在經(jīng)濟(jì)全球化過程中，我國鋼鐵企業(yè)不斷面臨著同國際一流企業(yè)在技術(shù)程度、質(zhì)量管理、價(jià)錢及其服務(wù)等方面的競爭。采用先進(jìn)的管理理念、應(yīng)用信息化、自動(dòng)化技術(shù)改造鋼鐵企業(yè)，建立鋼鐵企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，是使企業(yè)在當(dāng)今日益劇烈的競爭中立于不敗之地的發(fā)展方向。特別是進(jìn)入21世紀(jì)后隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)管理對(duì)信息化的需求也在不時(shí)地?cái)U(kuò)展。管理信息化和過程自動(dòng)化是鋼鐵企業(yè)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，是鋼鐵企業(yè)在國際競爭中立于不敗之地的有力武器。

　　企業(yè)單純的業(yè)務(wù)管理信息化現(xiàn)已不能滿足公司管理精密化的請(qǐng)求，如何將管理延伸到作業(yè)現(xiàn)場，提升企業(yè)的質(zhì)量、本錢、交貨能力，是企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　鋼鐵企業(yè)冶金過程是一個(gè)離散和連續(xù)混合的產(chǎn)出過程，產(chǎn)線長、工序多、設(shè)備復(fù)雜，全依托人工的方式賴管理和控制的難度非常大。尤為突出的是由于缺乏生產(chǎn)計(jì)劃形成的宏觀消費(fèi)失控，以及調(diào)度系統(tǒng)不完善最終導(dǎo)致的實(shí)時(shí)監(jiān)控紊亂等。要使經(jīng)濟(jì)效益提高，鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)管理方式應(yīng)由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變。[3]因而，鋼鐵企業(yè)MES的實(shí)施就顯得特別重要。而目前國內(nèi)在MES產(chǎn)品化軟件研討與設(shè)計(jì)方面與國際先進(jìn)程度相差較大，深化研討MES技術(shù)、開發(fā)適合發(fā)展潮流、低投入、適用于我國鋼鐵企業(yè)應(yīng)用需求的MES軟件產(chǎn)品具有十分重要的意義。

　　MES 作為一種生產(chǎn)模式，把制造系統(tǒng)的計(jì)劃和進(jìn)度安排、追蹤、監(jiān)視和控制、物料流動(dòng)、質(zhì)量管理、設(shè)備的控制和計(jì)算機(jī)集成制造接口（CIM）等一體化去考慮，以最終實(shí)施制造自動(dòng)化戰(zhàn)略。

1 寬厚板MES系統(tǒng)介紹

　　寬厚板生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，機(jī)組多，生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)比價(jià)多，在世界主要的寬厚板生產(chǎn)廠都建立有MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)，完成從訂單開端的生產(chǎn)組織、作業(yè)方案、物料跟蹤、質(zhì)量控制及產(chǎn)品發(fā)貨等全過程的系統(tǒng)管理。

2 寬厚板MES功能

　　寬厚板生產(chǎn)線共分為下面幾個(gè)部門：生產(chǎn)部：根據(jù)生產(chǎn)部指定的生產(chǎn)訂單，制定各個(gè)產(chǎn)線的生產(chǎn)計(jì)劃并下發(fā)給各個(gè)生產(chǎn)線，指導(dǎo)生產(chǎn)。調(diào)度室：對(duì)各個(gè)產(chǎn)線的作業(yè)實(shí)績進(jìn)行指示，并對(duì)質(zhì)量實(shí)績進(jìn)行跟蹤、處理各種異常，對(duì)統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)實(shí)績、質(zhì)量實(shí)績，生成生產(chǎn)快報(bào)�；�驗(yàn)室：對(duì)原料、中間產(chǎn)品、最終產(chǎn)品的各工序成分進(jìn)行化驗(yàn)，指導(dǎo)生產(chǎn)控制。品質(zhì)部：對(duì)全廠的各條生產(chǎn)線的質(zhì)量跟蹤、質(zhì)量判定、標(biāo)準(zhǔn)制定、出具質(zhì)保書。

