方 震，盧 剛，梅忠琴

MES（Manufacturing Execution System）即制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)，是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)是人員、生產(chǎn)、質(zhì)量、管理集成在一起，將信息技術(shù)、管理技術(shù)和制造技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用于產(chǎn)品全生產(chǎn)周期的各個(gè)階段，更好實(shí)現(xiàn)全面質(zhì)量管理（TQM），人人質(zhì)量、全員參與。隨著科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步，冶金鋼鐵得到巨大的發(fā)展，同時(shí)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，由單純的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品品種（Product）、交貨時(shí)間（Time）、產(chǎn)品質(zhì)量（Quality）、產(chǎn)品成本（Cost）等方面的競(jìng)爭(zhēng)。我公司生產(chǎn)的熱軋扁鋼是冶金鋼鐵型材產(chǎn)品之一，其生產(chǎn)特點(diǎn)為規(guī)格多、鋼種多、訂單量小，改規(guī)格、換鋼種頻繁，造成產(chǎn)品成本（Cost）、產(chǎn)品質(zhì)量（Quality）、交貨時(shí)間（Time）管理難度大。對(duì)此，我公司于2010年后引進(jìn)MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，通過不斷的升級(jí)完善，在生產(chǎn)信息的傳遞、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集匯總等更加便捷，品種鋼的質(zhì)量管理更加高效，系統(tǒng)得到很好的運(yùn)用，為公司打造了一個(gè)扎實(shí)、可靠、全面、可行的質(zhì)量協(xié)同管理平臺(tái)。

1 熱軋扁鋼生產(chǎn)管理及質(zhì)量管理現(xiàn)狀

1.1 熱軋扁鋼車間生產(chǎn)特點(diǎn)

熱軋扁鋼車間一般分為原料區(qū)、加熱、軋制、精整、包裝、成品區(qū)六個(gè)工序，如圖1。由于規(guī)格多、定尺多、鋼種多、訂單量小特性，鋼坯進(jìn)廠、加熱、軋制、精整、包裝、入庫(kù)及發(fā)貨等工序記錄多、統(tǒng)計(jì)報(bào)表多，需要配備的記錄、統(tǒng)計(jì)人員多，記錄和報(bào)表在填寫過程中經(jīng)常發(fā)生人為錯(cuò)誤，存在數(shù)據(jù)失真現(xiàn)象，不利于質(zhì)量追溯和改進(jìn)。另外人工統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)樣本小，不便于開展大數(shù)據(jù)分析、總結(jié)，不利于開展質(zhì)量提升工作。

圖1 熱軋扁鋼車間設(shè)備平面布置示意圖

1.2 爐號(hào)質(zhì)量管理現(xiàn)狀

原來，熱軋扁鋼車間爐號(hào)管理流程如圖2。

圖2 生產(chǎn)工藝流程圖

扁鋼產(chǎn)品訂單下發(fā)后，熱軋扁鋼車間從計(jì)劃、生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗(yàn)、產(chǎn)品入庫(kù)等生產(chǎn)質(zhì)量管理采用傳統(tǒng)的管理模式，數(shù)據(jù)傳遞及記錄都是紙質(zhì)進(jìn)行傳遞或記錄，效率非常低、人工成本高。生產(chǎn)訂單下發(fā)后，人工編排好生產(chǎn)計(jì)劃，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)進(jìn)度電話或人工到現(xiàn)場(chǎng)組織轉(zhuǎn)運(yùn)鋼坯和編組。鋼坯入爐、加熱、出爐、軋制，成品材定尺剪切、過跨、檢驗(yàn)、包裝、稱重、標(biāo)識(shí)、入庫(kù)，其過程爐號(hào)質(zhì)量管理全部派專人手持《按爐送鋼流動(dòng)卡》逐個(gè)爐批號(hào)跟蹤（如圖2），防止發(fā)生混號(hào)質(zhì)量事故，同時(shí)質(zhì)量文件記錄均由崗位工紙質(zhì)記錄。

