安陽鋼鐵股份有限公司 計控處 許 峰 杜麗娜 王 振 李棟國 劉 帥

安鋼信息化系統(tǒng)的研究與集成

安陽鋼鐵股份有限公司 計控處 許 峰 杜麗娜 王 振 李棟國 劉 帥

自2007年3月28日，安陽鋼鐵股份有限公司（以下簡稱安鋼）信息化建設(shè)指揮部正式開始實施信息化系統(tǒng)建設(shè)工作以來，安鋼信息化系統(tǒng)建設(shè)本著“總體規(guī)劃、分步驟實施”的方法進行。2008年8月1日，安鋼的ERP（企業(yè)資源管理系統(tǒng)）和計質(zhì)量系統(tǒng)開始同步上線。同年11月1日，2個MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）也實現(xiàn)了同步上線。隨著實際應(yīng)用的逐步展開，各系統(tǒng)仍在進一步地完善優(yōu)化中。

一、系統(tǒng)總體架構(gòu)

1.系統(tǒng)總體架構(gòu)。鋼鐵企業(yè)是流程型企業(yè)，鋼鐵生產(chǎn)是物理變化和化學(xué)變化混合的過程，其工藝復(fù)雜、生產(chǎn)條件嚴格，并且由多廠聯(lián)合生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備多、自動化程度高，擁有大量的自動化設(shè)備。鋼鐵企業(yè)的這些特點決定了鋼鐵企業(yè)信息化具有其自身的特點，不僅要進行業(yè)務(wù)層的系統(tǒng)建設(shè)，還要考慮底層設(shè)備的控制和生產(chǎn)的管理。安鋼信息化系統(tǒng)由以下4級架構(gòu)組成：企業(yè)資源計劃系統(tǒng)、各鋼軋廠MES系統(tǒng)、生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)、基礎(chǔ)自動化控制系統(tǒng)。

2.ERP（企業(yè)資源管理系統(tǒng)）。安鋼ERP系統(tǒng)引進了SAP（System Aplications and Products in Data Procssing）系統(tǒng)和商業(yè)集成化ERP套裝軟件，并采用了鋼鐵行業(yè)的通用解決方案，實施了模塊涉及銷售管理（SD）、生產(chǎn)管理（PP）、質(zhì)量管理（QM）、物料管理（MM）、財務(wù)管理（FI）、成本控制（CO）和商務(wù)智能（BI）等。ERP面向公司層面的管理活動，關(guān)注企業(yè)的整體資源平衡和戰(zhàn)略計劃，屬于宏觀層面的內(nèi)容，但實時性相對較低。銷售、采購、財務(wù)、運輸?shù)葮I(yè)務(wù)實行一體化集中管理是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的必然趨勢，ERP就是公司執(zhí)行的這些業(yè)務(wù)的統(tǒng)一平臺，承擔(dān)著銷售管理和財務(wù)管理、成本管理、運輸管理、發(fā)貨管理等功能。

3.MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）。MES面向具體的生產(chǎn)單元（或區(qū)域），根據(jù)公司ERP下達的生產(chǎn)訂單編制各個工序作業(yè)計劃并組織生產(chǎn)，它關(guān)注現(xiàn)場的實際生產(chǎn)作業(yè)和各種實物精細的狀態(tài)，并對生產(chǎn)線進行動態(tài)地跟蹤，及時響應(yīng)生產(chǎn)過程中發(fā)生的各種異?；顒樱虼怂膶崟r性非常高。MES是生產(chǎn)線執(zhí)行生產(chǎn)以及現(xiàn)場操作的平臺，承擔(dān)著生產(chǎn)線的規(guī)范管理、質(zhì)量控制、具體生產(chǎn)組織、合同跟蹤、質(zhì)量判定、質(zhì)保書管理、物料跟蹤和發(fā)貨作業(yè)等功能。

3.計質(zhì)量系統(tǒng)。計質(zhì)量物流模塊信息系統(tǒng)涵蓋的領(lǐng)域十分寬廣，包括物流（進廠物流、出廠物流、燒結(jié)物流、焦化物流、煉鐵物流、煉鋼物流、軋鋼物流）、生產(chǎn)管理（鐵前生產(chǎn)、煉鋼生產(chǎn)、軋鋼生產(chǎn)）、庫存（原料庫存、中間產(chǎn)品庫存、成品庫存）、檢化驗（原料檢化驗、各分廠過程檢驗）、儲運運輸（進廠運輸、廠內(nèi)運輸、出廠運輸、汽車運輸、火車運輸）、儲計質(zhì)量設(shè)備（汽車衡、軌道衡、皮帶秤、鋼材秤）等方方面面，包含了安鋼供、產(chǎn)、銷的各個環(huán)節(jié)。