　　寬厚板生產(chǎn)線包括以下幾個(gè)區(qū)域：

　�。�1）煉鋼

　�。�2）連鑄

　�。�3）加熱爐

　�。�4）軋線

　�。�5）剪切線

　　（6）檢化驗(yàn)

　�。�7）板坯庫

3 物料跟蹤與實(shí)績管理的功能

　　物料跟蹤與實(shí)績管理，實(shí)時(shí)反映在各個(gè)工序機(jī)組物料的產(chǎn)出信息，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)析處理，提高加工活動(dòng)的效率和量。物料跟蹤及實(shí)績管理實(shí)時(shí)收集各生產(chǎn)工序的來自于過程控制計(jì)算機(jī)（或人工錄入）的生產(chǎn)實(shí)績信息，為MES其他模塊的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)的生產(chǎn)實(shí)績數(shù)據(jù)，滿足用戶實(shí)績查詢的各項(xiàng)需求，實(shí)時(shí)反映各生產(chǎn)工序具體的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和物料狀態(tài)信息。

　　物料跟蹤與實(shí)績管理，其主要目的是對(duì)物料及庫存進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤與管理，為后續(xù)的倉庫管理、質(zhì)量管理、發(fā)貨管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)掌握庫存信息，從而降低庫存、確保物流暢通。[8]

　　對(duì)一張經(jīng)過軋制和剪切后的鋼板來說，材料與合同的匹配關(guān)系是“多對(duì)多”的，即一個(gè)材料對(duì)應(yīng)多個(gè)不同尺寸規(guī)格的合同。所以，當(dāng)鋼板產(chǎn)出后，如何以整張鋼板為主鍵進(jìn)行物料跟蹤和實(shí)績管理，這是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。為此，系統(tǒng)將引入材料命令和目的材料的概念，使物料在成品未產(chǎn)出之前，先設(shè)計(jì)出最終的目的材料，并以此為主鍵，進(jìn)行一貫的合同跟蹤和材料跟蹤。

　　生產(chǎn)實(shí)績管理主要是通過收集來自于過程控制計(jì)算機(jī)（L2）的生產(chǎn)實(shí)績信息，包括物料加工信息、質(zhì)量控制參數(shù)、檢化驗(yàn)實(shí)績、工序成本信息等；同時(shí)對(duì)生產(chǎn)過程狀態(tài)（比如設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、加工指令、計(jì)劃狀態(tài)等）、加工過程中的物料信息進(jìn)行全程跟蹤，以了解其在生產(chǎn)過程當(dāng)中的加工情況、尺寸重量變化情況、質(zhì)量情況、工藝控制情況等。

　　寬厚板MES系統(tǒng)管理的生產(chǎn)實(shí)績主要有：

　　1）連鑄實(shí)績

　　2）板坯切斷實(shí)績

　　3）板坯精整實(shí)績

　　4）板坯加熱、軋制實(shí)績

　　5）厚板剪切、檢查實(shí)績

　　6）厚板精整實(shí)績

　　物料跟蹤與實(shí)績管理的主要功能包括：

　　1）各種生產(chǎn)實(shí)績的接收與處理

　　2）材料與合同信息的更新

　　3）生產(chǎn)實(shí)績報(bào)表生成與打印

　　為了避免通信接口故障帶來的信息處理失敗，系統(tǒng)同時(shí)具備生產(chǎn)實(shí)績的后備輸入、后備修改、后備刪除等功能。

4 系統(tǒng)需求分析與設(shè)計(jì)

