劉 磊

（安徽馬鋼自動化信息技術(shù)有限公司，安徽馬鞍山 243000）

1 系統(tǒng)建設(shè)背景

車輪現(xiàn)有MES系統(tǒng)由于建設(shè)的時間較早，越來越不能滿足公司的管理理念和要求,與SAP的接口和公司的結(jié)算體系也存在差異，因此為降低系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜性，減少系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交互，保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行，并降低系統(tǒng)運維成本，將對目前車輪公司MES系統(tǒng)進行改造，實現(xiàn)車輪MES系統(tǒng)與QMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合及MES與各工序控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互功能。通過建立一套全新的車輪MES系統(tǒng)，以滿足公司整體信息化和車輪產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量管理的需求。

原料管理作為馬鋼車輪MES系統(tǒng)的重要功能模塊之一,以原料及其相關(guān)的信息為管理對象,從SAP、特鋼三級系統(tǒng)以及檢化驗系統(tǒng)等外部系統(tǒng)獲取相關(guān)訂單、批次、檢驗等信息,實現(xiàn)對原料庫存的自動化和精細化管理。同時,向其他外部系統(tǒng)提供原料對應(yīng)的庫存、質(zhì)量等信息,保證企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的順暢運行。

2 MES系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 MES系統(tǒng)架構(gòu)

MES系統(tǒng)存在于企業(yè)在過程控制與企業(yè)ERP之間的車間作業(yè)調(diào)度和控制管理系統(tǒng)之間，它主要解決生產(chǎn)作業(yè)的動態(tài)優(yōu)化調(diào)度和排序、物流生產(chǎn)和質(zhì)量信息的在線跟蹤以及對突發(fā)事件的處理、設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視及故障診斷、運輸調(diào)度等功能。本系統(tǒng)基于Proficy軟件平臺進行定制開發(fā)。Proficy的獨特性在于它的高度模塊化并且能方便升級。Proficy構(gòu)筑了通用的系統(tǒng)基礎(chǔ)，它擁有一個開放的分層結(jié)構(gòu)，能保護現(xiàn)有的信息技術(shù)投資，并能方便地被使用和配置。其主要的組件包括Proficy企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫和Proficy MES應(yīng)用模塊,見圖1。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

圖1 MES系統(tǒng)架構(gòu)圖

原料管理模塊是在引進MES平臺的基礎(chǔ)上,借鑒車輪公司原有MES的優(yōu)點，緊密結(jié)合車輪公司當前的具體需求，并統(tǒng)籌現(xiàn)有的SAP、QMS、PDM、特鋼MES等系統(tǒng),設(shè)計實現(xiàn)的一套滿足該公司原料庫存管理業(yè)務(wù)需求的離散型MES管理模塊。原料管理子系統(tǒng)從MES中的物料跟蹤系統(tǒng)取得產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，從外部的檢化驗系統(tǒng)取得產(chǎn)品的質(zhì)檢數(shù)據(jù)，向公司級的銷售管理系統(tǒng)提供入庫數(shù)據(jù)和出庫數(shù)據(jù)以及實際的庫存信息，向下游生產(chǎn)線的MES提供相關(guān)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)。通過這些外部接口，系統(tǒng)可以實現(xiàn)與車輪MES系統(tǒng)中其他子系統(tǒng)的信息共享，與公司級銷售管理系統(tǒng)以及下游生產(chǎn)環(huán)節(jié)MES等外部系統(tǒng)的銜接。

根據(jù)需求和MES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，車輪MES原料管理系統(tǒng)劃分為以下幾個功能模塊：系統(tǒng)管理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、檢驗管理、原料出入庫管理、退貨判廢管理、切割計劃管理、分析查詢統(tǒng)計報表等。由于篇幅限制，本文僅對重點功能模塊功能進行描述。