二、系統(tǒng)功能的劃分

1.ERP與MES的分工。ERP面向公司層面的管理活動，關(guān)注企業(yè)的整體資源平衡、戰(zhàn)略規(guī)劃和財務(wù)信息管理，屬于宏觀層面的范疇，實時性相對較低。MES針對各個生產(chǎn)廠，更關(guān)注于生產(chǎn)現(xiàn)場資源，即設(shè)備、工藝和物料等方面。相對于整個企業(yè)來說，MES只提供了1個局部的信息。ERP的核心管理思想就是對整個供應(yīng)鏈進行管理，主要體現(xiàn)在精益生產(chǎn)、敏捷制造、事先計劃與事中控制，它強調(diào)計劃（銷售計劃、生產(chǎn)計劃、采購計劃等）的協(xié)調(diào)和控制。MES主要進行管理生產(chǎn)的執(zhí)行，包括生產(chǎn)質(zhì)量控制、生產(chǎn)作業(yè)調(diào)度、生產(chǎn)實績反饋等內(nèi)容。基于對生產(chǎn)現(xiàn)場管控的需要，MES的管理更加細致。在ERP生產(chǎn)的長期計劃指導(dǎo)下，MES根據(jù)底層控制系統(tǒng)采集的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)，進行短期生產(chǎn)作業(yè)的計劃調(diào)度、監(jiān)控、資源配置和生產(chǎn)過程的優(yōu)化等工作。

2.系統(tǒng)功能劃分。ERP與MES本著一體化系統(tǒng)的設(shè)計原則進行劃分，應(yīng)保證系統(tǒng)業(yè)務(wù)的邏輯清晰，盡量減少數(shù)據(jù)傳輸量，避免1個業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)邏輯在SAP和MES之間多次來回傳輸，減少SAP的計算量，在保證業(yè)務(wù)順暢、部門和崗位職責(zé)清晰、且能有效生成管理和分析報表數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進行ERP與MES的功能劃分。

三、系統(tǒng)集成方案

1.整體集成方案。安鋼信息化系統(tǒng)構(gòu)成主要包括SAP ECC6.0、各鋼軋廠的MES和計質(zhì)量系統(tǒng)。MES與各生產(chǎn)線的PCS/DCS之間相互通訊。各個MES之間也在傳遞數(shù)據(jù)，如煉軋中板MES向1780 MES傳遞要料計劃，計質(zhì)量系統(tǒng)負責(zé)接收MES的檢驗委托和檢驗計劃，并將檢驗結(jié)果返回相應(yīng)的MES。計質(zhì)量系統(tǒng)向MES發(fā)送鐵水和原輔料的質(zhì)量信息，同時接收MES發(fā)送的計量委托。MES向PCS/DCS下達生產(chǎn)作業(yè)計劃并接收生產(chǎn)實績數(shù)據(jù)。計質(zhì)量系統(tǒng)從PCS/DCS接收生產(chǎn)實績數(shù)據(jù)。安鋼信息化系統(tǒng)整體集成關(guān)系如圖1所示。

2.ERP與MES的集成。根據(jù)產(chǎn)銷一體化的思想，ERP從接收銷售訂單開始，根據(jù)合同要求和圖像標準進行設(shè)計。然后制訂工序計劃，生成作業(yè)指示，并在調(diào)度系統(tǒng)確認后將其傳給作業(yè)管理系統(tǒng)。作業(yè)管理系統(tǒng)將其下發(fā)PCS（過程控制系統(tǒng)），PCS根據(jù)作業(yè)指示進行生產(chǎn)，并將作業(yè)實績返回作業(yè)管理系統(tǒng)（包含質(zhì)量實績和消耗實績）。作業(yè)管理系統(tǒng)根據(jù)作業(yè)實績進行質(zhì)量管理和進程管理，作業(yè)完畢后進行入庫管理。最后由生產(chǎn)廠根據(jù)銷售發(fā)貨計劃，進行成品發(fā)貨出廠。系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流集成如圖2所示。

3.ERP與計質(zhì)量系統(tǒng)的集成。計質(zhì)量系統(tǒng)根據(jù)采購訂單進行原、輔料的入廠收貨，并將產(chǎn)生的計量和檢驗數(shù)據(jù)上傳ERP進行采購結(jié)算。計質(zhì)量系統(tǒng)根據(jù)下達的生產(chǎn)訂單進行各生產(chǎn)單元的生產(chǎn)，將生產(chǎn)數(shù)據(jù)和物料調(diào)撥數(shù)據(jù)上傳ERP進行成本核算。計質(zhì)量系統(tǒng)從接收交貨單開始，經(jīng)過倉儲揀配，最后由發(fā)貨單位員工將發(fā)貨信息和銷售過賬信息上傳ERP。計質(zhì)量購進廠的業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流如圖3所示。