　　在寬厚板的制作過程中，寬厚板的鋼種繁多，產(chǎn)品尺寸等方面定制水平較高，生產(chǎn)工藝路徑臨時(shí)發(fā)生調(diào)整的余地比較大，可能出現(xiàn)的問題和風(fēng)險(xiǎn)很多，與眾不同的生產(chǎn)特點(diǎn)決定了它獨(dú)特的業(yè)務(wù)功能和管理方式，從下發(fā)生產(chǎn)計(jì)劃到生產(chǎn)過程控制再到成品入庫和發(fā)貨都需要各部門的密切協(xié)作，所以對(duì)寬厚板MES 系統(tǒng)中各個(gè)模塊之間數(shù)據(jù)的完整、實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確要求很高，保證各模塊之間的數(shù)據(jù)完整性和一致性的是系統(tǒng)面臨的關(guān)鍵問題，事務(wù)處理中間件提供了一個(gè)支持大規(guī)模事務(wù)處理的可靠運(yùn)行環(huán)境，可以有效的采集和傳遞實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，監(jiān)督生產(chǎn)過程，并及時(shí)改正生產(chǎn)過程的錯(cuò)誤，記錄生產(chǎn)中的各種數(shù)據(jù)包括出現(xiàn)問題的數(shù)據(jù)，透明地在異構(gòu)的分布計(jì)算環(huán)境中傳遞對(duì)象請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性和一致性，從而構(gòu)造成真正具有生命力的大型應(yīng)用系統(tǒng)。   　　4.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)及系統(tǒng)架構(gòu)

　　從寬厚板的整體規(guī)劃開始，進(jìn)行充分的需求調(diào)研和業(yè)務(wù)分析，定義出業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)各部門的業(yè)務(wù)流程，做出部門之間的信息流、數(shù)據(jù)流與物流的銜接。根據(jù)明確系統(tǒng)功能分擔(dān)和功能定位，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)配置，設(shè)計(jì)出整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)的代碼體系。寬厚板MES體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

4.2 系統(tǒng)應(yīng)用功能流程設(shè)計(jì)

　　薄板廠4100mm寬厚板MES系統(tǒng)的系統(tǒng)功能包括：訂單管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)管理、計(jì)劃管理、物料跟蹤與實(shí)績管理、倉庫管理、發(fā)貨管理、設(shè)備材料、管理工序、成本管理、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)管理、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)管理。各應(yīng)用功能之間的流程如圖2所示。

4.3 物料跟蹤與實(shí)績管理分析與設(shè)計(jì)

　　物料跟蹤及實(shí)績管理實(shí)時(shí)收集各生產(chǎn)工序的來自于過程控制計(jì)算機(jī)（或人工錄入）的生產(chǎn)實(shí)績信息，為MES其他模塊的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)的生產(chǎn)實(shí)績數(shù)據(jù)，滿足用戶實(shí)績查詢的各項(xiàng)需求，實(shí)時(shí)反映各生產(chǎn)工序具體的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和物料狀態(tài)信息。各部門現(xiàn)場聯(lián)席會(huì)議時(shí)，根據(jù)自身生產(chǎn)的需要，提出了系統(tǒng)功能的要求，并添加了報(bào)表的功能。物料跟蹤與實(shí)績管理主要涉及兩個(gè)區(qū)域：連鑄區(qū)域和軋制區(qū)域。

　　物料跟蹤與實(shí)績管理的連鑄區(qū)域主要管理：連鑄機(jī)組、板坯切斷、二切機(jī)組、板坯精整管理。

5 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置

　　4100mm寬厚板MES系統(tǒng)的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選取百兆/千兆的以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行組網(wǎng)，選用CISCO網(wǎng)絡(luò)設(shè)備作為組網(wǎng)設(shè)備。辦公樓到各現(xiàn)場節(jié)點(diǎn)之間采用光纜作為傳輸介質(zhì)，辦公樓內(nèi)部主要采用超五類雙絞線傳輸信息。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)邏輯拓?fù)鋱D如圖3。

　　整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要分為MES網(wǎng)絡(luò)和L2過程控制接入網(wǎng)：