2.2.1 原料質(zhì)量管理

主要實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤、檢驗指令管理、質(zhì)量主數(shù)據(jù)維護、原料送樣管理、檢驗結(jié)果管理、質(zhì)量判定管理、原料判廢等功能。由于多種原因當某鋼錠庫存超過三個月并經(jīng)過評審后需要判廢時，可對此類鋼錠按支判廢，系統(tǒng)將變更庫存信息表并上傳MM001接口相關(guān)鋼錠信息。不同的車輪產(chǎn)品對原料的力學(xué)以及化學(xué)性能會有不同的要求，因此在鋼錠出庫投料之前需要對原料的性能再做一次檢測。研發(fā)部按照產(chǎn)品的性能屬性維護原料的檢測標準，其內(nèi)容包括標準、鋼種、檢測依據(jù)等。同時維護產(chǎn)品的檢測項目，其內(nèi)容包括標準、鋼種、檢測要求等。原料業(yè)務(wù)組會根據(jù)配置好的檢驗規(guī)則對原料送檢。系統(tǒng)內(nèi)記錄檢驗計劃并通過接口送至檢化驗系統(tǒng)。系統(tǒng)會定時掃描檢化驗接口表，當檢驗結(jié)果產(chǎn)生后及時接收、記錄檢驗結(jié)果并進行判定。根據(jù)檢測的結(jié)果，系統(tǒng)將在生產(chǎn)工藝初始段對生產(chǎn)過程進行詳細的跟蹤，即從切錠開始的生產(chǎn)過程信息，質(zhì)量信息，物料流轉(zhuǎn)信息等，最終形成基于件次號的全生產(chǎn)過程譜系跟蹤。

2.2.2 入庫管理

在入庫操作前，系統(tǒng)會自動接收來自于ERP系統(tǒng)通過MM003轉(zhuǎn)儲訂單接口下傳車輪公司的轉(zhuǎn)儲訂單，并作為未接收訂單保存。系統(tǒng)還會接收來自于MM018轉(zhuǎn)儲訂單發(fā)貨和入庫沖銷信息接口下傳的鋼錠來料信息，并將其寫入本系統(tǒng)的原料批次信息表。系統(tǒng)通過電爐三級接收其他來料信息包括爐次信息、化學(xué)成份、檢驗力學(xué)信息、低倍信息、原料規(guī)格等寫入來料信息表和化學(xué)成分表。當來自于特鋼的原料鋼錠到達車輪原料庫后，原料業(yè)務(wù)組會根據(jù)來料的質(zhì)保書和系統(tǒng)收到的轉(zhuǎn)儲信息進行比對，之后對實物鋼錠再做確認，信息無誤后在系統(tǒng)中進行入庫操作，此時會更改批次信息表的入庫狀態(tài)同時在庫存表中增加此批次下的鋼坯信息，最后將確認入庫的批次信息回傳至ERP系統(tǒng)。當來料的質(zhì)保書信息和系統(tǒng)收到的轉(zhuǎn)儲信息存在差異或者超出上下限范圍時，需要將此爐號提交至研發(fā)部進行審核，如果可以讓步接收則正常入庫反之進入退庫程序。系統(tǒng)可按爐次號、轉(zhuǎn)儲單號篩選并顯示來料的鋼種、長度、重量、支號、來料的低倍、熔煉成分等相關(guān)信息。

2.2.3 出庫管理

原料業(yè)務(wù)組首先根據(jù)生產(chǎn)日期選擇切割計劃，查看切割計劃信息，及需要出庫的鋼錠信息，包括材質(zhì)、鋼種、直徑、定尺等原料信息以及鋼錠數(shù)、切割類型、切割數(shù)量、切割組等切割計劃信息。當確認本次出庫的信息無誤后點擊出庫按鈕，系統(tǒng)將自動生成作業(yè)調(diào)度，如果生產(chǎn)指令指定外委，系統(tǒng)自動創(chuàng)建外委作業(yè)調(diào)度。對于生產(chǎn)過程中需要對作業(yè)調(diào)度進行分卡操作的，先按時間、產(chǎn)線選擇需要分卡的作業(yè)調(diào)度，根據(jù)廠內(nèi)碼選擇已有的生產(chǎn)指令，指令確認后選擇開始分卡的工序及分卡的數(shù)量。

2.2.4 生產(chǎn)管理

主要實現(xiàn)生產(chǎn)原料配尺、生產(chǎn)指令管理、生產(chǎn)過程管理、維修管理、工序查詢管理等功能。生產(chǎn)工序?qū)⒉捎美鋰?、打印條碼等方式進行跟蹤，并通過單件跟蹤二級系統(tǒng)把生產(chǎn)實時跟蹤數(shù)據(jù)傳送到本系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)全過程件次號跟蹤，準確記錄每個產(chǎn)品的的生產(chǎn)中的位置、順序，確保跟蹤無誤。

