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略中的重點(diǎn)工程,是一條集煉鋼、精煉、連鑄、軋鋼四位一體,具有國(guó)際先進(jìn)水平的現(xiàn)代化生產(chǎn)線(xiàn)。由于設(shè)備先進(jìn)、工序復(fù)雜,需要不斷優(yōu)化生產(chǎn)組織,提高生產(chǎn)運(yùn)行質(zhì)量,才能充分發(fā)揮裝備和工藝優(yōu)勢(shì),真正實(shí)現(xiàn)打造精品板材基地的戰(zhàn)略目標(biāo)。自 2008年 11月MES系統(tǒng)上線(xiàn)之后,利用信息化管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)煉鋼 -連鑄 -軋鋼多工序一體化管控,顯著提高了產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)資源效益最大化。

1 安鋼爐卷生產(chǎn)線(xiàn)一體化管理控制思路

1.1 工藝流程

安鋼爐卷機(jī)組由 150 t轉(zhuǎn)爐 -3250 mm寬板坯連鑄機(jī)供料,鑄坯尺寸 150 mm×(1600～3250)mm,采用雙加熱爐模式,年產(chǎn) 120萬(wàn) t,主要產(chǎn)品有碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、船板鋼、橋梁鋼、鍋爐和壓力容器鋼、管線(xiàn)鋼、高建 Z向鋼、低碳貝氏體等鋼種。其工藝流程如圖 1所示。

圖1 爐卷軋機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)的工藝流程

1.2 一體化生產(chǎn)管理控制的要求

一體化管控的目標(biāo)是利用計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)將控制系統(tǒng)與管理系統(tǒng)集成,使企業(yè)信息上傳下達(dá)、暢通無(wú)阻,從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中物流、信息流 (生產(chǎn)信息流和商務(wù)信息流)的統(tǒng)一和優(yōu)化。這就要求:

1)必須按計(jì)劃及按合同組織生產(chǎn),遵循管理與控制集成的原則,這意味著按計(jì)劃指定的時(shí)間、順序和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn);

2)控制和加工的實(shí)績(jī)及時(shí)采集上傳,作為對(duì)生產(chǎn)、質(zhì)量及成本等進(jìn)一步管理的基礎(chǔ),加工的實(shí)績(jī)信息同時(shí)向下游工序傳送,作為下游工序進(jìn)一步加工的原始信息;

3)上下級(jí)計(jì)算機(jī)功能處理邏輯的一致性和匹配性,體現(xiàn)管理與控制的無(wú)縫銜接,這種管理和控制的集成是由上游工序一直延伸到下游成品工序,直到出廠(chǎng)發(fā)貨交付用戶(hù)為止;

4)物流、信息流和資金流必須保持動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)同步。

安鋼自 2007年開(kāi)始按訂單組織生產(chǎn),直接面向合同統(tǒng)一編制計(jì)劃與控制生產(chǎn),并有很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)功能,這顯著增強(qiáng)了企業(yè)的應(yīng)變能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。實(shí)行煉鋼一軋鋼一體化生產(chǎn)管控,更好地解決了冶煉、連鑄、加熱、軋制各工序間的緊密銜接問(wèn)題,使物流管制更加順暢,改變了各單位管理職能混亂、分散的現(xiàn)狀,提高管理效率,有利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理。

2 安鋼爐卷計(jì)劃管理模式

2.1 爐卷訂單管理流程

建立合同 (訂單)評(píng)審制度,定期組織銷(xiāo)售、技術(shù)、質(zhì)量、財(cái)務(wù)、生產(chǎn)單位對(duì)訂單品種、規(guī)格、數(shù)量結(jié)合生產(chǎn)運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行集中評(píng)審,從市場(chǎng)需求、質(zhì)量保證、產(chǎn)品效益、生產(chǎn)組織等方面進(jìn)行綜合權(quán)衡,確定訂單總量、品種、規(guī)格,對(duì)生產(chǎn)訂單進(jìn)行優(yōu)化組合,從訂單接收的源頭確保資源效益最大化。通過(guò)MES系統(tǒng),使?fàn)t卷產(chǎn)線(xiàn)物流管控實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。利用信息化管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了訂單狀態(tài)和生產(chǎn)物流的動(dòng)態(tài)、透明、實(shí)時(shí)上傳,顯著提高了生產(chǎn)運(yùn)行水平。爐卷訂單管理流程如圖 2所示。

