首鋼礦業(yè)公司計(jì)控室項(xiàng)目經(jīng)理陳中

一、首鋼礦業(yè)公司簡(jiǎn)介

    首鋼礦業(yè)公司隸屬于首鋼（集團(tuán)）總公司，是首鋼重要的原料基地、全國(guó)知名的鐵礦產(chǎn)區(qū)。 自1959年建礦以來(lái)，經(jīng)過(guò)幾十年的生產(chǎn)建設(shè)，首鋼礦業(yè)公司（以下簡(jiǎn)稱“首礦”）已發(fā)展成為以采礦、選礦、球團(tuán)、燒結(jié)為主業(yè)，兼營(yíng)礦山裝備制造、礦山技術(shù)服務(wù)等非礦產(chǎn)業(yè)，集生產(chǎn)、科研、開發(fā)為一體的特大型現(xiàn)代化礦山企業(yè)。

二、MES實(shí)施背景

1.首礦數(shù)字礦山建設(shè)歷程

    基于首鋼總公司發(fā)展戰(zhàn)略的要求和首礦自身的行業(yè)特點(diǎn)與企業(yè)特色，在新的歷史時(shí)期，首礦提出了建設(shè)“數(shù)字礦山”的發(fā)展戰(zhàn)略。“十五”以來(lái)，首礦確定了“一流的礦業(yè)、開放的礦山”的發(fā)展目標(biāo)，并堅(jiān)持以信息化帶動(dòng)工業(yè)化，以工業(yè)化促進(jìn)信息化，走新型工業(yè)化道路。

    項(xiàng)目初期，首礦提出新上工藝設(shè)備必須具備計(jì)算機(jī)接口的要求，結(jié)合日常設(shè)備維護(hù)、檢修、改造，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量檢測(cè)等基礎(chǔ)裝備數(shù)字化，以此作為兩化融合的切入點(diǎn)。依靠自主研發(fā)，首礦在采礦、選礦、燒結(jié)、球團(tuán)、運(yùn)輸五個(gè)生產(chǎn)工藝流程全面推進(jìn)數(shù)字化，提高自動(dòng)化水平，形成兩化融合的支撐。經(jīng)過(guò)兩年的時(shí)間，首礦分期搭建了網(wǎng)絡(luò)，為兩化融合提供了硬件平臺(tái)。首礦建設(shè)數(shù)字礦山的重點(diǎn)是實(shí)施ERP和MES系統(tǒng)，變革礦山管理模式，實(shí)現(xiàn)了縱向全程貫通、橫向全面集成。在建設(shè)數(shù)字礦山的過(guò)程中，首礦一直以“應(yīng)用、完善、成效、創(chuàng)新”的八字方針引領(lǐng)數(shù)字礦山的建設(shè)。

2.五級(jí)架構(gòu)&四級(jí)四塊

    數(shù)字礦山一般采用五級(jí)架構(gòu)模式。一級(jí)為數(shù)字化儀器儀表，二級(jí)為過(guò)程控制程序，三級(jí)為生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)MES，四級(jí)為企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)，五級(jí)為決策支持系統(tǒng)。首礦在實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，MES是以生產(chǎn)綜合指標(biāo)為目標(biāo)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程、操作和管理進(jìn)行優(yōu)化和固化的信息系統(tǒng)。MES不僅是二級(jí)和四級(jí)之間的橋梁，更是一套獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)。

    多年來(lái)，首礦致力于兩化融合，不斷改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，率先在2006年底建成了獨(dú)具特色的“四級(jí)四塊”數(shù)字礦山體系，在我國(guó)冶金礦山行業(yè)實(shí)現(xiàn)了歷史性突破。四級(jí)架構(gòu)是從縱向角度對(duì)生產(chǎn)和管理信息系統(tǒng)的劃分，是數(shù)字礦山建設(shè)的基礎(chǔ)和框架。四級(jí)架構(gòu)具體為：一二級(jí)為控制層，三級(jí)為執(zhí)行層，四級(jí)為管理層。詳情見圖1。

圖1 首礦數(shù)字礦山體系的四級(jí)架構(gòu)

    四塊是針對(duì)礦山特點(diǎn)，從橫向角度對(duì)生產(chǎn)和管理信息系統(tǒng)的劃分，是數(shù)字礦山建設(shè)的重點(diǎn)和主體。四塊，第一部分是地理信息系統(tǒng)GIS，第二部分是MES系統(tǒng)，第三部分是ERP系統(tǒng)，第四部分是辦公自動(dòng)化OA。詳情見圖2 。

