趙云翔

摘 要：鐵前生產(chǎn)是鋼鐵企業(yè)中長流程制造的典型區(qū)域，多數(shù)企業(yè)通過建立ERP信息系統(tǒng)來加強(qiáng)對(duì)鐵前生產(chǎn)的管控，但收效甚微。主要原因是生產(chǎn)管理層的作業(yè)計(jì)劃和任務(wù)不能很好在作業(yè)層執(zhí)行，本文通過MES與ERP集成的優(yōu)勢(shì)分析結(jié)合宣鋼鐵前生產(chǎn)工藝流程，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了宣鋼鐵前供產(chǎn)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)焦化、燒結(jié)球團(tuán)、煉鐵等生產(chǎn)單元年月日生產(chǎn)計(jì)劃管理，使得宣鋼鐵前生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)全流程24小時(shí)管控的閉環(huán)管理模式，及各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的不落地的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：鐵前；供產(chǎn)；信息化

隨著宣鋼對(duì)鐵前ERP及配套數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)的深入使用，生產(chǎn)管理部門及生產(chǎn)單位對(duì)系統(tǒng)的功能需求日益增多，尤其涉及鐵前生產(chǎn)訂單的管理，數(shù)據(jù)采集，鐵水質(zhì)量管控等諸多內(nèi)容，原有數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)流程再造、功能擴(kuò)充等方面很難適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需求。為此，需要設(shè)計(jì)開發(fā)一套滿足鐵前生產(chǎn)工序要求并能很好與ERP銜接的系統(tǒng)。使生產(chǎn)管理部門可時(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)現(xiàn)場相關(guān)數(shù)據(jù)信息，快捷安排各工序生產(chǎn)，在實(shí)現(xiàn)精細(xì)化生產(chǎn)的同時(shí)，降低了鐵前生產(chǎn)成本。

1 鋼鐵行業(yè)ERP與MES集成的優(yōu)勢(shì)

鋼鐵企業(yè)中的MES實(shí)際上是過程控制級(jí)和作業(yè)管理級(jí)的整合。作業(yè)管理中的過程物料平衡、生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、排序及優(yōu)化已經(jīng)納入綜合營銷系統(tǒng)，成為其核心部分。ERP主要根據(jù)企業(yè)的人、財(cái)、物各種資源的狀況和產(chǎn)、供、銷各個(gè)環(huán)節(jié)的信息，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行合理有效的計(jì)劃、組織，使生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)協(xié)調(diào)有序地進(jìn)行，并對(duì)企業(yè)的戰(zhàn)略計(jì)劃進(jìn)行決策。MES根據(jù)ERP系統(tǒng)下達(dá)的合同計(jì)劃，通過生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、成本控制、物料平衡和能源管理過程組織生產(chǎn)，并將各種信息加以采集、傳遞和加工處理，及時(shí)呈報(bào)ERP系統(tǒng)。由此可見ERP于MES集成的系統(tǒng)可使管理層命令得到及時(shí)高效的執(zhí)行，管理層也可時(shí)時(shí)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行管控。

2 功能設(shè)計(jì)

宣鋼鐵前供產(chǎn)系統(tǒng)主要由：焦化MES系統(tǒng)；燒結(jié)、球團(tuán)MES系統(tǒng)；煉鐵MES系統(tǒng)三大部分組成。各模塊實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)的是年、月、日生產(chǎn)計(jì)劃的安排、變更及下達(dá)。由于鐵前生產(chǎn)的一體性，鐵前供產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兩個(gè)部分，即鐵前綜合管理（APS）和鐵前二級(jí)單位生產(chǎn)管理（MES）。鐵前綜合管理包括：配料優(yōu)化管理模塊、鐵前生產(chǎn)計(jì)劃管理模塊和鐵前綜合查詢及報(bào)表模塊。在設(shè)計(jì)同時(shí)需改造現(xiàn)有數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與L1/L2級(jí)過程控制系統(tǒng)（PLC/DCS/儀器儀表）的集成以及與ERP系統(tǒng)的集成，打通四級(jí)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)鐵前各系統(tǒng)年度、月度生產(chǎn)計(jì)劃制定、查詢、執(zhí)行情況跟蹤；實(shí)現(xiàn)宣鋼鐵前生產(chǎn)一級(jí)計(jì)劃管制模式和財(cái)務(wù)成本一級(jí)核算體系，實(shí)現(xiàn)鐵前配料優(yōu)化和物流精細(xì)化跟蹤，達(dá)到“產(chǎn)能最大化、成本最小化、生產(chǎn)穩(wěn)定化”的綜合優(yōu)化平衡。

3 主要技術(shù)及功能實(shí)現(xiàn)

3.1 應(yīng)用CSLA.NET框架，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、邏輯、數(shù)據(jù)層分離