圖2 訂單管理流程

2.2 煉鋼物料統(tǒng)籌管理

管理流程:根據(jù)月生產(chǎn)計(jì)劃,煉鋼廠(chǎng)按成本最低結(jié)構(gòu)提出當(dāng)月大宗物料需求,由物資供應(yīng)處結(jié)合庫(kù)存和市場(chǎng)形勢(shì)組織采購(gòu),在生產(chǎn)過(guò)程中,由生產(chǎn)管理處再根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行資源配置。

通過(guò)資源采購(gòu)、庫(kù)存結(jié)構(gòu)、資源配置的統(tǒng)籌計(jì)劃與管理,保障各類(lèi)資源物流暢通,提高了物料周轉(zhuǎn)速度,有利于優(yōu)化庫(kù)存結(jié)構(gòu)和數(shù)量,避免庫(kù)存積壓。煉鋼物料統(tǒng)籌管理流程如圖 3所示。

2.3 訂單需求與生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃一體化

在MES系統(tǒng)中,計(jì)劃編排從訂單需求出發(fā),以交貨期為時(shí)間節(jié)點(diǎn),從客戶(hù)需要的鋼板開(kāi)始,倒推式設(shè)計(jì)和編排每塊鑄坯、爐次的生產(chǎn)計(jì)劃,進(jìn)而組成澆次、班、日作業(yè)計(jì)劃。隨著生產(chǎn)進(jìn)程,每塊鑄坯、鋼板和附帶的物流信息實(shí)時(shí)傳遞到下一工序,實(shí)現(xiàn)多工序計(jì)劃的一體化管理。

圖3 物料統(tǒng)籌管理示意圖

2.4 全程合同跟蹤

在生產(chǎn)過(guò)程中,各工序生產(chǎn)實(shí)績(jī)?cè)诙?jí)機(jī)采集后即時(shí)上傳到MES系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)物流和信息流的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)同步。利用MES系統(tǒng)為每個(gè)訂單唯一提供的制造命令號(hào)(PONO),可實(shí)現(xiàn)對(duì)訂單生產(chǎn)進(jìn)程、質(zhì)檢信息、入庫(kù)情況等實(shí)時(shí)監(jiān)控,保證按期保質(zhì)保量交貨。

3 高效運(yùn)行及生產(chǎn)效果

3.1 剛性落實(shí)生產(chǎn)計(jì)劃

生產(chǎn)過(guò)程的組織與協(xié)調(diào)完全以生產(chǎn)計(jì)劃為根本,緊緊圍繞低成本運(yùn)行主線(xiàn),強(qiáng)調(diào)計(jì)劃的嚴(yán)肅性,抓好計(jì)劃剛性落實(shí)。生產(chǎn)過(guò)程中以訂單和計(jì)劃需求為基礎(chǔ),從資源配置、工藝路線(xiàn)優(yōu)化、生產(chǎn)過(guò)程控制、質(zhì)量控制,直到產(chǎn)品發(fā)貨,實(shí)施全工序、全流程的監(jiān)控管理,以高質(zhì)量的生產(chǎn)過(guò)程組織,剛性落實(shí)生產(chǎn)計(jì)劃。

3.2 推行準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)

為了提高爐機(jī)匹配效率,優(yōu)化生產(chǎn)組織水平,實(shí)行“生產(chǎn)時(shí)刻表”運(yùn)行模式,提高了工序運(yùn)行質(zhì)量。結(jié)合不同鋼種對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)所需時(shí)間的差異,逐爐倒推計(jì)算各工序點(diǎn)起止時(shí)間,制定出不同鋼種標(biāo)準(zhǔn)工序作業(yè)周期和工序間標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸時(shí)間,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)。實(shí)踐表明,煉鋼區(qū)的生產(chǎn)周期大幅縮短,從混鐵爐出鐵到鑄坯產(chǎn)出整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程由原來(lái) 3個(gè)多小時(shí),縮短為兩個(gè)多小時(shí),生產(chǎn)周期壓縮近 1個(gè)小時(shí);LF爐精煉延長(zhǎng)時(shí)間(即超出標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間以外的時(shí)間)已由 24分鐘以上,縮短到 5分鐘以?xún)?nèi)。在改善鋼水質(zhì)量的同時(shí),精煉電耗和電極消耗顯著降低。