4.系統(tǒng)通訊技術(shù)的集成。ERP與MES間的通訊采用XI作為集成通訊平臺，MES與XI之間采用Web Service協(xié)議，通過SOAP message進行通訊。XI與SAP之間采用XI協(xié)議，通過ABAP Proxy進行通訊。MES和計質(zhì)量系統(tǒng)之間采用Web Service進行通訊。MES與PCS之間的通訊采用TCP/IP Socket協(xié)議。

三、系統(tǒng)集成產(chǎn)生的問題與解決方案

1.ERP成本核算方式對生產(chǎn)的影響。目前，在采用SAP作為平臺實施ERP的鋼鐵企業(yè)中，對于主要產(chǎn)品成本的核算均采用基于生產(chǎn)訂單的成本核算。生產(chǎn)訂單是產(chǎn)品成本核算的載體，因此對于生產(chǎn)訂單的收貨和發(fā)料信息的處理，將決定計算出來的產(chǎn)品成本能否滿足管理的要求。鋼鐵企業(yè)鐵前的產(chǎn)品品種單一，不需要進行嚴格的質(zhì)量判定處理，但生產(chǎn)中的帶出品比較多；鋼后產(chǎn)品品種復(fù)雜多樣，對產(chǎn)品的質(zhì)量管理要求很高。基于上述特點，鐵前產(chǎn)品采用多版本混合成本的核算方式，生產(chǎn)訂單主要針對不同的產(chǎn)品采用了多版本生產(chǎn)訂單。生產(chǎn)訂單的收貨與發(fā)貨只需滿足在會計期間（按月組織核算成本）內(nèi)，對帶出品的處理采用聯(lián)產(chǎn)品或者副產(chǎn)品的處理方式。但對于鋼后，MES根據(jù)ERP下達的生產(chǎn)訂單組織生產(chǎn)，鋼軋產(chǎn)品下線后需要根據(jù)其物理性能、化學(xué)成分和表面質(zhì)量狀況進行質(zhì)量判定，因為鋼軋產(chǎn)品的生產(chǎn)周期較短，因此鋼鐵企業(yè)的ERP大都沒有采用在制品的核算方案，通常采用2步移動的方式來處理，即先按原物料確認收貨，如有改變則改判后調(diào)撥入銷售庫房，否則直接調(diào)撥入銷售庫房。

2.物流信息的實時性。物流信息是信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，物流信息除了要滿足財務(wù)成本核算和生產(chǎn)的需求外，還要盡可能保證生產(chǎn)物流與系統(tǒng)信息的同步，盡可能保證系統(tǒng)實時庫存的準確。鋼鐵企業(yè)的很多大宗原燃料是含水物料，含水物料在ERP中一般按干基進行收發(fā)存管理，而大宗原燃料的現(xiàn)場庫存管理和出入庫計量都是按濕基進行管理，濕基的含水量很難在短時間內(nèi)測出。因此，為了能夠?qū)崟r地更新ERP庫存，需要對濕基量進行系統(tǒng)庫存評估。

3.系統(tǒng)產(chǎn)量的問題。在鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中，涉及對各單位的效益評價以及公司各項經(jīng)濟技術(shù)指標的持續(xù)優(yōu)化，產(chǎn)量指標的計算和應(yīng)用是其中一項重要的基礎(chǔ)管理指標。ERP產(chǎn)量可分為訂單產(chǎn)量和報工確認量。訂單產(chǎn)量的統(tǒng)計以生產(chǎn)訂單的收貨量為基礎(chǔ)，根據(jù)合格品的計產(chǎn)原則進行統(tǒng)計；報工確認量是按照產(chǎn)出的計產(chǎn)原則來進行統(tǒng)計。在確定系統(tǒng)計產(chǎn)原則時應(yīng)充分明確兩者之間的關(guān)系，最理想的方案是能夠?qū)烧叩慕y(tǒng)計結(jié)果統(tǒng)一起來。報工確認量真實地反映了當(dāng)期投入和產(chǎn)出的實際情況，可作為公司成本核算和技術(shù)經(jīng)濟指標計算的重點依據(jù)；訂單產(chǎn)量符合合格品計產(chǎn)原則，可作為質(zhì)量分析和行業(yè)報表的統(tǒng)計依據(jù)。

安鋼信息化系統(tǒng)項目在建設(shè)過程中吸收了大量先進的管理理念，同時，緊密結(jié)合安鋼的實際情況，突出實用效果，實現(xiàn)了“集中管理、協(xié)同作業(yè)、產(chǎn)銷一體、管控銜接、三流同步”的管理模式。隨著系統(tǒng)的投入運行，安鋼又逐步規(guī)范了生產(chǎn)管理方式，建立了面向流程的集成化管理運行機制，并且制定了“一級核算、集中管理、分層控制”的財務(wù)管理模式。