系統(tǒng)采用CSLA.NET分布式N層部署的框架，劃分為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)訪問層、業(yè)務(wù)服務(wù)層、數(shù)據(jù)交戶層、用戶界面層5個(gè)層次，提供驗(yàn)證規(guī)則和業(yè)務(wù)規(guī)則、跟蹤對(duì)象是否改變、集成授權(quán)、子對(duì)象的強(qiáng)類型集合、多級(jí)撤銷能力、用戶界面開發(fā)者的簡單抽象模型、支持?jǐn)?shù)據(jù)綁定、對(duì)象持久性和對(duì)象-關(guān)系映射、自定義身份驗(yàn)證等功能，以強(qiáng)大而靈活的業(yè)務(wù)層，包含了驗(yàn)證，權(quán)限，數(shù)據(jù)門戶等標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，使宣鋼業(yè)務(wù)對(duì)象更加標(biāo)準(zhǔn)和靈活。它提出了移動(dòng)對(duì)象的概念，使業(yè)務(wù)對(duì)象可以在不同的服務(wù)器上物理性的移動(dòng)，自由進(jìn)行B/S、C/S等數(shù)據(jù)訪問實(shí)現(xiàn)，并提供豐富的用戶訪問接口實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)業(yè)務(wù)無縫集成，充分保障系統(tǒng)業(yè)務(wù)的靈活性、兼容性、可擴(kuò)展性、安全性。

3.2 入爐配料模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

入爐配料模型以物料平衡計(jì)算公式為基本數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解。采用數(shù)據(jù)鏈接技術(shù)把燒結(jié)、球團(tuán)模塊中計(jì)算結(jié)果（價(jià)格、成份等）引用過來，實(shí)時(shí)傳遞高爐返礦、焦粉成份及價(jià)格到燒結(jié)、球團(tuán)模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步運(yùn)算，保證程序運(yùn)行的及時(shí)性與準(zhǔn)確性。通過入爐結(jié)構(gòu)與原料分析，計(jì)算出入爐品位及堿度，結(jié)果與設(shè)定金屬量計(jì)算出原料單耗，從而推算出生鐵成本及實(shí)際金屬量。同時(shí)考慮焦炭和產(chǎn)量的影響對(duì)成本進(jìn)行比較、校正。其中，煉鐵模塊中物料的入爐價(jià)部分采用其他兩模塊的數(shù)值傳遞結(jié)果，保證與燒結(jié)、球團(tuán)成本的同步性。實(shí)現(xiàn)宣鋼入爐物料平衡，在保證入爐原料各項(xiàng)指標(biāo)滿足高爐生產(chǎn)需求的前提下，通過系統(tǒng)中的模型的分析、計(jì)算，確定各種原料的配入比例，降低鐵前生產(chǎn)成本。

3.3 生產(chǎn)管控中心的建立實(shí)現(xiàn)計(jì)劃統(tǒng)一管理

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)焦化MES、燒結(jié)球團(tuán)MES、煉鐵MES年月日生產(chǎn)計(jì)劃編制及管理，即將統(tǒng)一制定鐵前生產(chǎn)計(jì)劃（包括機(jī)組作業(yè)計(jì)劃），并建立時(shí)時(shí)生產(chǎn)管控中心對(duì)鐵前生產(chǎn)統(tǒng)一進(jìn)行生產(chǎn)管控和調(diào)度。在鐵前供產(chǎn)一體化架構(gòu)下，生產(chǎn)計(jì)劃的編制并不是哪一個(gè)系統(tǒng)或者模塊的單獨(dú)任務(wù)?？茖W(xué)合理的生產(chǎn)計(jì)劃編制，需要在各個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部、各級(jí)系統(tǒng)之間進(jìn)行計(jì)劃的優(yōu)化和協(xié)調(diào)。MES與ERP系統(tǒng)之間、各MES之間的功能集成與分擔(dān)，改變了原本系統(tǒng)之間相對(duì)孤立，通過生產(chǎn)計(jì)劃的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)各生產(chǎn)單元計(jì)劃的有效銜接。

4 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)測(cè)試的硬件配置，采用HP的小型機(jī)和PC服務(wù)器系列作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫及WEB服務(wù)器，各終端用戶使用內(nèi)存大于2GB、4核CPU的普通計(jì)算機(jī)。測(cè)試范圍主要包括：各模塊的功能實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行情況、性能；圖形界面的運(yùn)行流暢程度；各數(shù)據(jù)的采集上傳速度；接口及網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試等。通過測(cè)試，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)計(jì)劃創(chuàng)建與下達(dá)的及時(shí)率、準(zhǔn)確律100%，完成了前期設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)束語

該系統(tǒng)的投入運(yùn)行，推進(jìn)宣鋼信息化建設(shè)工作邁向一個(gè)新的臺(tái)階。生產(chǎn)現(xiàn)場的各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)時(shí)上傳，增加了公司對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場的管控力度，使管理層能夠更及時(shí)、更準(zhǔn)確的得到生產(chǎn)經(jīng)營一線的數(shù)據(jù)，使執(zhí)行層能夠隨時(shí)了解本業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)內(nèi)的成本消耗情況和生產(chǎn)實(shí)績，從而使企業(yè)自上至下的管理者都能夠隨時(shí)掌握管轄范圍內(nèi)的生產(chǎn)經(jīng)營實(shí)際。使得宣鋼鐵前生產(chǎn)真正實(shí)現(xiàn)全流程24小時(shí)管控的閉環(huán)管理模式，各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的不落地的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]王曉麗.宣鋼鐵前產(chǎn)銷系統(tǒng)的實(shí)施及應(yīng)用[J].中國電子商務(wù)，2012，（12）：41-42.

（作者單位：河鋼宣鋼技術(shù)中心）