從生產(chǎn)工藝流程圖（圖2）和《按爐送鋼流動(dòng)卡》（表1）看，熱軋扁鋼生產(chǎn)涉及的崗位多，為防止出錯(cuò)，配備專職爐號(hào)員爐批號(hào)跟蹤，還要求每個(gè)崗位人員依次交接，確認(rèn)、簽名，各崗位依據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的信息做好相應(yīng)人工記錄。

表1 《按爐送鋼流動(dòng)卡》記錄樣表

1.3 質(zhì)量信息溝通現(xiàn)狀

原來分廠、部門與生產(chǎn)車間管理組織結(jié)構(gòu)圖如圖3，分廠下轄多個(gè)部門，多個(gè)生產(chǎn)車間，雖然采取矩陣組織結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行管理，但部門多，信息溝通相對(duì)不暢，尤其對(duì)質(zhì)量?jī)?yōu)先的特鋼生產(chǎn)廠，質(zhì)量管理尤為重要，因此部門還是需要派專人下達(dá)到車間了解生產(chǎn)控制過程、質(zhì)量檢驗(yàn)過程，造成質(zhì)量管理人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量情況生產(chǎn)車間采用電話方式進(jìn)行匯報(bào)，有時(shí)難以描述清楚。產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果如何，性能是否達(dá)標(biāo)，綜合判定是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求等相關(guān)信息，不能及時(shí)傳達(dá)到各級(jí)管理人員及關(guān)鍵崗位上，對(duì)產(chǎn)品的判定、入庫(kù)、發(fā)貨等造成很大影響，從而導(dǎo)致一些問題形成惡性循環(huán)。

圖3 分廠、部門與車間組織結(jié)構(gòu)圖

1.4 質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)狀

原來原料庫(kù)存報(bào)表、原料消耗報(bào)表、成品材入庫(kù)報(bào)表、成品材庫(kù)存報(bào)表、成品材發(fā)貨報(bào)表、表面檢驗(yàn)結(jié)果等均由人工統(tǒng)計(jì)，輸入到電腦，報(bào)表統(tǒng)計(jì)量大，信息傳遞慢，勞動(dòng)強(qiáng)度高，且容易出錯(cuò)，配備了多名統(tǒng)計(jì)員。另外表面質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果只掌握在質(zhì)量管理人員手中，其他相關(guān)人員難以第一時(shí)間掌握質(zhì)量信息，造成生產(chǎn)與質(zhì)量、質(zhì)量與發(fā)貨脫節(jié)。

2 MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)質(zhì)量管理功能設(shè)計(jì)

2.1 MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)工作原理

生產(chǎn)訂單規(guī)格、鋼種、定尺、客戶、特殊要求等信息輸入MES系統(tǒng)形成生產(chǎn)計(jì)劃，熱軋扁鋼車間根據(jù)MES系統(tǒng)生產(chǎn)計(jì)劃組織生產(chǎn)，通過MES系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程及產(chǎn)品進(jìn)行判定，產(chǎn)品合格進(jìn)行發(fā)貨，MES系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)算。具體工作流程如圖4。

圖4 MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)工作流程圖

2.2 MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)功能

用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量系統(tǒng)管理，不是照搬原有的人工管理模式，而是根據(jù)質(zhì)量管理的目標(biāo)對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化，強(qiáng)調(diào)過程為核心，實(shí)現(xiàn)全員質(zhì)量管理。從圖5看，MES系統(tǒng)涵蓋了熱軋扁鋼車間所有工序、所有崗位，每個(gè)崗位均實(shí)現(xiàn)MES系統(tǒng)跟蹤，產(chǎn)生記錄，最終形成熱軋扁鋼車間技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)報(bào)表。

圖5 MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)功能樹圖

3 MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)在質(zhì)量管理的應(yīng)用

為了降低數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)勞動(dòng)強(qiáng)度，質(zhì)量信息溝通順暢，提高執(zhí)行能力，提高質(zhì)量管理服務(wù)水平，我公司于2010年后引進(jìn)MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)，MES執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)行流程圖及應(yīng)用效果如下。