圖2 首礦數(shù)字礦山體系的四塊體系

3.成果與榮耀

    首礦在冶金礦山行業(yè)是第一個(gè)嘗試數(shù)字礦山建設(shè)并取得突破的企業(yè)。經(jīng)過(guò)十余年探索實(shí)踐和創(chuàng)新，數(shù)字礦山建設(shè)推動(dòng)首礦企業(yè)自身發(fā)生了根本性的變化，在國(guó)內(nèi)同行業(yè)起到了示范推廣作用。因此，首礦也收獲了行業(yè)的認(rèn)可，獲得了中企聯(lián)“全國(guó)企業(yè)信息化建設(shè)典型示范單位”，中鋼協(xié)“現(xiàn)代化管理創(chuàng)新成果一等獎(jiǎng)”、“科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)”等獎(jiǎng)項(xiàng)。

三、MES實(shí)施內(nèi)容

1.MES系統(tǒng)實(shí)施過(guò)程

    MES系統(tǒng)的實(shí)施是一個(gè)總體規(guī)劃、分布實(shí)施、重點(diǎn)突破、持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程。

    系統(tǒng)實(shí)施前，首礦進(jìn)行基礎(chǔ)裝備數(shù)字化、工業(yè)流程數(shù)字化以及基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)化的工作，對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)梳理。2005年9月，首礦ERP項(xiàng)目正式啟動(dòng)，同時(shí)成立了MES實(shí)施團(tuán)隊(duì)。實(shí)施MES系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)共17人，是由一把手組成的領(lǐng)導(dǎo)小組帶領(lǐng)業(yè)務(wù)專家、復(fù)合型人才組成的專業(yè)實(shí)施隊(duì)伍。MES實(shí)施團(tuán)隊(duì)參加ERP的流程討論、藍(lán)圖設(shè)計(jì)等所有過(guò)程，目的是實(shí)現(xiàn)公司信息的集成和統(tǒng)一。2006年5月1日ERP系統(tǒng)正式上線，首礦自主開發(fā)的MES系統(tǒng)也同步上線。

2.MES系統(tǒng)功能

    成功上線的MES系統(tǒng)的架構(gòu)緊緊結(jié)合首礦行業(yè)的特點(diǎn)，打通生產(chǎn)，優(yōu)化生產(chǎn)全過(guò)程，連通上下游，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)供銷一體化。MES系統(tǒng)貫通計(jì)劃層與控制層，實(shí)現(xiàn)組織、業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)的全面集成。具體見圖3。 

 
圖3 首礦MES系統(tǒng)架構(gòu)

    MES系統(tǒng)一期上線的時(shí)候，有110個(gè)業(yè)務(wù)功能，涉及到11個(gè)工廠，操作人數(shù)超過(guò)了千人。MES系統(tǒng)包含生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)備系統(tǒng)、質(zhì)量系統(tǒng)、物流系統(tǒng)等。因?yàn)槭椎V自有鐵路運(yùn)輸，所以首礦的MES系統(tǒng)中包含運(yùn)輸系統(tǒng)和物流系統(tǒng)。

    MES系統(tǒng)各模塊間以生產(chǎn)系統(tǒng)模塊為中心，質(zhì)量系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量管理，設(shè)備系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中所使用的設(shè)備進(jìn)行管理，運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行運(yùn)輸管理。詳情見圖4。

圖4 MES系統(tǒng)模塊間關(guān)系

    MES系統(tǒng)重點(diǎn)是生產(chǎn)系統(tǒng)模塊，系統(tǒng)根據(jù)從四級(jí)獲取的生產(chǎn)訂單，分解到班計(jì)劃，采集皮帶秤量或手工錄入量，根據(jù)部分磅單量計(jì)算投料量和產(chǎn)量，根據(jù)質(zhì)檢結(jié)果，扣除水份，上傳干量到四級(jí)。

    物流系統(tǒng)模塊：根據(jù)從四級(jí)接收到的采購(gòu)訂單形成火車運(yùn)輸接車單，進(jìn)而形成火運(yùn)和汽運(yùn)運(yùn)輸單，貨物通過(guò)檢驗(yàn)計(jì)劃的檢驗(yàn)后即可收貨給四級(jí)。系統(tǒng)根據(jù)從四級(jí)接收到的銷售訂單（或倒運(yùn)申請(qǐng)）經(jīng)過(guò)同樣的流程，銷售發(fā)貨（或物資轉(zhuǎn)儲(chǔ)）提交到四級(jí)。

    質(zhì)量系統(tǒng)模塊：從四級(jí)獲取檢驗(yàn)計(jì)劃，三級(jí)中隨著物料移動(dòng)產(chǎn)生計(jì)量單的同時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的質(zhì)檢委托單，完成取樣、制樣、化驗(yàn)工作，錄入質(zhì)檢結(jié)果，質(zhì)量結(jié)果上傳四級(jí)。