3.3 連鑄坯直接熱裝工藝

連鑄坯直接熱裝就是生產(chǎn)出的鑄坯直接進(jìn)入加熱爐加熱的裝鋼方式,可以提高加熱爐生產(chǎn)效率,改善加熱質(zhì)量,降低燃料消耗和鑄坯燒損,進(jìn)而提高成材率。第二煉軋廠(chǎng)充分發(fā)揮裝備優(yōu)勢(shì),利用MES信息化管理系統(tǒng),從 2009年 3月份開(kāi)始,先后解決了直接熱裝的三大核心環(huán)節(jié):①無(wú)缺陷鑄坯制造技術(shù);②高溫鑄坯生產(chǎn)技術(shù);③煉鋼 -連鑄 -軋鋼一體化的生產(chǎn)管理技術(shù)。實(shí)施直裝后,爐卷機(jī)組加熱爐煤氣消耗可節(jié)約 40 m3/t～50 m3/t。

3.4 生產(chǎn)效果

一體化生產(chǎn)管控實(shí)現(xiàn)了精細(xì)組織、精益生產(chǎn),提高了爐卷軋機(jī)生產(chǎn)效率,帶出品控制和訂單保障能力均有顯著改善。

1)2009年以來(lái)爐卷產(chǎn)線(xiàn)帶出品比例實(shí)現(xiàn)了持續(xù)降低,2010年 1～10月份累計(jì) 5.57%,比 2008年22.90%降低了 17.33%。圖 4為帶出品比例對(duì)比柱狀圖。

圖4 帶出品比例對(duì)比柱狀圖

2)生產(chǎn)運(yùn)行質(zhì)量的改善,促進(jìn)了爐卷訂單保障能力的同步提高。2010年 1～10月份,爐卷一次訂單完成率由 2009年的 87.07%提高到 90.36%,提升了安鋼交貨保證能力,增強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

4 結(jié)語(yǔ)

安鋼爐卷產(chǎn)線(xiàn)依托MES信息化管理平臺(tái),充分發(fā)揮裝備優(yōu)勢(shì),通過(guò)煉鋼 -連鑄 -軋鋼多工序一體化管控,利用信息化系統(tǒng)中物流和信息流同步反饋的優(yōu)勢(shì),強(qiáng)化了生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)管力度,提高了生產(chǎn)效率,促進(jìn)了生產(chǎn)成本持續(xù)降低。下一步將把成品庫(kù)房管理納入一體化管控,實(shí)現(xiàn)全流程的一體化精益物流,進(jìn)一步提升安鋼交貨服務(wù)能力,增強(qiáng)安鋼產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)美譽(yù)度。

[1] 王文瑞,胡旭浦,潘強(qiáng).寶鋼煉鋼連鑄管控一體化[J].冶金自動(dòng)化,2007(1):1-4.

[2] 李耀華,胡國(guó)奮,王偉,寧樹(shù)實(shí).煉鋼 -連鑄 -熱軋一體化生產(chǎn)計(jì)劃編制方法研究[J].控制工程,2005,12(6):449-452.

PRACTICE OF INTEGRATIVE PRODUCTIONMANAGEM ENT IN ANGANG STECKEL M ILL

DongWeimin Yu Fuwei Ma Lijie Wang Haixia

(Anyang Iron&Steel Stock Co.,Ltd)

The paper introduces the characteristics of integrated production management in Anyang steckelmill.Tntegrated production management is carried out from order structures,resource allocation,operative schedule arrangement to production process based on informatization platform,it effectively improved production efficiency and rolling yield and researched resource benefitmaximization.

Steckelmill MES integrated production

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2010—10—29