3.1 MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)質(zhì)量管理流程

MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鋼坯、生產(chǎn)、包裝、檢驗(yàn)四大工序跟蹤、管理（如圖6），每個(gè)崗位自動(dòng)形成跟蹤記錄，實(shí)現(xiàn)成品材系統(tǒng)自動(dòng)判定，實(shí)現(xiàn)全員質(zhì)量管理。MES系統(tǒng)還可生成鋼坯、成品材倉(cāng)儲(chǔ)垛位圖，實(shí)現(xiàn)庫(kù)房倉(cāng)儲(chǔ)可視化。

圖6 MES系統(tǒng)質(zhì)量管理流程圖

3.2 爐號(hào)跟蹤管理運(yùn)用

整個(gè)MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)、信息輸入工作由MES完成，各崗位只需勾選、點(diǎn)擊確認(rèn)操作。首先，配料員在坯料充當(dāng)界面完成生產(chǎn)訂單與爐號(hào)勾選配對(duì)（如圖7），MES系統(tǒng)將對(duì)鋼坯成分、鋼坯斷面、鋼坯定尺長(zhǎng)度自動(dòng)校驗(yàn)，異常進(jìn)行卡阻并報(bào)警。生產(chǎn)過程中MES系統(tǒng)逐支跟蹤并生成記錄，各崗位人員在操作室可視化監(jiān)控。最后，MES系統(tǒng)對(duì)各爐批記錄集成質(zhì)量信息，進(jìn)行自動(dòng)判定，并把判定信息傳送給檢驗(yàn)人員確定。

圖7 MES組坯輸入界面

通過MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)平臺(tái)集成了產(chǎn)品的鋼種、規(guī)格、客戶、交付時(shí)間、使用的原材料、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等信息，排產(chǎn)計(jì)劃員根據(jù)產(chǎn)品訂單信息在電腦中配料組批、排產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)操作工根據(jù)MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)信息匹配實(shí)物組織生產(chǎn)、檢驗(yàn)、包裝、發(fā)貨。通過MES系統(tǒng)從鋼坯入爐、加熱、出爐、軋制到定尺剪切、過跨檢驗(yàn)、包裝、稱重、標(biāo)識(shí)，再到入庫(kù)及發(fā)貨實(shí)現(xiàn)了全員爐號(hào)跟蹤管理，有效防止混號(hào)質(zhì)量隱患。另外增加LED大屏，達(dá)到爐號(hào)跟蹤管理可視化，便于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)員工按工藝要求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。

3.3 產(chǎn)品實(shí)物標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)信息實(shí)現(xiàn)質(zhì)量追溯功能運(yùn)用

通過MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)平臺(tái)把生產(chǎn)的產(chǎn)品按鋼種、規(guī)格、客戶、生產(chǎn)班組、爐批號(hào)、重量、包裝及發(fā)貨標(biāo)準(zhǔn)集成到爐號(hào)牌，同時(shí)在爐號(hào)牌上打印上條形碼及二維碼，還可把客戶特殊要求集成到爐號(hào)牌上，便于下道工序操作及檢驗(yàn)。通過爐號(hào)牌上的信息可追溯本產(chǎn)品生產(chǎn)過程，檢驗(yàn)及包裝責(zé)任人?；蛲ㄟ^掃描條形碼或二維碼，同樣可實(shí)現(xiàn)查找本產(chǎn)品生產(chǎn)過程。

3.4 產(chǎn)品大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及查詢功能運(yùn)用

通過MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)按爐批號(hào)記錄生產(chǎn)軋制信息數(shù)據(jù)、產(chǎn)品入庫(kù)信息數(shù)據(jù)、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)信息數(shù)據(jù)、產(chǎn)品生產(chǎn)過程工藝參數(shù)數(shù)據(jù)。把每條記錄按時(shí)間匯總在一起，則形成大數(shù)據(jù)庫(kù)，也實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)查詢功能，針對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量提升提供了數(shù)據(jù)支撐。