    質(zhì)量系統(tǒng)典型流程可見圖5：

圖5 典型流程—貨運(yùn)采購(gòu)進(jìn)廠流程

3.MES系統(tǒng)特點(diǎn)

    業(yè)務(wù)建模立體化：綜合首礦的多種業(yè)務(wù)管理需求，在以往單一的業(yè)務(wù)流程建模基礎(chǔ)上形成了“工藝路線建模、管理流程建模、決策支持建模三維業(yè)務(wù)建模體系”。對(duì)工藝流程進(jìn)行縱向貫通，對(duì)管理流程進(jìn)行橫向拓展，進(jìn)而高度提升系統(tǒng)決策支持能力。

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊化：系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循“功能獨(dú)立，高內(nèi)聚低耦合”原則，通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)可以獲得獨(dú)立的模塊、獨(dú)立的功能。系統(tǒng)開發(fā)更加容易，且有利于系統(tǒng)的順利實(shí)施。

    軟件研發(fā)平臺(tái)化：將MES看作一個(gè)企業(yè)信息化管理的平臺(tái)，該平臺(tái)由生產(chǎn)、質(zhì)量、設(shè)備等各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)構(gòu)成。使其擁有統(tǒng)一的界面、統(tǒng)一的授權(quán)、統(tǒng)一的接口。進(jìn)而MES系統(tǒng)更具可拓展性、具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，更加易于維護(hù)。

4.MES深度應(yīng)用

    從2006年到現(xiàn)在大約10年的時(shí)間，首礦對(duì)MES系統(tǒng)進(jìn)行不斷的完善、擴(kuò)展和提升。系統(tǒng)完善主要是對(duì)工藝流程的新增或者改造，以及對(duì)主體設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)移。工藝流程的改造重點(diǎn)是通過(guò)ERP系統(tǒng)與物資終身管理平臺(tái)集成，實(shí)現(xiàn)了從采購(gòu)計(jì)劃到物資報(bào)廢的全生命周期管理。主體設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)轉(zhuǎn)移通過(guò)設(shè)備管理完成，MES對(duì)設(shè)備壽命周期全過(guò)程進(jìn)行科學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

    在系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，首礦發(fā)現(xiàn)MES系統(tǒng)存在欠缺，因此提出“三大平臺(tái)”和“四大平衡”的概念。“三大平臺(tái)”指物資終身管理與核算系統(tǒng) 、集團(tuán)化管理信息系統(tǒng) ，礦業(yè)公司技術(shù)管理平臺(tái)。“四大平衡”指礦業(yè)公司電平衡系統(tǒng)、礦業(yè)公司水平衡系統(tǒng)、礦業(yè)公司質(zhì)量平衡系統(tǒng)及礦業(yè)公司金屬平衡系統(tǒng)。首礦的消耗主要是水和電兩大塊，所以針對(duì)這塊又進(jìn)行了一些擴(kuò)展。把水電數(shù)據(jù)采集上來(lái)，通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析。通過(guò)水電平衡這個(gè)系統(tǒng)，大大降低了首礦水電的消耗，以及過(guò)程中的損耗。

    同時(shí)隨著數(shù)據(jù)的逐漸積累，數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用越來(lái)越重要，首礦加強(qiáng)了MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用。過(guò)去專業(yè)管理是遇到問(wèn)題解決問(wèn)題，現(xiàn)在通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘分析，提高了專業(yè)管理精細(xì)化水平，已經(jīng)逐步向發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題、提出問(wèn)題解決問(wèn)題轉(zhuǎn)變。為公司的專業(yè)管理、領(lǐng)導(dǎo)決策提供有力支持。

四、MES應(yīng)用效果和體會(huì)

1.提升管理水平

    生產(chǎn)管理：利用MES系統(tǒng)強(qiáng)化了計(jì)劃執(zhí)行和物流流轉(zhuǎn)的精準(zhǔn)性。一是實(shí)現(xiàn)了采選球燒幾大生產(chǎn)組織工序之間銜接環(huán)節(jié)信息的實(shí)時(shí)掌控。二是實(shí)現(xiàn)了主要生產(chǎn)工序主要生產(chǎn)信息的動(dòng)態(tài)掌控。三是實(shí)現(xiàn)了物流流轉(zhuǎn)有序、準(zhǔn)確、高效。首礦提出了“四個(gè)命中”，即在“規(guī)定的時(shí)間”，將“規(guī)定的質(zhì)量”和“規(guī)定的重量”的物料到達(dá)“規(guī)定的地點(diǎn)”。

