李殿杰，紀(jì)麗娜，周仁杰，郁正龍，王金飛

（1.北京鋼研新冶工程技術(shù)中心有限公司，北京 100081；2.江蘇迪歐姆股份有限公司，江蘇 常州 213011）

在發(fā)達(dá)國(guó)家的傳統(tǒng)制造行業(yè)中，信息化管理系統(tǒng)應(yīng)用非常普及，設(shè)備自動(dòng)化水平、企業(yè)信息化水平十分高，其中美國(guó)在20世紀(jì)末期就已完成了對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)的企業(yè)信息化的建設(shè)[1-3］。

國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)目前也在進(jìn)行信息化系統(tǒng)的改造，近幾年取得了一定成績(jī)，但是基于現(xiàn)在的企業(yè)管理模式，信息化系統(tǒng)在實(shí)際操作中會(huì)遇到一些阻礙，其中比較多的是應(yīng)用在車間生產(chǎn)線的部分崗位或組建一些局域網(wǎng)收集一部分生產(chǎn)數(shù)據(jù)[4］，用來(lái)生成生產(chǎn)報(bào)表。原因有兩方面，一方面是由于我們車間內(nèi)設(shè)備基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備水平不高，自動(dòng)化程度低的工序無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)[1］，操作人員需要手動(dòng)輸入生產(chǎn)數(shù)據(jù)，這樣就不能保證生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性；另一方面企業(yè)對(duì)產(chǎn)品過(guò)程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求不嚴(yán)格，這樣就無(wú)法建立完善的控制流程。

經(jīng)過(guò)對(duì)某鋼管公司生產(chǎn)和工藝的深入調(diào)研，開發(fā)建設(shè)了基于鋼管生產(chǎn)車間的制造執(zhí)行系統(tǒng)，該制造執(zhí)行系統(tǒng)以產(chǎn)品、制造、品質(zhì)為三大核心，覆蓋了企業(yè)各方面的需求，并且又突出了品質(zhì)管理，保證鋼管產(chǎn)品是在受控的環(huán)境和高水平制造能力中制造，把“產(chǎn)品”“制造過(guò)程”和“質(zhì)量”三要素相關(guān)聯(lián)，形成管理上的閉環(huán)[5-8］。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

以某鋼管公司的鋼管生產(chǎn)車間為基礎(chǔ)，通過(guò)調(diào)研分析，梳理各部門的業(yè)務(wù)流程，設(shè)計(jì)出了車間制造執(zhí)行系統(tǒng)架構(gòu)，鋼管車間制造執(zhí)行系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示，該系統(tǒng)分為六大功能模塊：物料跟蹤與采集模塊、制造計(jì)劃管理模塊、生產(chǎn)工藝管理模塊、人員管理模塊、庫(kù)房管理模塊和報(bào)表模塊。

圖1 鋼管車間制造執(zhí)行系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

鋼管車間制造執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)為四層結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)層、服務(wù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表現(xiàn)層。鋼管車間制造執(zhí)行系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 鋼管車間制造執(zhí)行系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

基礎(chǔ)層：包含系統(tǒng)與數(shù)據(jù)兩方面，該操作系統(tǒng)采用Windows Server 2012、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle 11g容器中；數(shù)據(jù)包含采集與工藝數(shù)據(jù)信息以及所有功能的元數(shù)據(jù)信息存放在數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle 11g中。服務(wù)層：包含接口服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、通信服務(wù)；硬件方面以以太網(wǎng)為傳輸介質(zhì)，通過(guò)Wincc集成各外部主要控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)；通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系數(shù)據(jù)接口（DBLink）實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成；通過(guò)ADO技術(shù)完成服務(wù)器程序與數(shù)據(jù)庫(kù)之間、客戶端程序與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間的通信。業(yè)務(wù)邏輯層：該層包含了該系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的所有業(yè)務(wù)功能，即包含制造計(jì)劃管理、生產(chǎn)工藝管理、物料跟蹤與數(shù)據(jù)采集管理和人員管理等。表現(xiàn)層：對(duì)于各操作點(diǎn)都配置了專用的終端，提供良好的用戶界面，讀取指定數(shù)據(jù)，并可以通過(guò)界面干預(yù)指定事件處理。

2 需求功能分析

鋼管車間制造執(zhí)行系統(tǒng)有制造計(jì)劃管理功能、生產(chǎn)工藝管理功能、物料跟蹤與數(shù)據(jù)采集功能。

制造計(jì)劃管理功能：生產(chǎn)調(diào)度中心根據(jù)銷售合同信息，結(jié)合車間產(chǎn)線能力、接收原料采購(gòu)情況等形成可執(zhí)行的生產(chǎn)計(jì)劃，計(jì)算生產(chǎn)計(jì)劃所用原料信息，生產(chǎn)完畢后上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)。生產(chǎn)調(diào)試中心形成企業(yè)受控報(bào)表，上傳ERP企業(yè)管理系統(tǒng)。主要功能點(diǎn)有訂單管理、合同管理、計(jì)劃管理。