　　4100mm寬厚板產(chǎn)線的MES網(wǎng)絡(luò)主要為寬厚板MES系統(tǒng)主機(jī)、現(xiàn)場操作終端之間的數(shù)據(jù)交換提供網(wǎng)絡(luò)連接，為整個(gè)產(chǎn)線的MES操作用戶提供訪問寬厚板MES系統(tǒng)的功能，并使用防火墻等設(shè)備保護(hù)MES網(wǎng)絡(luò)安全，防止外部網(wǎng)絡(luò)入侵行為；

　　L2過程控制接入網(wǎng)用于接入所有的L2網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，保證各L2系統(tǒng)與寬厚板MES系統(tǒng)主機(jī)之間安全高效的數(shù)據(jù)交換。

　　系統(tǒng)外部接口說明

　　寬厚板MES系統(tǒng)與周邊其他外部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的接口都將采用基于TCP/IP SOCKET協(xié)議的實(shí)時(shí)電文通信方式，寬厚板MES系統(tǒng)提供專用的接口通信中間件軟件（XCOM）進(jìn)行電文通信，同時(shí)具備完成的接口管理功能。

　　寬厚板MES系統(tǒng)與外部系統(tǒng)交換的數(shù)據(jù)內(nèi)容主要有：

　　1）公司ERP接口設(shè)計(jì)

　　預(yù)留接口部分，以便日后接受ERP系統(tǒng)下發(fā)的訂單信息、原料信息、發(fā)貨計(jì)劃等；向ERP系統(tǒng)發(fā)送原料需求、生產(chǎn)實(shí)績、發(fā)貨實(shí)績、成本基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等信息。

　　2）連鑄L2接口設(shè)計(jì)

　　向連鑄L2系統(tǒng)下發(fā)連鑄作業(yè)和板坯切割命令；接收連鑄L2系統(tǒng)上傳的連鑄作業(yè)和板坯切割實(shí)績。

　　3）加熱爐L2接口設(shè)計(jì)

　　向加熱爐L2系統(tǒng)下發(fā)板坯入爐命令；接收加熱爐L2系統(tǒng)上傳的板坯裝爐實(shí)績以及板坯爐前、爐后的回庫信息。

　　4）軋機(jī)L2接口設(shè)計(jì)

　　向軋機(jī)L2系統(tǒng)下發(fā)板坯軋制命令（PDI）；接收軋機(jī)L2系統(tǒng)上傳的板坯正常軋制、軋廢等各類生產(chǎn)實(shí)績信息。

　　5）剪切線L2接口設(shè)計(jì)

　　向剪切線L2系統(tǒng)下發(fā)厚板剪切命令（PDI）；接收剪切線L2系統(tǒng)上傳的剪切實(shí)績信息。

　　6）火切線L2接口設(shè)計(jì)

　　向火切線L2系統(tǒng)下發(fā)切割命令（PDI）；接收火切線L2系統(tǒng)上傳的切割實(shí)績信息。

　　7）檢化驗(yàn)L2接口設(shè)計(jì)

　　向檢化驗(yàn)L2系統(tǒng)下發(fā)試驗(yàn)指令；接收檢化驗(yàn)L2系統(tǒng)上傳的實(shí)驗(yàn)信息。

6 結(jié)束語

　　本文通過實(shí)施寬厚板MES物料跟蹤與實(shí)績管理系統(tǒng)，建立起了企業(yè)信息化的支撐平臺(tái)，鞏固和提升了企業(yè)自主工藝開發(fā)和制造的能力和核心競爭力，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)內(nèi)部的全面信息集成，推進(jìn)了鋼鐵企業(yè)企業(yè)的信息化進(jìn)程，提高了企業(yè)適應(yīng)現(xiàn)代化制造和管理模式的能力，為推動(dòng)我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，起到了典型示范的作用，具有一定的借鑒意義。

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本文標(biāo)題：寬厚板MES/ERP物料跟蹤與實(shí)績管理系統(tǒng)的研究

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