    質(zhì)量管理：MES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量管理流程化、精細(xì)化，提升質(zhì)量控制能力。一是改變?cè)瓉?lái)質(zhì)量各專業(yè)部門職能分割的局面，轉(zhuǎn)為流程式管理。二是系統(tǒng)自動(dòng)生成檢驗(yàn)批，使一線工作人員在系統(tǒng)中自動(dòng)獲取檢驗(yàn)任務(wù)。三是做到質(zhì)和量一一對(duì)應(yīng)，提供數(shù)據(jù)分析，促進(jìn)專業(yè)管理水平提升。球團(tuán)礦、燒結(jié)礦月平均品位波動(dòng)范圍控制在目標(biāo)值的±0.01%以內(nèi)，大大提升了質(zhì)量管控水平。

    設(shè)備管理：通過(guò)MES的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)點(diǎn)檢定修工作流程化、標(biāo)準(zhǔn)化，形成了點(diǎn)檢到隱患，隱患到檢修，檢修再到點(diǎn)檢的閉環(huán)管理。首礦的隱患處理率提高了11%，故障發(fā)生頻率降低了46.56%。

2.提高管理效率

    系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)反映生產(chǎn)、計(jì)量、質(zhì)量、物流等數(shù)據(jù)，可以隨時(shí)查詢和應(yīng)用。數(shù)據(jù)和信息從最基層的計(jì)量、質(zhì)檢、設(shè)備獲取或系統(tǒng)自動(dòng)生成，保持?jǐn)?shù)據(jù)和信息的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，增加業(yè)務(wù)響應(yīng)速度。借助MES，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、管理人員從大量的、重復(fù)性的、低管理含量的工作中解脫出來(lái)，工作效率大大提高。

3.加強(qiáng)管理基礎(chǔ)

    系統(tǒng)包含大部分的標(biāo)準(zhǔn)化工作、定額工作、計(jì)量工作、信息工作等管理基礎(chǔ)工作，為管理基礎(chǔ)提供信息化手段。MES提供標(biāo)準(zhǔn)化的業(yè)務(wù)流程，并為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、各類定額提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)支撐。MES提供豐富的查詢及分析功能，提供產(chǎn)供銷各類信息，增加數(shù)據(jù)的利用率。通過(guò)MES的實(shí)施，各單位業(yè)務(wù)更加清晰，崗位職責(zé)更加明確，相應(yīng)的管理的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化日趨明顯。

4.加快成果轉(zhuǎn)化

    首礦經(jīng)過(guò)多年的信息化建設(shè)，積累了大量的礦山自動(dòng)化、信息化實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和成果，體現(xiàn)了多年的技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，形成了完整的數(shù)字礦山解決方案，培養(yǎng)和鍛煉了一支既懂管理又懂信息化、既懂現(xiàn)場(chǎng)工藝又懂自動(dòng)化的專業(yè)隊(duì)伍。

5.MES實(shí)施體會(huì)

    落實(shí) “一把手工程”，是MES項(xiàng)目成功的關(guān)鍵。如果沒(méi)有一把手推動(dòng)，MES項(xiàng)目是沒(méi)法推動(dòng)的。因此，從上到下一把手都要成為MES項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)者、推動(dòng)者和實(shí)踐者。

    轉(zhuǎn)變觀念，管理變革，是MES項(xiàng)目成功的思想基礎(chǔ)。MES實(shí)施過(guò)程中必須有堅(jiān)定不移的信心，把更新思維方式貫穿始終，推進(jìn)綜合配套改革和創(chuàng)新。
強(qiáng)勢(shì)推動(dòng)，完善機(jī)制，是MES項(xiàng)目成功的保障。首礦建立了企管處、信息辦、計(jì)控室三位一體的管理體系，將信息化應(yīng)用納入每一名職工的崗位責(zé)任制。

    深入應(yīng)用，注重成效，是MES項(xiàng)目成功的重點(diǎn)。首礦實(shí)施MES過(guò)程中始終把深入應(yīng)用放在第一位，不斷解決企業(yè)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)管理中的問(wèn)題，持續(xù)進(jìn)行完善、創(chuàng)新，取得成效。

    以我為主，全員參與，是MES項(xiàng)目成功的不竭動(dòng)力。首礦通過(guò)MES系統(tǒng)的實(shí)施造就了一支對(duì)專業(yè)管理有深刻理解的IT隊(duì)伍，培養(yǎng)出一支了解信息技術(shù)的專業(yè)管理隊(duì)伍，以及運(yùn)用計(jì)算機(jī)開展工作的操作隊(duì)伍，廣大職工的智慧源泉被激活，這是MES項(xiàng)目成功的不竭動(dòng)力。

    本文根據(jù)首鋼礦業(yè)公司計(jì)控室項(xiàng)目經(jīng)理陳中在第十屆中國(guó)制造業(yè)MES應(yīng)用年會(huì)上的發(fā)言整理而成，未經(jīng)本人確認(rèn)。

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