生產(chǎn)工藝管理功能：焊縫質(zhì)量是焊管質(zhì)量的中心。焊管生產(chǎn)成本控制（包括成材率的控制）是高品質(zhì)焊管的生命，所以生產(chǎn)工藝管理主要對(duì)鋼管質(zhì)量進(jìn)行控制，對(duì)生產(chǎn)和檢驗(yàn)工藝數(shù)據(jù)制定規(guī)范，并追蹤質(zhì)量數(shù)據(jù)，功能包括質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)管理、生產(chǎn)工藝規(guī)范管理、質(zhì)量追蹤管理、生產(chǎn)實(shí)績(jī)管理等。

物料跟蹤與數(shù)據(jù)采集功能：物料跟蹤從實(shí)際出發(fā)，針對(duì)焊管的生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)物料跟蹤并收集在線實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。首先把生產(chǎn)過(guò)程的主物料進(jìn)行時(shí)空的定位，使得生產(chǎn)人員和管理系統(tǒng)知道主物料在生產(chǎn)過(guò)程中的時(shí)空位置。數(shù)據(jù)采集是把生產(chǎn)過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，按要求建立數(shù)據(jù)庫(kù)單元，提供給ERP企業(yè)管理系統(tǒng)和物流系統(tǒng)。物料跟蹤與數(shù)據(jù)采集功能系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況將物料跟蹤功能分為兩部分：主機(jī)線物料跟蹤與精整線物料跟蹤，用于完成原料從上線到成品下線的全流程的跟蹤，跟蹤方案采用自動(dòng)跟蹤與手動(dòng)跟蹤兩種。

鋼管車間制造執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鋼管所經(jīng)過(guò)所有崗位的生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集，如與每根鋼管號(hào)對(duì)應(yīng)的取樣和試驗(yàn)結(jié)果、水壓試驗(yàn)結(jié)果和水壓機(jī)參數(shù)、探傷結(jié)果和探傷機(jī)參數(shù)、改尺和鋼管修復(fù)記錄、平頭倒棱機(jī)參數(shù)和成品檢測(cè)參數(shù)等。

人員管理功能：人員管理功能分為人員技術(shù)檔案、培訓(xùn)記錄管理、權(quán)限管理、派工管理四大子功能，實(shí)現(xiàn)預(yù)精焊車間內(nèi)操作工、質(zhì)量檢測(cè)人員和技術(shù)中心人員相關(guān)人員的統(tǒng)一管理。

庫(kù)房管理功能：庫(kù)房管理功能系統(tǒng)管理預(yù)精焊分廠中間庫(kù)庫(kù)房業(yè)務(wù)，中間庫(kù)庫(kù)房主要是接收總廠分配的原料單，操作工接收到實(shí)際帶卷進(jìn)行入庫(kù)操作、接收到生產(chǎn)任務(wù)單后對(duì)所需帶卷進(jìn)行上線前排序，車間組織生產(chǎn)開始后對(duì)所需鋼卷進(jìn)行出庫(kù)操作。庫(kù)房功能分為鋼卷入庫(kù)、鋼卷出庫(kù)、庫(kù)位管理、綜合查詢四大子功能。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

鋼管車間制造執(zhí)行系統(tǒng)的上線應(yīng)用對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)從自動(dòng)化到智能化的升級(jí)，改變了企業(yè)管理模式，解決了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不完整的難題，典型功能有：

（1）制造執(zhí)行系統(tǒng)通過(guò)對(duì)銷售合同管理，把同規(guī)格、同標(biāo)準(zhǔn)的訂單合并統(tǒng)一生產(chǎn)，避免了漏檢情況，提高了實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)效率，也縮短了鋼管在車間內(nèi)的周轉(zhuǎn)時(shí)間。

（2）制造執(zhí)行系統(tǒng)針對(duì)每一個(gè)生產(chǎn)訂單制訂相應(yīng)的工藝生產(chǎn)卡，并下達(dá)到各生產(chǎn)工序指導(dǎo)生產(chǎn)，包含投料檢驗(yàn)工藝卡、X射線檢驗(yàn)工藝卡、超聲波探傷工藝卡、水壓工藝卡、成品檢驗(yàn)工藝卡、理化性能檢驗(yàn)工藝卡等。生產(chǎn)工藝卡設(shè)計(jì)操作界面如圖3所示。

圖3 生產(chǎn)工藝卡設(shè)計(jì)操作界面

（3）生產(chǎn)高峰時(shí)，車間內(nèi)積壓的生產(chǎn)鋼管有200多根，通過(guò)制造執(zhí)行系統(tǒng)檢索可以準(zhǔn)確地找到每根鋼管所在的位置，查詢到生產(chǎn)檢驗(yàn)情況。

4 結(jié) 語(yǔ)

開發(fā)的制造執(zhí)行系統(tǒng)已在鋼管生產(chǎn)車間順利上線，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的設(shè)計(jì)功能，應(yīng)用達(dá)到了預(yù)期。通過(guò)該系統(tǒng)的上線應(yīng)用，在鋼管車間實(shí)現(xiàn)了訂單的科學(xué)管理、物料的定位跟蹤及質(zhì)量的實(shí)時(shí)控制，提升了企業(yè)的科學(xué)決策能力。后續(xù)將根據(jù)需求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，如增加統(tǒng)計(jì)報(bào)表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，加強(qiáng)市場(chǎng)與生產(chǎn)協(xié)同的實(shí)時(shí)性，便于企業(yè)決策層及時(shí)進(jìn)行預(yù)判和調(diào)整[9-15］。