3.5 產(chǎn)品質(zhì)量報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能的運(yùn)用

MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)按爐號(hào)記錄質(zhì)量數(shù)據(jù)，對(duì)此設(shè)計(jì)質(zhì)量報(bào)表格式，輸入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)計(jì)算機(jī)語言自動(dòng)生成報(bào)表，如《生產(chǎn)記錄報(bào)表》、《生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)統(tǒng)計(jì)報(bào)表》、《成品材入庫(kù)報(bào)表》、《成品材外觀檢驗(yàn)報(bào)表》等，便于產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)信息追溯。

4 取得的效果

4.1 做到全員爐號(hào)跟蹤管理

實(shí)現(xiàn)了全員質(zhì)量管理，各個(gè)生產(chǎn)崗位參與到爐號(hào)跟蹤管理中來，避免了有一個(gè)崗位在鋼種傳遞過程中出現(xiàn)失誤，帶來了一錯(cuò)到底的連鎖反應(yīng)。另外在關(guān)鍵崗位增加LED大屏，生產(chǎn)信息、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)做到了可視化，對(duì)關(guān)鍵質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行提醒。

4.2 便于產(chǎn)品質(zhì)量追溯

通過產(chǎn)品實(shí)物懸掛的爐號(hào)牌信息，從MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)平臺(tái)很方便追溯產(chǎn)品質(zhì)量控制過程，可發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中是否符合工藝標(biāo)準(zhǔn)或質(zhì)量技術(shù)要求。在質(zhì)量管理體系審核中，可以快速查詢相關(guān)信息，為快速高效審核提供了有利的幫助。

4.3 便于產(chǎn)品質(zhì)量大數(shù)據(jù)分析

MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)存儲(chǔ)了大量的生產(chǎn)過程工藝數(shù)據(jù)及質(zhì)量數(shù)據(jù)，便于從大數(shù)據(jù)中分析出產(chǎn)生質(zhì)量問題的規(guī)律，便于統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量工序能力指數(shù)CPk值，分析產(chǎn)品質(zhì)量所處控制狀態(tài)。

4.4 降低質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)勞動(dòng)強(qiáng)度

生產(chǎn)記錄、生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)均可通過MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)形成報(bào)表，方便各個(gè)崗位、各個(gè)部門查詢。若需質(zhì)量記錄則從MES系統(tǒng)中導(dǎo)出報(bào)表打印存檔。

4.5 有利于產(chǎn)品質(zhì)量信息傳遞，提高質(zhì)量管控水平

扁鋼生產(chǎn)規(guī)格多、鋼種多、訂單量小，改規(guī)格、換鋼種頻繁，鋼種管理難度大，該系統(tǒng)能有效傳遞鋼種、質(zhì)量信息，各崗位接收質(zhì)量信息更加快捷，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量把控起到了關(guān)鍵作用。

5 結(jié)語

MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)優(yōu)化了企業(yè)質(zhì)量管理模式，強(qiáng)化了質(zhì)量過程管理和控制，達(dá)到精細(xì)化管理目的。加強(qiáng)了各生產(chǎn)崗位、各生產(chǎn)部門的協(xié)同辦公能力，提高了工作效率。在生產(chǎn)調(diào)度方面，MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)也發(fā)揮了較大作用，下達(dá)的生產(chǎn)計(jì)劃是否按期執(zhí)行，坯材是否匹配，產(chǎn)品發(fā)貨計(jì)劃是否能按期完成，順利裝車出廠，都能及時(shí)了解掌握，整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用的較好。同時(shí)在成本管理、工具工裝管理、設(shè)備管理方面同樣具有優(yōu)勢(shì)。是一個(gè)扎實(shí)、可靠、全面、可行的質(zhì)量協(xié)同管理平臺(tái)。