2.2.5 原料退貨管理

有三種情況會觸發(fā)退貨程序。（1）當來料的質(zhì)保書信息和系統(tǒng)收到的轉(zhuǎn)儲信息進行比對，存在差異且無法通過研發(fā)部審核時，說明來料不符合入庫要求需要退貨，此時一般進入整爐退貨流程，即此爐整體返回到特鋼公司，系統(tǒng)將在mm018表上做一次對此需退貨批次的Z02沖銷動作；（2）入庫后，低倍信息不合格需要立即退貨，流程同（1）；（3）有些殘留庫存因為各種原因需要退回時，也需要退貨，此時不能對整爐批量退貨只可對現(xiàn)有需退貨的支做Z02退庫操作。

2.2.6 切割計劃管理

由計劃員根據(jù)SAP訂單創(chuàng)建切割計劃，原料業(yè)務(wù)組在執(zhí)行切割計劃過程中，系統(tǒng)會自動根據(jù)優(yōu)化算法計算出理論切割塊數(shù)，這樣操作人員可以依據(jù)理論的切割塊數(shù)進行組坯切割，盡量減少尾料，以減少切割損耗。切割計劃主要針對于模鑄錠的切割。依據(jù)切頭、切尾、切縫計算單支原料可切鋼錠數(shù)量，計算需要原料數(shù)量。首先是重量的配切，其次是順序計算切割長度，最后一塊需要標記"A"用于取樣。根據(jù)模鑄配切的基本原則，總長等于計算出的鋼錠長度之和+切縫長度5.5*切割次數(shù)+45，總長必須小于等于模鑄錠型對應(yīng)的最大長度。單切時，首先計算需要多少模鑄錠,每支模鑄錠切割的鋼錠數(shù)量及最后一支切割的數(shù)量。單支原料的可切割的鋼錠的數(shù)量=（鑄坯重量-切頭-切尾+切縫）/鋼錠單重。當兩個及以上規(guī)格進行配切時，首先計算需要多少模鑄錠,再計算每支模鑄錠切割的鋼錠數(shù)量：

（1）若切割數(shù)量=0，則原料量為一支模鑄錠,計算的結(jié)果是一支鑄坯最優(yōu)切割(余量最少)兩個規(guī)格的數(shù)量；

（2）若切割數(shù)量＞0，首先計算一支模鑄錠最優(yōu)切割(余量最少)兩個規(guī)格的數(shù)量，

根據(jù)上述結(jié)果產(chǎn)生切割計劃，然后計算剩余的兩個規(guī)格的成品，再次尋找最優(yōu)切割量。

操作人員根據(jù)得到的理論切割數(shù)量進行切割操作，特殊情況下，可在系統(tǒng)內(nèi)手動更改切割數(shù)量。

2.2.7 查詢及報表平臺

對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行采集、匯總、分析。

2.3 通訊接口設(shè)計

通訊接口采用SQLNET方式通訊。系統(tǒng)間接口通信要求具有數(shù)據(jù)緩沖功能，即在MES接口系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障的情況下，通信數(shù)據(jù)發(fā)送方將始終保持將相關(guān)數(shù)據(jù)保存在本系統(tǒng)中，待通信網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時，雙方系統(tǒng)自動將所有沒有發(fā)送的數(shù)據(jù)補充發(fā)送到對方系統(tǒng)中為了便于事后追溯通信數(shù)據(jù)的正確性，雙方系統(tǒng)都需將本系統(tǒng)最近（如一個月）主要的接受和發(fā)送的通信數(shù)據(jù)保存在本系統(tǒng)通信數(shù)據(jù)履歷表中，同時需要保存每條通信數(shù)據(jù)的產(chǎn)生時間、發(fā)送時間、接受時間等時間信息。

3 結(jié)語

原料管理系統(tǒng)是MES系統(tǒng)中的核心模塊，為生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制、發(fā)貨、全線物料跟蹤，制定客觀、合理、精準生產(chǎn)計劃奠定堅實的基礎(chǔ)，同時也滿足了生產(chǎn)過程的實際需要。原料庫管理也是生產(chǎn)質(zhì)量追溯的源頭，通過對原料庫的管理，實現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量事中控制，降低了質(zhì)量成本和質(zhì)量安全風(fēng)險，減少了切割損耗，降低了生產(chǎn)成本。